Multistage Parallel Nulling-Partial PIC Receiver for Downlink MIMO MC-CDMA Systems

하향링크 다중 안테나 MC-CDMA 시스템을 위한 다단계 병렬 널링 및 병렬 부분 간섭 제거 수신기 설계

  • 구정회 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 김경연 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 심세준 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 이충용 (연세대학교 전기전자공학과)
  • Published : 2004.11.01

Abstract

We propose multistage parallel nulling (MPN) partial parallel interference cancellation (PPIC) receiver for downlink multiple-input multiple-output (MIMO) multicarrier (MC)-code division multiple access (CDMA) systems. Though the V-BLAST is a popular MIMO receiver, it shows error floor for multiuser downlink MIMO MC-CDMA systems. The proposed MPN-PPIC receiver does not produce error floor for multiuser case, and achieves substantial performance gains with multistage processing. For single user case, the proposed method also surpasses the V-BLAST receiver with multistage processing for MIMO MC-CDMA systems with chip level interleaving. The system performance of the proposed MPN-PPIC receiver is evaluated through computer simulations.

본 논문에서는 다중 안테나를 사용한 다중 반송파 대역확산 다중접속 (MIMO MC-CDMA) 시스템을 위한 다단계 병렬 널링 및 병렬 부분 간섭 제거 수신기 (MPN-PPIC)를 제안한다. 기존의 V-BLAST 수신기는 널리 알려져 있는 다중 안테나 시스템에 대한 수신 방법으로, 단일 사용자 하향 링크 다중 안테나 MC-CDMA 시스템에 대해서는 어느 정도 좋은 성능을 보이지만, 다중 사용자의 경우에 있어서는 심각한 성능 저하 (error floor)를 보이는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 제안한 수신기는 다중 사용자 환경에서 이러한 성능 저하를 보이지 않으며, 다단계 연산을 통해서 보다 더 나은 성능을 얻을 수 있다. 또한, 제안한 방법은 chip interleaving을 하는 경우, 다단계 연산을 통해 단일 사용자 환경에 대해서도 V-BLAST보다 더 나은 성능을 보인다. 제안한 방법에 대한 이와 같은 성능은 컴퓨터 모의 실험을 통해서 확인해 본다.

Keywords

References

  1. R. van Nee, G. Awater, M. Morikura, H. Takanashi, M. Webster,and K.W. Halford, 'New high-rate wireless LAN standards,' IEEE Commun. Mag., pp. 82-88, Dec. 1999 https://doi.org/10.1109/35.809389
  2. S. Ham, R. Prasad 'Overview of Multicarrier CDMA,' IEEE Comm. Mag., Vol. 35, pp. 126-133, Dec. 1997 https://doi.org/10.1109/35.642841
  3. G.J. Foschini and M.J. Gans, 'On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas,' Wireless Pers. Commun., vol.6, no.3, p.311, Mar.1998 https://doi.org/10.1023/A:1008889222784
  4. P. W. Wolniansky, G. J. Foschini, G. D. Golden and R.A. Valenzuela, 'VBLAST: an architecture for realizing very high data rates over the rich scattering wireless channel', ISSSE'98, pp. 295-300, 1998 https://doi.org/10.1109/ISSSE.1998.738086
  5. H. Zhu, Z. Lei, and F. Chin, 'Performance comparison of multiple-transmit multiple-receive V-BLAST algorithms', MP PWC'02, pp. 11-18, Oct. 2002
  6. Zhongding Lei, Xiaoming Peng, and Francois P. S. Chin, 'V-BLAST Receivers for Downlink MC-CDMA Systems,' IEEE 58th VTC 2003 -Fall, pp. 866-870, Oct. 2003
  7. D. Divsalar, M. K. Simon, and D. Raphaeli, 'Improved parallel interference cancellation for CDMA,' IEEE Trans. Commun., vol. 46, pp. 258-268, Feb. 1998 https://doi.org/10.1109/26.659484
  8. Kyeongyeon Kim, Jaesang Ham, and Chungyong Lee, 'Performance Analysis of a Downlink MEMO MC-CDMA System with Turbo Coding and Cannel Interleaving,' IEEE 59th VTC 2004-Fall, to be published https://doi.org/10.1109/VETECF.2004.1400261
  9. R. Michael Buehrer, Neiyer S. Correal-Mendoza, Brian D. Woerner,'A Simulation Comparison of Multiuser Receivers for Cellular CDMA,' IEEE Trans. Vehicular Tech., vol. 49, pp. 1065-1085, July 2000 https://doi.org/10.1109/25.875213
  10. Wei Zha, Steven D. Blostein, 'Modified Decorrelating Decision-Feedback Detection of BLAST Space-Tmie System,' IEEE ICC 2002, vol. 1, pp. 335-339, 28 April-2 May 2002 https://doi.org/10.1109/ICC.2002.996871