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PAPR을 줄이기 위한 Multicarrier Code Select CDMA시스템의 다중 경로 페이딩 채널에서 성능 분석
류관웅,박용완,홍인기,김명진,Ryu Kwan Woong,Park Yong Wan,Hong Een Kee,Kim Myovng Jin 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.12a
최근 MC DS-CDMA시스템은 차세대 고속 데이타 전송을 위해 활발히 연구되고 있지만 높은 PAPR(peak-to-average power ratio)을 가지는 단점이 있다. 반면 CS-CDMA시스템은 코드 선택 방식을 사용함으로써 부 채널수에 상관없이 일정한 크기의 송신 신호로 인해 낮은 PAPR가진다. 본 논문에서는 MC DS-CDMA와 CS-CDMA의 결합한 새로운 다중접속 방식인 MC CS-CDMA(multicarrier code select CDMA)을 제안한다. MC CS-CDMA 시스템은 특별한 경우로서 MC DS-CDMA시스템과 CS-CDMA시스템을 포함한다. MC CS-CDMA 시스템은 주파수 선택적 다중경로 채널과 MRC를 가진 레이크 수신기에서 성능 및 PAPR을 비교 분석한다. 시뮬레이션 결과 MC CS-CDMA 시스템이 CS-CDMA에 비해 높은 PAPR을 가지지만 MC DS-CDMA에 비해 PAPR을 줄일 수 있다. 또한 수치해석의 결과 MC CS-CDMA 시스템이 확산 이득과 시간 다이버시터 이득의 증가로 인해 MC DS-CDMA에 비해 우수한 성능을 가진다. 그러나, MC CS-CDMA 시스템은 수신기의 복잡도 증가와 가입할 수 있는 사용자수가 감소하는 단점을 가진다. Multicarrier direct sequence code-division multiple access CDMA(MC DS-CDMA) is an attractive technique for achieving high data rate transmission even if the potentially large peak-to-average power ratio(PAPR) is an important factor for its application. On the other hand, code select CDMA(CS-CDMA) is an attractive technique with constant amplitude transmission of multicode signal irregardless of subchannels by introducing code selection method. In this paper we propose a new multiple access scheme based on the combination of MC DS-CDMA and CS-CDMA. Proposed scheme, which we called MC CS-CDMA, includes the sutclasses of MC DS-CDMA and CS-CDMA as special cases. The performance of this system is investigated for multipath Sequency selective fading channel and maximal ratio combining with rake receiver. In addition the PAPR of proposed system is compare with that of both MC BS-CDMA and CS-CDMA. Simulation results show that proposed system improves PAPR reduction than MC DS-CDMA at the expense of the complexity of receiver and the number of available non. Also, the numerical result shows that the proposed system is better performance than MC DS-CDMA due to the increasing processing gain and the number of time diversity gain.
주파수 선택적 페이딩 채널에서 주파수 확산과 결합된 코딩과 송신안테나 다이버시티를 가진 Clustered OFCDM 시스템에 관한 연구
류관웅,박용완,Ryu Kwan-Woong,Park Yong-Wan 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.3A
본 논문에서는 Beyond 3G 시스템에서 연구되고 있는 OFCDM 시스템에서 터보 코드화되고 클러스터링된 신호의 주파수 다이버시티 이득을 최대화하는 것을 목적으로 한다. 즉, OFCDM시스템은 OFDM과 달리 주파수 영역확산을 하기 때문에 확산 후의 통일 심볼들을 여러 개의 안테나와 같은 안테나에 적절히 할당함으로써 통일 심볼간의 페이딩을 거친 수신 신호의 무상관 특성을 최대화함으로써 주파수 다이버시티 이득을 최대화할 수 있다. 제안된 최적의 방식은 STA-OFCDM에 비해서는 낮은 지연 확산(${\sigma}=0.02{\mu}sec$)에서 4dB 성능 향상이 있고 높은 지연 확산(${\sigma}=0.3{\mu}sec$)에서는 2.5dB가량의 성능 향상되었다. 또한 제안된 최적화 방식을 부반송파 재배열(SR: subcarrier rearrange)을 가진 STA-OFCDM과 비교하면 $10^{-3}$의 요구되는 BER에서 클러스터링에 의해 주파수 다이버시티 이득을 극대화함으로써 지연 확산과 상관없이 2dB정도의 성능 향상을 시킬 수 있었다. 또한 제안된 최적화 방식은 어떤 대역폭 확장이나 수신기로부터 송신기로의 피드백이나 기존의 클러스터링 방식에 비해 더 많은 복잡도를 요구하지 않는다. This paper improves the effects of clustered OFCDM scheme considering the frequency diversity effect over a frequency selective fading channel. In OFCDM with frequency domain spreading compared to OFDM, we can increase uncorrelated symbols by frequency allocation method of correspondent symbols over the same antenna and different antenna after spreading. The simulation results show that the performance of proposed system is improved by approximately 4 dB in ${\sigma}=0.02{\mu}sec$, the performance is improved by approximately 2.5dB in large delay spread in a 12-path Rayleigh fading channel with overall the root mean squared delay spread and the maximum Doppler frequency of 20 Hz. Also, the required average received Eb/No at the average BER of $10^{-3}$ by optimum method is improved by approximately 2.0 dB, compared to that of STA-OFCDM with frequency rearrange. The new method does not require any bandwidth expansion any feedback from the receiver to the transmitter and its computation complexity is similar to clustered OFCDM.
4개의 송신 안테나 MIMO 시스템을 위한 DAC-ZF 수신 기법과 결합된 Full Rate 준직교 QOSTF-OFDM 관한 연구
김기우,류관웅,박용완,Jin, Ji-Yu,Ryu, Kwan-Woong,Park, Yong-Wan 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.11A
본 논문에서는 4개의 송신 안테나에서 full rate를 달성할 수 있는 준직교 QOSTF-OFDM(quasi-orthogonal space-time-frequency block coded orthogonal frequency division multiplexing)기법을 제안한다. 제안된 방식은 full rate를 달성할 수 있지만 full diversity를 달성할 수 없기 때문에 수신기에서 diversity손실을 보상하기 위해 DAC-ZF(diversity advantage collection with zero forcing)수신 기법을 사용한다. 동일한 주파수 효율을 가진다는 가정하에서 제안된 방식은 full rate을 달성할 수 없는 다른 선형 직교 시공간 기법과 비교할 때 full rate를 달성할 수 있기 때문에 저 레벨(low level) 변조 기법을 적용함으로써 변조 이득(modulation advantage)을 얻을 수 있다. 모의 실험 결과 제안된 방식은 변조 이득과 collected 다이버시티 이득으로 인해 다른 직교 방식과 비교하여 더 높 BER성능을 얻을 수 있다. In this paper, we propose a full rate quasi-orthogonal space-time-frequency block coded orthogonal frequency division multiplexing(QOSTF-OFDM) that can achieve full symbol rate with four transmit antennas. Sincr: the proposed QOSTF-OFDM can not achieve full diversity, we use diversity advantage collection with zero forcing (DAC-ZF) decoder to compensate the diversity loss at receive side. At the same frequency efficiency, compared with linear orthogonal space-time codes which can not achieve full rate with four transmit antennas over complex constellations, low level modulation can be employed by proposed scheme due to its full rate, i.e., modulation advantage can be achieved. Due to modulation advantage and collected diversify advantage, the proposed scheme exhibits better BER performance than other orthogonal schemes.