WCDMA 시스템에서의 Maximal Ratio 전송 다이버시티 기술에 관한 연구

Abstract

최근 개발이 활발히 진행중인 3세대 이동 통신 시스템은 기존의 이동 통신 시스템이 음성 위주의 서비스였는데 반해 멀티미디어 서비스까지 지원하고 있다. 특히 인터넷의 저변 확대로 인해 멀티미디어 서비스는 필수적이다. 이러한 고속의 멀티미디어 서비스를 이동 통신 시스템이 제공하려면 시스템의 용량(capacity)을 대폭 확충해야 한다. 따라서 차세대 이동통신 시스템에서는 수신기의 복잡도를 높이지 않고 송신기의 복잡도를 높여서 하향 링크의 용량을 증대시키려는 방법에 대한 연구가 현재 활발하게 진행되고 있는데 이러한 노력들 중의 하나가 전송 다이버시티 기술이다. 전송 안테나 다이버시티에 대한 연구는 가장 간단하게 모든 안테나로부터 같은 정보를, 그리고 상호간에 다른 시간지연이나 주파수 오프셋을 두어 전송하는 방법과 안테나 hopping에 의한 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 일반적으로 다른 시간 슬롯동안 또는 다른 주파수 영역에서 신호를 재전송을 해야한다. 그러므로 이러한 방법들은 재전송된 신호 상호간에 간섭이 생기지 않게 하기 위해 대역폭의 확장이 필요하다. 다음으로 space time trellis coding 방법이 있다. 이 방법은 FEC의 장점, 그리고 상당한 성능 향상을 가져오는 다이버시티 전송과 결합될 때 매우 효과적이다. 그러나 이 방법은 대역폭 효율에 따라 지수적으로 증가하는 부가적인 처리를 해야 하는 부담이 있다. 마지막으로 Alamouti에 의해 제안된 space time block code가 있다. space time block code는 안테나 별로 채널을 추정하기 위해 부가적인 파일럿 심벌의 삽입과 추출을 요구한다는 단점을 가지고 있으나 수신기로부터의 되먹임 정보도 요구하지 않으며 어떠한 대역폭 확장도 요구하지 않는다. 본 논문에서는 현재 연구 중인 여러 가지 전송 다이버시티 기술에 관해서 설명을 하고 각 전송 다이버시티 기술의 성능을 분석하고 비교하였다. 그리고 한 걸음 더 나아가 기존의 시스템의 성능을 개선시킬 수 있는 여러 방안에 대해서 제안하였으며 제안된 시스템의 성능 개선을 모의 실험을 통해 입증하였다.;The next-generation wireless systems are required to have high voice quality as compared to current cellular mobile radio standard and provide high bit rate data service. Therefore, it is necessary to increase system capacity in order to support high rate multimedia service. However, in mobile of portable communications, it is preferable to concentrate most of the receiver complexity at the BS and reduce the size and cost of the MS. As a result, a transmit diversity techniques become one important topic in wireless communication now, since it is possible to improve system performance by increasing complexity of base station transmission without increasing complexity of mobile receiver. Space time trellis coding was proposed, which combines the signal processing at the receiver with coding techniques appropriate to multiple transmit antennas, and it can provide significant gain. However, when the number of transmit antennas is fixed, the decoding complexity of the space time trellis coding (measured by the number of the trellis state at the decoder) increase exponentially as a function of both diversity level and the transmission rate. In order decrease the decoding complexity, Alamouti proposed a simple scheme for transmission diversity (STBC, one space time block coding scheme) using two transmit antennas. This scheme supports a maximum likelihood detection scheme based only on linear processing at the receiver, and achieve the full diversity promised by the two antennas. In this paper, a various kinds of transmit diversity are proposed in order to improve system performance and the proposed systems have better performance than the conventional system in terms of bit error rate.