Performance Analysis of Multicarrier CDMA System with M-ar Orthogonal Signaling in Multipath Fading Channel

다중 경로 페이딩 채널에서 M 진 직교 신호화를 적용한 다중 반송파 CDMA 시스템의 성능 분석

  • Park, Kyoung-Suk (Dept.of Computer and Communication Engineering, Chungbuk Nat'l Univ.) ;
  • Kim, Hang-Rae (Dept.of Computer and Communication Engineering, Chungbuk Nat'l Univ.) ;
  • Kim, Nam (Dept.of Computer and Communication Engineering, Chungbuk Nat'l Univ.) ;
  • Park, Sung-Kyun (Dept.of Computer and Communication Engineering, Chungbuk Nat'l Univ.)
  • 박경숙 (충북대학교 정보통신공학과) ;
  • 김항래 (충북대학교 정보통신공학과) ;
  • 김남 (충북대학교 정보통신공학과) ;
  • 박성균 (충북대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2001.04.01

Abstract

In this paper, the performance of a multicarrier CDMA system applying M-ary orthogonal signaling and adaptive subchannel allocation scheme is analyzed for forward links in Rayleigh fading channel. Also, the effect of error caused by subchannel allocation is analyzed. In the proposed system, each DS waveform is transmitted over the subchannel having the biggest fading among L subchannels. Considering M-ary orthogonal signaling and 4 subchannels, the BER of $10^{-3}$ is satisfied if SNRs are 7.33 dB, 5.33 dB, and 4.47 dB for k = 1, 2, and 3, respectively. Therefore, SNR is decreased as k is increased. If the error of subchannels exists, the BER of $10^{-3}$ is met if SNR is 8.18 dB in the absence of M-ary orthogonal signaling. So, a required SNR is declined about 0.85 dB. Adding the M-ary orthogonal signaling with k = 4, it is observed that the multicarrier CDMA system has performance improvement because a required SNR is 5.44 dB.

본 논문은 레일레 페이딩 채널 환경하에서 M 진 직교 신호화와 적응형 부채널 할당 방법을 사용하는 다중 반송파 CDMA 시스템의 순방향 링크에 대한 성능 및 부채널을 할당함에 있어서 발생하는 에러가 시스템 성능에 미치는 영향에 대하여 분석한다. 제안된 시스템은 각각의 DS 파형을 L개의 부채널 중 가장 큰 신호를 갖는 부 채널을 선택하여 전송한다. 이진 심볼은 M 진 직교 신호화 할 경우, 부 반송파의 수를 4로 가정한다면 BER이 $10^{-3}$을 만족하는 SNR의 값은 k=1, 2와 3에 대해 각각 7.33 dB, 5.33dB와 4.49dB로 k 값이 증가함에 따라 감소하였다. 부반송파수가 4이고 M 진 직교 신호화를 적용하지 않은 상태에서, 부채널 에러가 발생한다면 BER이 $10^{-3}$을 만족하는 SNR의 값은 8.18dB로 약 0.85dB 성능이 저하가 나타났다. k=4인 M 진 직교신호화를 적용할 경우, 요구되는 SNR의 값은 5.44 dB로 다중 반송파 CDMA 시스템의 성능이 개선되었다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. Commun. v.COM-30 no.5 Theory of spread spectrum communications-A tutorial R. L. Pickholtz;D. L. Schilling;L. B. Milstein
  2. Proc. Inst. Elect. Eng., Commun. v.145 no.4 Analysis and performance comparison of the trellis coded and convolutional coded DS/SSMA systems in impulsive noise environment K. S. Kim;I. Song;S. I. Park;B. H. Chung
  3. Multi-Carrier Digital Communications A. R. S. Bahai;B. R. Saltzberg
  4. IEEE Trans. Commun. v.47 no.11 Convolutionally coded multicarrier DS-CDMA systems in a multipath fading channel D. N. Rowith;L. B. Milstein
  5. Proc. IEEE GLOBECOM'93 Orthogonal multicarrier techniques applied to direct sequence spread spectrum CDMA systems A. Chouly;A. Brajal;S. Jourdan
  6. IEEE Trans. Commun. v.47 no.6 Spreading sequences for multicarrier CDMA systems B. M. Popovic
  7. Proc. IEEE GLOBECOM'94 Performance of orthogonal multi-carrier CDMA in a multipath fading channel E. Sourour;M. Makagawa
  8. Proc. VTC'94 Controlled equalizaton of multi-carrier CDMA in an indoor Rician fading channel N. Yee;J. P. Linnartz
  9. Proc. VTC'94 Multicarrier CDMA system with cochannel interference cancellation S. Kondo;L. B. Milstein
  10. Proc. MILCOM'99 Parallel acquisition of multicarrier direct-sequence spread-spectrum signals in partial-band interference F. J. Block;C. W. Baum
  11. Mobile station-base station compatibility standard for dualmode wideband spread spectrum cellular system
  12. IEEE Trans. Commun. v.44 no.2 Performance of multicarrier DS CDMA systems K. Kondo;L. B. Milstein
  13. IEEE J. Select. Areas Commun. v.14 no.9 Multicarrier CDMA with adaptive frequency hopping for mobile radio systems Q. Chen;E. A. Sousa;S. Pasupathy
  14. Probability, Random Variables, and Stochastic Processes(3rd ed.) A. Papoulis
  15. Digital Communication(3rd ed.) J. G. Proakis
  16. IEEE Potentials An introduction to multicarrier modulation L. Litwin