시공간 블록 부호 송신 다이버시티를 적용한 WCDMA 하향 링크에서 채널 추정기의 성능 평가

Performance Evaluation of Channel Estimation for WCDMA Forward Link with Space-Time Block Coding Transmit Diversity

  • 강형욱 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 이영용 (㈜삼성전자 TN총괄 통신연구소) ;
  • 김용석 (㈜삼성전자 TN총괄 통신연구소) ;
  • 최형진 (성균관대학교 정보통신공학부)
  • 발행 : 2003.06.01

초록

본 논문에서는 시공간 블록 부호 송신 다이버시티 기법(STBC-TD)이 적용된 WCDMA 하향 링크에서 이동 평균(Moving Average) 필터 구조의 채널 추정기에 대해 성능 평가를 하였다. 또한 FIR(Finite Impulse Response) 필터 구조의 채널 추정기에서 발생하는 메모리 요구 문제와 채널 추정 지연 시간 문제를 해결하기 위해 IIR(Infinite Impulse Response) 필터 구조를 제시하고 이에 대한 성능 평가 및 비교를 하였다. 컴퓨터 모의 실험 결과 일반적으로 STBC-TD 기법이 적용된 경우 두 구조 모두 이동국의 속도가 저속일 때 상당한 성능 개선이 발생하였다. 이동평균 필터 구조의 채널 추정기는 STBC-TD 기법을 적용함으로써 성능 개선과 함께 필터의 최적 탭 수가 감소되고 이로 인해 채널 추정 지연 시간과 수신단의 복잡도를 줄일 수 있었다. 또한 IIR 필터 구조의 채널 추정기는 이동평균 필터 구조에 비해 메모리 요구 문제와 추정 지연 시간 문제가 작은 장점을 가지지만 IIR 필터 내부의 계수는 이동국의 속도 변화에 매우 민감하며 따라서 최적의 IIR 필터 계수 설정이 중요한 고려 사항이다.

In this paper, we evaluate the performance of a moving average (MA) channel estimation filter when space-time block coding transmit diversity (STBC-TD) is applied to the wideband direct sequence code division multiple access (WCDMA) forward link. And we present the infinite impulse response (IIR) filter scheme that can reduce the required memory buffer and the channel estimation delay time. This paper also compares the performance between MA filter scheme and IIR filter scheme in various Rayleigh fading channel environments through the bit error rate (BER) and the frame error rate (FER). Extensive computer simulation results show that transmission with STBC-TD provides a significant gain in performance over no transmit diversity technique, particularly at pedestrian speeds. If STBC-TD technique is employed in the channel estimator based on MA filter, it provides considerable performance gains against Rayleigh fading and reduces the optimum filter tap number. Consequently, the channel estimation delay time and the complexity of the receiver are reduced. In addition, the channel estimator based on IIR filter has the advantages such as little memory requirement and no delay time compared to the MA scheme. However, IIR filter coefficients is very sensitive to the mobile speed change and it exerts a serious influence upon the performance. For that reason, it is important to set uP the optimum IIR filter coefficients.

키워드

참고문헌

  1. Wireless Communication T.S.Rappaport
  2. IEICE Trans. Fundamentals v.E84-A no.12 Experiments on Space TIme Block Coding Transmit Diversity(STTD) in W-CDMA Forward Link S.Fukumoto;K.Higuchi;M.Sawahashi;F.Adachi
  3. IEEE Trans. JSAC v.16 no.8 A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications S.Alamouti
  4. IEEE Trans. JSAC v.17 no.3 Space-Time Block Coding for Wireless Communications : Performance Results V.Tarokh;H.Jafarkhani;A.R.Calderbank
  5. Technical Specification Group Radio Access Network TS 25-Series Physical Layer Procedures, Release 1999 3GPP
  6. IEEE Vehicular Technology Conference 2001 Channel Estimation Algorithms for Third Generation W-CDMA Communication Systems K.A.Qaraqu;S.Roe
  7. IEEE Trans. JSAC v.19 no.Issue.1 Adaptive Channel Estimation and Dedicated Pilot Power Adjustment Based on the Fading-Rate Measurement for a Pilot-Aided CDMA System G.Chen;X.H.Yu;J.Wang
  8. Digital communications(second edition) B.Sklar
  9. Digital communications(international editions) John G. Proakis
  10. IEEE Vehicular Technology Conference 2000 Adaptive Channel Estimation with Velocity Estimator for W-CDMA Receiver M.Sakamoto;J.Houponen;I.Niva
  11. IEEE Vehicular Technology Conference 1999 A Doppler estimation for UMTS-FDD based on channel power statistics D.Mottier;D.Castelain
  12. IEEE Trans. Comm. v.47 no.9 Speed Estimation in Wireless Systems using Wavelets R.Narasimhan;D.C.Cox