Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
권호 표지

Multibeam-based Subspace Approach for Code Acquisition in Antenna Array DS-CDMA Systems

안테나 어레이 DS-CDMA 통신 시스템에서 코드 동기 획득을 위한 다중 빔 기반의 부분공간 접근 방법

  • 김상준 (동아대학교 전자컴퓨터공학부)
  • Published : 2005.10.01
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Abstract

In this paper, the use of an antenna array is considered for code timing acquisition of DS-CDMA signals. The probabilities of acquisition are evaluated by applying multiple narrow fixed-beams to the conventional MUSIC acquisition approach in the multiuser environment on the time-varying Rayleigh fading channel. Each fixed-beam for spatial filtering is dedicated to an individual angular sector that is formed by dividing the entire angular domain by the number of antenna elements. The fixed-beams with a capability of interference suppression provide the additional degrees of freedom,. Hence, the multibeam-based MUSIC estimator can be used to synchronize to more users than the conventional MUSIC algorithm for one antenna. The multibeam-based subspace method is evaluated to significantly improve the performance of a single antenna based MUSIC technique in multiuser scenarios.

본 논문에서는 DS-CDMA 신호들의 코드 타이밍을 획득하기 위하여 안테나 어레이의 이용에 관한 내용을 다루고자 한다. 다중 사용자 환경의 시변 Rayleigh 페이딩 채널 하에서 다중의 고정 빔들을 기존의 MUSIC 동기 획득 방법에 적용함으로서 동기 획득 확률들을 평가한다. 전 방위각 영역을 공간 필터링을 위해서 안테나의 수만큼 나누어서 각각의 고정 빔이 각 방위각 구역을 맡도록 한다. 간섭 신호 억제 능력을 가진 고정 빔들은 부가적인 자유도를 제공한다. 그리하여 단 하나의 안테나를 사용하는 기존의 MUSIC 알고리즘보다 더 많은 사용자들의 동기 획득을 위해서 다중 빔 기반의 MUSIC 추정기를 사용할 수 있도록 한다. 이러한 다중 빔 기반의 부분공간 접근 방법을 다중 사용자 시나리오에서 단 하나의 안테나를 사용하는 MUSIC 기법의 성능을 상당히 개선할 수 있음을 검증하기 위해서 시뮬레이션을 수행한다.

Keywords

References

  1. M. Katz, J. Iniatti and S. Glisic, 'Two- dimensional code acquisition in time and angular domains,' IEEE J Select. Areas Commun., vol. 19, no. 12, pp. 2441-2451, December 2001 https://doi.org/10.1109/49.974609
  2. E. G. Strom, S. Parkvall, S. L. Miller and B. E. Ottersten, 'DS-CDMA synchronization in time-varying fading channels,' IEEE J Select. Areas Commun., vol.14, no. 8, pp. 1636-1642, October 1996 https://doi.org/10.1109/49.539418
  3. S. E. Bensley and B. Aazhang, 'Subspace- based channel estimation for code division multiple access communication systems,' IEEE Trans. on Commun., vol. 44, pp. 1009-1020, August 1996 https://doi.org/10.1109/26.535441
  4. Y. Ma, K. H. Li, A. C. Kot and G. Ye,'A blind code timing estimator and its implementation for DS-CDMA signals in unknown colored noise,' IEEE Trans. on Vehicular Technology, vol.51, no. 6, pp. 1600-1607, November 2002 https://doi.org/10.1109/TVT.2002.802986
  5. K. Amleh and H. Li, 'Analgebraic approach to blind carrier offset and code timing estimation for DS-CDMA systems,' IEEE Signal Processing Letters, vol. 10, no. 2, pp. 32-34, February 2003 https://doi.org/10.1109/LSP.2002.807874
  6. S. Kim, 'Improved MUSIC algorithm for code timing estimation of DS-CDMA multipath fading channels in multiantenna systems,' IEEE Trans. on Vehicular Technology, vol.53, no. 5, pp. 1354-1369, Sept. 2004 https://doi.org/10.1109/TVT.2004.832414
  7. A. N. Barbosa and S. L. Miller, 'Adaptive detection of DS/CDMA signals in fading channels,' IEEE Trans. on Commun., vol. 46, no. 1, pp. 115-124, January 1998 https://doi.org/10.1109/26.655409