Throughput Analysis of DS/CDMA System Applying Packet Combining Scheme over Nakagami Fading Channel

나카가미 페이딩 채널에서 패킷결합기법을 적용한 DS/CDMA 시스템의 전송율 분석

  • 황재문 (극동정보대학 컴퓨터게임과) ;
  • 박진수 (청주대학교 전자공학과)
  • Published : 2003.03.01

Abstract

In this paper, we analyzed the throughput of DS/CDMA system applying packet combining scheme combined with Type- I Hybrid ARQ scheme over AWGN channel and Nakagami fading channel with RAKE receiver. As the parameter for analysis, we used number of combined packet(L), number of diversity branch$({L_c})$, fading index(m), and length of packet(N), and used CRC-12 error detection code and (2,1,3) convolutional code. As a results, we found that throughput of system over Nakagami fading channel with RAKE receiver was superior to throughput over AWGN channel, and throughput of system decreases rapidly as channel degrades when number of combined packet(L) was increased. However throughput of system with the combining scheme was achieved even at low ${E_b}/{N_o}$. Also, we found that throughput of system was increased when fading index(m) and number of diversity branch$({L_c})$ were increased, but it was decreased when number of user(K) and length of packet(N) were increased.

본 논문에서는 나카가미 페이딩 채널에서 Type- I Hybrid ARQ 기법과 결합될 수 있는 패킷결합 기법을 DS/CDMA 시스템에 적용하여 AWGN 채널과 레이크 수신기를 사용한 나카가미 페이딩 채널하에서 시스템의 전송율을 분석하였다. 분석을 위한 파라메터로서 패킷결합수(L), 다이버시티 브렌치수$({L_c})$, 페이딩지수 m, 사용자수(K) 및 패킷의 길이(N)를 사용하였으며, 에러검출을 위해 CRC-12 부호와 에러정정을 위해 (2,1,3) 길쌈부호를 사용하였다. 분석결과 AWGN 채널에서 보다 나카가미 페이딩 채널하에서 레이크 수신기를 사용하였을 때 시스템의 전송율이 우수함을 확인하였고, 패킷결합수( L)가 증가할 때 채널의 상태가 저하됨에 따라 시스템의 전송율은 급격히 감소하지만 결합기법을 통해 낮은 ${E_b}/{N_o}$에서도 시스템의 전송율은 일정하게 유지됨을 확인하였다. 또한 페이딩 지수(m)와 다이버시티 브렌치수$({L_c})$가 증가하면 시스템의 전송율은 증가하지만, 사용자수(K)와 패킷의 길이(N)이 증가하면 시스템의 전송율은 감소함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. S. Lin, D. J Costello, and M. J Miller. 'Automatic repeat request error control schemes,' IEEE Trans. Commun. Mag., vol. 22, pp. 5-17. Dec. 1984
  2. A. Drukarev and D. J. Costello Jr., 'Hybrid ARQ error control using sequential decoding,' IEEE Trans. Comm. Theory, vol. IT-29, pp. 521-535, July 1983
  3. S. B. Wicker, Error control Systems for Digital Communication and Storage. Englewood Ciffs, NJ: Prectice-Hall, 1995
  4. D. Chase, 'Code combining A maximum-lilelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noise packets,' IEEE Trans. Commun., vil. COM-33, no. 5, pp. 385-393. May 1985.
  5. B. A. Harvey and S. B. Wicker, 'Packet Cimbining Suytems Based on the Viterbi Decoder,' IEEE Trans. Comm., vol. 42, No. 2/3/4, pp. 1544-1557, Feb., 1994 https://doi.org/10.1109/TCOMM.1994.582838
  6. S. Kallel and D. Haccoun, 'Sequential Decoding with ARQ and Code Combining: A Robust Hybrid FEC/ARQ System,' IEEE Trans. Commun., vil. 36, No. 7, pp. 773-780, July 1988. https://doi.org/10.1109/26.2805
  7. R. Gold 'Optimal binary sequences for spread spectrum multiplexing,' IEEE Trans. Inform. Theory,vol. IT-13, pp. 619-621, Oct. 1967.
  8. M. Y. Rhee, Error Correcting Coding Theory,McGraq-Hill, New York, 1989.
  9. D. J. Costello, Jr., Error Control Coding:Fundamentals and Applications, Prectice-Hall, 1983
  10. T. Eng and L. B. Milstein, 'Coherent DS-CDMA Performance in Nakagami Multipath Fading,' IEEE Trans. Commun., vol. 43. No. 2/3/4, Feb/Mar/ Apr, 1995.
  11. M. B. Pursley, 'Performance evaluation for phae-coded spread spectrum multiple-access communications - Part I,' IEEE Trans. Commun., vol. COM-25, pp. 795-799, Aug. 1977
  12. S. Kallel and Hacoon, 'Sequential decoding with ARQ and code combining,' IEEE Trans. Commun., vol. COM-36, pp. 775-779, July 1988.