준동기 이동 위성 리턴링크에서 MC-CDMA와 MC-DS/CDMA 시스템의 성능을 분석한다. 각 사용자 단말의 리턴링크간 동기가 수 칩 이내인 준동기를 고려하였다. MC-DS/DMA와 MC-DS/CDMA의 송신 신호는 정포락선 신호가 아니기 때문에 송신 증폭기의 비선형성에 의한 왜곡을 받게 된다. MC-CDMA 시스템은 Walsh 코드를 이용해 주파수 영역 확산을 하기 때문에 증폭기 입력신호레벨이 MC-DS/CDMA 시스템에 비해서 낮게 되어 사용자 수가 1명인 경우 증폭기 입력 backoff가 0dB일 때는 2.3dB, 증폭기 입력 backoff가 6dB일 때는 1dB 성능이 우수하였다. 그러나 준동기 AWGN 채널에서 사용자 수가 증가하게 되면 MC-DS/CDMA 시스템이 많은 수의 부 반송파를 사용하는 MC-CDMA 시스템에 비해서 간섭량이 적어 성능이 매우 우수하였다.
준동기 이동위성 리턴링크에서 MC-CDMA와 MC-DS/CDMA 시스템의 성능을 분석한다. 단말 사이의 칩 옵셋이 수 칩 이내인 준동기가 고려되었다. Walsh 코드를 사용한 MC-DS/CDMA 시스템은 준동기 ±0.5 T/sub c/, MC-CDMA 시스템 준동기 ±5/64 T/sub c//sup MC/ 상황하에서 사용자가 5명인 경우 MC-CDMA 시스템의 성능에 비해 10-3 BER에서 0.3dB 우수하였다. Walsh 코드를 사용한 MC-DS/CDMA은 extended m코드, gold 코드를 사용할 때와 비교하여 0.2dB 이상 성능이 우수하였다. Walsh 코드를 사용한 MC-CDMA 시스템은 사용자가 5명인 경우 준동기 ±5/32T/sub c//sup MC/ 이하이면 gold 코드에 비해서 성능이 1.2dB 이상 우수하였다.
다반송파 변조방식,또는 직교 주파수 분할 다중업속 방식은 적응등화기를 사용하기 않으면서도 다중간섭제거 능력이 탁월하다고 알려졌다. 이 논문에서는 이러한 MC DS-CDMA/MPSK와 DS-CDMA/MPSK를 적용하여, 나카가미 감쇄 채널 환경에서 오율 특성을 분석하였다. 그 결과 동일한 대역폭에서는 반송주파가 증가함에 따라 처리이득이 커지므로 DS-CDMA/MPSK 신호보다 MC DS-CDMA/MPSK 신호가 오율 특성이 우수함을 알 수 있다.
본 논문은 최근 표준화(IEEE802.15.3a)가 진행중인 Ultra Wideband(UWB) 시스템에서 현재 제안된 방식인 DS-CDMA 방식과 OFDM 방식을 혼합한 형태인 MC-CDMA 방식을 UWB 시스템에 적용하고, 그 성능을 평가한다. DS-CDMA 방식은 다중경로 성분을 검출하기 위해 많은 Rak Finger들이 필요하기 때문에 시스템의 복잡도가 증가하고 OFDM 방식은 주파수 호평을 끈 상태에서 방사 전력이 FCC에서 규정을 만족하지 못한다. 따라서 두 시스템의 혼합 형태인 MC-CDMA 방식이 시스템의 복잡도는 D5-CDMA 보다 간단하면서 주파수 선택적 페이딩 채널에서 좋은 성능을 발휘하고 OFDM 방식보다 넓은 대역폭을 사용함으로써 스펙트럼당 방사 전력이 낮아진다. MC-CDMA 방식을 수식적으로 분석하고 DS-CDMA, OFDM 방식과 시뮬레이션을 통해 성능을 비교하였다.
본 논문에서는 Multi-Carrier 방식중의 하나인 MC DS/CDMA 방식과 대역확산 방식중의 하나인 주파수 호핑 방식을 결합한 FH MC-DS CDMA 시스템에서 SFH와 FFH를 적용하여 나카가미 페이딩 채널 하에서 멀티톤 재밍을 고려하여 시스템의 BER 성능을 비교 $\cdot$ 분석하였다. 호핑 횟수가 증가된다는 것은 주파수 다이버시티의 효과를 얻을 수 있게 되어 수신측의 부담을 줄이면서 FH MC DS/CDMA 시스템의 BER 성능을향상 시킬 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 호핑 횟수를 증가시킴으로써 FH MC/DS CDMA 시스템의 성능을 개선할 수 있음을 입증하였다.
