Performance Analysis of Stepwise Parallel Processing for Cell Search in WCDMA over Rayleigh Fading Channels

레일리 페이딩 채널에서 WCDMA의 단계별 병렬 처리 셀 탐색의 성능 해석

  • 송문규 (원광대학교 전기전자 및 정보공학부 무선통신연구실)
  • Published : 2002.02.01

Abstract

It is very important to acquire the synchronization in a intercell asynchronous WCDMA system, and it is carried out through the three-step cell search process. The cell search can operate in a stepwise parallel manner, where each step works in pipelined operation, to reduce the cell search time. In case that the execution time is set to be the same in each step, excessive accumulations will be caused in both step 1 and step 3, because step 2 should take at least one frame for its processing. In general, the effect of post-detection integration becomes saturated as the number of the accumulations increases. Therefore, the stepwise parallel scheme does not give much enhancement. In this paper, the performance of the stepwise parallel processing for cell search in WCDMA system is analyzed over Rayleigh fading channels. Through the analysis, the effect of cell search parameters such as the number of accumulations in each step and the power ratio allocated among channels is investigated. In addition, the performance of the stepwise parallel cell search is improved by adjusting the execution time appropriately for each step and is compared with that of the conventional stepwise serial processing.

셀간 비동기 방식의 WCDMA 시스템에서 셀간 동기를 맞추는 일은 매우 중요하며, 3 단계 셀탐색 과정에 의해 수행된다. 셀 탐색은 셀 탐색 시간을 줄이기 위해 각 단계가 파이프라인으로 동작하는 단계별 병렬 처리 방식으로 동작할 수 있다. 각 단계에서 실행 시간을 동일하게 설정할 경우 2단계는 최소한 1프레임의 처리시간을 소요하므로 1단계와 3단계에서 과도한 누적이 야기된다. 일반적으로 누적의 횟수가 증가할수록 사후적분 검파의 잇점은 감소한다. 따라서 단계별 병렬 처리로 인한 성능 개선은 그다지 크지 않다. 본 논문에서는 레일리 페이딩 채널에서 WCDMA 시스템에 대한 셀 탐색의 단계별 병렬 처리의 성능을 해석한다. 본 해석을 통해 각 단계에서 사후 검파 적분의 횟수와 채널간 전력 할당비 등 셀 탐색 파라미터에 대한 영향을 조사한다. 또한 각 단계의 처리 시간을 적절히 조절함으로써 단계별 병렬 처리 셀 탐색의 성능을 개선하고, 관례적인 단계별 직렬 처리 방식과 성능을 비교한다.

Keywords

References

  1. K. Higuchi, M. Sawahashi, and F. Adachi, 'Fast Cell Search Algorithm in Inter-Cell Asynchronous DS-CDMA Mobile Radio,'IE1CE Trans. Commun., vol. E81-B, no. 7, Jul.1998
  2. 3GPP TSG-RAN WGl, 'Physical layer procedure (FDD),' TS 25.214 v3.2.0, ETSI, Mar 2000
  3. S. Sriram and S. Hosur, 'Cyclically Permutable Codes for Rapid Acquisition in DS-CDMA Systems with Asynchronous Base Stations,' IEEE Trans. J. Select. Areas Commum., vol. 19, no. 1, PP. 83-94, Jan. 2001 https://doi.org/10.1109/49.909611
  4. M. K. Song and V. K. Bhargava, 'Performance Analysis of Cell Search in W-CDMA Systems over Rayleigh Fading Channels,' accepted for publication in the IEEE Trans. Vehicular Technology
  5. 박용서, 정영지, 송문규, '셀간 비동기 방식을 채용하는 DS-CDMA 이동무선 시스템에 대한 개선된 고속 셀 탐색 알고리즘', 한국통신학회논문지, 제24권, 제2호, 1999. 2
  6. Yi-Pin Eric Wang and Tony Ottosson, 'Cell Search in W-CDMA,' IEEE Trans. J. SeIect. Areas Commum., vol. 18, no 8, PP.1470-1481, Aug. 2000 https://doi.org/10.1109/49.864011
  7. 3GPP TSG-RAN WGl, 'Spreading and Modulation (FDD),' TS 25.213 v3.2.0 ETSI Mar. 2000
  8. A. J. Viterbi, CDMA: Principtes of Spread Spectrum Communication, Addison-Wesley Publishing Co., ch 3, 1995
  9. M. K. Simon, J. K. Omura, R. A. Scholtz and B. K. Levitt, Spread Spectrum Communication, Vol. III, ch. 1, Computer Science Press 1985
  10. H. Park and B. Kang, 'On the performance of a Maximum-Likelihood Code-Acquisition Technique for Preamble Search in a CDMA Reverse Link,' IEEE Trans. Veh. Technol, vol. 47, no. 1, PP 65-74, Feb. 1998 https://doi.org/10.1109/25.661033