한국전자파학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)

  • 제21권11호
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  • Pages.1275-1284
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  • 2010
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  • 1226-3133(pISSN)
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  • 2288-226X(eISSN)
한국전자파학회 (The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)
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스펙트럼 집성을 위한 멀티 밴드 DFT-S OFDM 시스템에서 직교 불균형과 위상 잡음의 영향 분석 및 보상

Influences and Compensation of Phase Noise and IQ Imbalance in Multiband DFT-S OFDM System for the Spectrum Aggregation

  • 유상범 (충북대학교 전자공학과) ;
  • 유흥균 (충북대학교 전자공학과) ;
  • 최진규 (한국전자통신연구원 인터넷연구부문 스마트 무선기술연구팀) ;
  • 김진업 (한국전자통신연구원 인터넷연구부문 스마트 무선기술연구팀)
  • Ryu, Sang-Burm (Department of Electronic Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Ryu, Heung-Gyoon (Department of Electronic Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Choi, Jin-Kyu (Smart Radio Research Team, ETRI(Electronics and Telecommunications Research Institute)) ;
  • Kim, Jin-Up (Smart Radio Research Team, ETRI(Electronics and Telecommunications Research Institute))
  • 발행 : 2010.11.30
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초록

차세대 이동 통신 시스템을 위한 LTE-advanced(Long Term Evolution advanced)에서는 100 MHz의 대역폭과 1 Gbit/s의 전송 속도가 요구된다. 그러므로 사용 가능한 주파수의 확장을 위하여 최근 스펙트럼 집성 방법이 연구 되고 있다. 빈 주파수를 모아서 사용함으로 대역 효율이 증가한다. 그러나 송수신기는 Digital RF 및 SDR(Software Define Radio)기반의 수신기가 연구되고 있다. 그러므로 주파수 합성기와 증폭기는 광대역으로 동작하며 송수신기에서는 RF 불균형이 증가한다. LTE advanced의 상향 링크는 복수의 전력 증폭기를 사용하는 DFT-SOFDM이다. 그러나 위상 잡음과 직교 불균형이 포함된 수신기의 주파수 영역에서 ICI의 영향이 증가한다. 본 논문에서는 멀티 밴드 OFDM 시스템에서 위상 잡음과 직교 불균형을 고려하여 수신부의 주파수 영역에서 ICI(Inter Carrier Interference)의 영향을 분석한다. 또한, 상향 링크 시스템을 고려하여 주파수 영역에서 위상 잡음과 직교 불균형에 의한 영향을 분리하여 채널을 정확하게 추정하여 보상하고, 직교 불균형과 위상 잡음을 보상하는 방식을 제안한다. 제안된 방식을 사용하여 성능 개선이 2 dB 개선됨을 보였다.

100 MHz bandwidth and 1 Gbit/s data speed are needed in LTE-advanced for the next generation mobile communication system. Therefore, spectrum aggregation method has been studied recently to extend usable frequency bands. Also bandwidth utilization is increased since vacant frequencies are used to communicate. However, transceiver structure requires the digital RF and SDR. Therefore, frequency synthesizer and PA must operate over wide-bandwidth and RF impairments also increases in transceiver. Uplink of LTE advanced uses DFT-S OFDM using plural power amplifier. The effect of ICI increases in frequency domain of receiver due to phase noise and IQ imbalance. In this paper, we analyze influences of ICI in frequency domain of receiver considering phase noise and IQ imbalance in multiband system. Also, we separate phase noise and IQ imbalance effect from channel response in frequency domain of uplink system. And we propose a method to estimate the channel exactly and to compensate IQ imbalance and phase noise. Simulation result shows that the proposed method achieves the 2 dB performance gain of BER=$10^{-4}$.

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참고문헌

  1. 3GPP TR 36.913 v8.0.0, "Requirements for Further Advancements for E-UTRA(LTE-Advanced)", Jun. 2008.
  2. Ericsson, "Carrier aggregation in LTE-Advanced", 3-GPP TSG RAN WG1 #53bis(R1-082468), Jun. 2008.
  3. RAN1, "Final Report of 3GPP TSG RAN WG1 #55bis v3.0.0", 3GPP TSG RAN WG1 #55bis, Jan. 2009.
  4. Motorola, "LTE-Advanced; UE Rx characteristics", 3GPP TSG RAN WG4 #50bis(R4-091367), Mar. 2009.
  5. 이상근, 조봉열, 여운영, 3G/4G 이동 통신 시스템, 홍릉과학출판사, 2008년.
  6. H. G. Ryu, Y. S. Li, "Phase noise analysis of the OFDM communication system by the standard frequency deviation", IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol. 49, no. 1, pp. 41-47, Feb. 2003. https://doi.org/10.1109/TCE.2003.1205454
  7. N. T. Hieu, H. G. Ryu, C. X Wang, and H. H Chen, "The impact of the I/Q mismatching errors on the BER performance of OFDM communication systems", IEEE International Conference Communication, pp. 5423-5427, Jun. 2007. https://doi.org/10.1109/ICC.2007.898
  8. Song Ping Wu, Bar-Ness Y, "A phase noise suppression algorithm for OFDM-based WLANs", IEEE Communications Letters, vol. 6, issue, 12, pp. 535-537, Dec. 2002. https://doi.org/10.1109/LCOMM.2002.806468
  9. R. Corvaja, A. G. Armada, "Joint channel and phase noise compensation for OFDM in fast-fading multipath applications", IEEE Transactions, Vehicular Technology, vol. 58, issue 2, pp. 636-643, Feb. 2009. https://doi.org/10.1109/TVT.2008.927719
  10. A. G. Armada, "Estimation and correction of phase noise effects in orthogonal frequency division multiplexing", in Proc. of IEEE GLOBECOM, San Francisco, CA, pp. 1-5, Nov. 2006.
  11. J. Tubbax, et al., "Compensation of IQ imbalance and phase noise in OFDM systems", IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 4, pp. 872-877, May 2005. https://doi.org/10.1109/TWC.2004.843057
  12. S. B Ryu, J. S. Kim, and H. G. Ryu, "PNS algorithm for the SC-FDMA communication system with phase noise", Wireless and Optical Communications Networks, IFIP International Conference, pp. 1-5, May 2009. https://doi.org/10.1109/WOCN.2009.5010556