Earticle

주파수선택성 패이딩 채널 상황에서 Pre-Rake 다이버시티 기술은 이동단말에게 충분한 다이버시티 효과를 제공하며 이동단말의 수신기가 단순한 구조가 되도록 도와준다. 하지만, 기존의 Pre-Rake 시스템은 주파수선택성 페이딩 환경에서 Rake 시스템보다 두 배에 가까운 멀티패스에 의해 영향을 받기 때문에 다중유저 간섭을 Rake 시스템보다 훨씬 더 심각하게 받게 된다. 결국 이와 같은 간섭은 사용자가 증가할수록 성능이 열화하게 되는 원인이 된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 ZCD (Zero Correlation Code) 확산코드를 이용한 Pre-Rake TDD-CDMA 시스템을 제안한다. 또한 GI (Guard interval)를 포함하는 수정된 ZCD 코드들을 제시하고 다양한 채널환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하고 그 성능을 평가한다.

In a frequency selective fading channel, Pre-Rake diversity technique provides simple receiver structure and sufficient diversity effect for mobile terminals. However, conventional Pre-Rake systems are more severely affected than Rake systems with regard to multiple access interference since the number of multipaths received at the mobile unit is nearly twice that of the Rake systems. In order to overcome the problem, a Pre-Rake TDD-CDMA system using zero correlation duration (ZCD) spreading code is proposed. Modified ZCD codes including guard interval (GI) is also proposed and the performance is evaluated by computer simulation under the condition of various channel environment.

복수의 안테나를 사용하는 Pre-Rake CDMA 시스템은 복잡한 RAKE 합성기를 수신기에서 사용하지 않아도 좋은 수신 성능을 얻을수 있는 장점이 있다. 그러나 Pre-Rake 시스템은 채널 추정오류에 크게 영향을 받기 때문에 시스템 성능 평가에 있어서 채널추정오류는 반드시 고려되어야 한다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 채널추정오류를 가지는 MISO Pre-Rake CDMA 시스템을 이론적인해석을 통하여 분석한 후 도출된 결과를 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 얻은 결과와 비교한다. 이론적인 해석결과로 볼 때, Pre-Rake 시스템의 성능은 진폭오류 보다는 위상오류에 의한 영향을 크게 받는 것으로 확인되었다.

Pre-Rake CDMA system using multiple transmit antenna provides a good system performance without equipping a complicated RAKE combiner at the mobile receiver. However, the performance of the Pre-Rake systems are significantly affected by channel estimation error so that the effect of the channel estimation error should be considered and analyzed for evaluating the system performance. In this paper, MISO(Multi-Input Multi-output) Pre-Rake CDMA system with channel estimation error is analyzed by numerical analysis and the results are compared with that of the computer simulation. From the numerical results, it is found that the performance of the Pre-Rake system is more affected by the phase error than the amplitude error.

저자는 참고문헌 [2]에서 복수의 송신안테나를 이용한 두 가지 Pre-Rake 송신다이버시티 방법 (system 1과 system 2)을 제안하였고 이론적인 해석과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안 시스템의 성능을 분석하였다. 그러나, 참고문헌 [2]에서는 전체 안테나를 이용하여 송신하는 system 2 에 대하여 다중사용자 환경을 고려한 성능 평가가 이루어지지 않았다. 따라서 본 논문에서는 다중사용자 환경에 대하여 system 2의 성능을 이론적으로 해석하고 한 개의 안테나를 선택하여 송신하는 system 1의 성능과 비교한다. 두 시스템의 성능평가 결과를 통해 사용자 수가 적을 때는 system 1이 좋은 성능을 보이며 사용자 수가 많아질수록 system 2가 system 1보다 좋은 성능을 나타내는 사실을 밝힌다. 이로써 사용자 수에 따라 Pre-Rake 송신다이버시티 타입을 기지국에서 선택하여 전송하는 것이 최상의 시스템 성능을 얻기 위해 필요함을 제시한다.

The authors have proposed novel TDD-CDMA systems with Pre-Rake transmit diversity schemes (system 1 and system 2) using multiple transmit antennas in [2] and have also evaluated the system performance through the theoretical analysis and computer simulation. However, the performance of system 2 which transmit a signal using all antennas has not been evaluated for multi-user environment. Therefore in this paper, we analyze the performance of system 2 for multi-user environment and compare the performance with that of the already proposed system 1 which chooses only one antenna. From the numerical results, it is found that system 2 outperforms system 1 as the number of users increases while system 1 outperforms system 2 at a small number of users. Therefore in order to achieve the best system performance, the Pre-Rake transmit diversity type should be selected at the base station according to the number of users.

본 논문에서는 SC-CDMA/TDD (Single Carrier CDMA/Time Division Multiplexing) 다중코드 전송에 있어서 송신단에서의 Pre-rake와 수신기에서 주파수 도메인 등화기를 결합한 Pre/Post-FDE (Frequency Domain Equalizer)를 제안하고, 무선 채널 환경 및 사용되는 멀티 코드들의 수에 따라 Post-FDE, Pre-rake, Pre/Post-FDE와 같은 모드들이 선택적으로 구동해야 함을 제안한다. 또한, Pre-rake가 적용되는 시스템에서 Cyclic Prefix의 길이를 최소화 하는 방법이 소개된다. Pre-rake로 전송되는 신호는 수신기에 부가적인 Signal to Noise ratio(SNR)를 제공할 수 있다. 이를 위하여 수신기에서는 시간 도메인에서의 rake combiner를 고려할 수 있다. 그러나, 기존의 Pre-rake만을 고려하는 단말에 비하여 rake combiner와 같은 더 많은 하드웨어를 요구하게 된다. 한편 SC-FDE(CP-CDMA)와 같은 광대역 싱글 케리어 전송 시스템에서 채용되고 있는 주파수 도메인 등화기는 시간 도메인에서의 하드웨어 복잡성을 피하고, 다양한 등화 방법을 고려할 수 있는 특징이 있다. 본 논문에서는 주파수 선택적 특성을 갖는 무선 채널과 사용되는 멀티코드 수에 따라 제안하고자 하는 Pre/Post-FDE와 기존의 Post-FDE와의 성능을 보여 주고자 한다. 제안하는 시스템의 검증을 위하여 멀티 코드 전송에서 가우지안 모델을 이용한 이론적인 분석 및 Pre/Post-FDE와 Post-FDE의 성능을 비교 분석한다.

In this paper we propose a Pre-rake system applied with a frequency domain equalizer in TDD/CDMA multi-code transmission. The Pre-rake system has been well known technique in TDD/CDMA to make a receiver simple. However, it still has residual losses of path diversity and signal to noise ratio (SNR). However, gathering all the residual paths demands an additional hardware such as a rake combiner at the receiver. For the reason Pre/Post-rake system has already been proposed at up/downlink correlated channel condition　under the assumption of noisier channel. There is a trade-off between the first purpose of Pre-rake that makes hardware simple at the receiver and the performance improvement. From the point the frequency domain equalizer (FDE) can be considered in Pre/Post-rake to supply the receiver with the flexible equalizing methods with rather reduced complexity compared with time domain rake combiner or equalizers. Pre-rake itself increases the number of multipath, which results from the convolution of Pre-rake filter and wireless channel, and FDE must be well matched to Pre/Post-rake, while it considers the relationship of hardware complexity and the performance. In this paper, the Pre-rake/Post-FDE system is introduced at TDD/CDMA multi-code transmission. In addition, the cyclic prefix reduction method in the proposed system is introduced, and the theoretical analysis to the proposed system is given by assuming Gaussian approximation, and finally the numerical simulation results are provided.