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.
본 논문에서 UWB 시스템에 MC-CDMA 방식을 적용하여 성능을 분석하고 최근 표준화가 진행중인 DS-CDMA, OFDM 방식과 비교한다. DS-CDMA 방식은 다중경로 성분을 검출하기 위해 많은 Rake Finger들이 필요하기 때문에 시스템의 복잡도가 증가하고 OFDM 방식은 주파수 호핑을 사용하지 않는 상태에서 순간 방사 전력이 FCC에서 규정을 만족하지 못한다. 따라서 두 시스템의 혼합 형태인 MC-CDMA 방식이 시스템의 복잡도는 DS-CDMA 보다 간단하면서 주파수 선택적 페이딩 채널에서 좋은 성능을 나타내고 OFDM 방식과는 달리 매 순간마다 무든 전송대역을 사용함으로써 스펙트럼당 방사 전력이 낮아진다. 시뮬레이션 결과 단일 사용자일 경우 DS-CDMA 방식이 가장 우수한 결과를 보여주었지만, 다중사용자일 경우 MC-CDMA 방식이 더 우수한 성능을 보여주었다.
본 논문은 다중전송률 다중사용자 다중반송파 DS/CDMA 시스템에 대한 역상관 검출기의 특성을 분석하고, 주파수 선택 레일레이 페이딩 체널에서 시뮬레이션하였다. 비트 오류 확률에 대한 성능을 단일 전송률 MC-DS/CDMA 시스템과 비교하였다. 다중전송률 송신구조로써 가변확산길이가 MC-DS/CDMA 시스템에 사용되었다. 시뮬레이션 결과, 다중전송률 MC-DS/CDMA의 역상관기는 단일 전송률 시스템에 비하여 높은 BER 성능을 나타내었다.
MC-DS-CDMA 전송 방식에서는 서로 직교성이 있는 여러 개의 부반송파들을 사용함으로서 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있어 우수한 성능의 전송이 가능하다. 시변 페이딩 채널은 전송되는 MC-DS-CDMA 신호에 인접 부 반송파 간섭을 발생시켜 수신단에서 데이터 재생 시 비트오류율이 증가된다. 본 논문에서는 파일럿 심볼을 이용하여 채널을 추정하는 MC-DS-CDMA 시스템에서 선호가 시변 채널을 통하여 전송될 때의 시스템 성능을 분석한다. 이러한 다중 반송파 전송 방식에서는 채널 추정 에러, 송수산간 반송 주파수 편차 등에 의하여 시스템 성능이 열화 된다. 그러므로 위와 같은 영향들을 모두 고려하여 송선 신호가 다중 경로 페이딩 채널을 통하여 전송될 때의 데이터 비트오류율 성능을 분석한다.
무선망을 통한 개인별 고속 멀티미디어 서비스의 필요성이 커짐에 따라 데이터 전송 속도의 고속화 및 많은 가입자의 수용이 요구되고 있다. 따라서 앞으로 이와 같은 멀티미디어 서비스용 이동 통신 시스템의 구현을 위해서는 기지국에 스마트 안테나 기술을 적용하여야 할 것이다. 그러므로 본 논문에서는 MC-CDMA(Multi-Carrier Code Division Multiple Access)와 DS-CDMA(Direct Sequence) 방식에 스마트 안테나를 적용한 시스템의 BER 성능을 비교 분석하였다. 적응 빔 형성(Adaptive Beamforming) 기법 및 신호 스펙트럼 대역폭에 따른 MC-CDMA와 DS-CDMA의 특성을 주파수 선택적 Rayleigh 페이딩에서의 역 방향 링크 채널을 가정하여 모의 실험 하였다. 스마트 안테나의 빔 폭을 적게 할수록 전체적으로 BER 성능이 향상됨을 알 수 있었고 MC-CDMA 시스템의 경우 사용자 수가 급격히 증가하더라도 DS-CDMA에 비하여 BER 성능이 훨씬 우수함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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