시변 페이딩 채널에서 상향 직교 주파수 분할 다중 접속을 위한 혼합 간섭 제거 기법

Hybrid Interference Cancellation for OFDMA Uplink in Time-Varying Fading Channels

  • 송형준 (연세대학교 전기전자공학부) ;
  • 홍대식 (연세대학교 전기전자공학부)
  • 발행 : 2009.06.25

초록

시변 채널에서 상향 직교 주파수 분할 다중 접속 (OFDMA uplink : Orthogonal Frequency Division Multiple Access uplink) 시스템은 도플러 현상 (Doppler Effect)과 시간 비동기에 의한 부반송파 간의 간섭 (ICI : Inter-Channel Interference)으로 인해 치명적인 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 OFDM uplink 시스템에서 부반송파 간의 간섭으로 인한 열화를 줄이기 위해 혼합 간섭 제거 기법 (HIC : Hybrid Interference Cancellation)을 제안한다. 제안된 혼합 간섭 제거 기법은 직렬 간섭 제거 기법 (SIC : Successive Interference Cancellation)의 강인한 간섭 제거 효과와 병렬 간섭 제거 기법 (PIC : Parallel Interference Cancellation)의 복잡도 감소 효과를 동시에 얻을 수 있도록 설계되었다. 이것은 신호 대 간섭 및 잡음 비 (SINR : Signal-to-Interference and Noise Ratio)에 따라 정렬된 수신 신호의 효과적인 군(Group) 선택과 위너 여파기 (WF : Wiener Filter), 그리고 시변 채널 특성을 고려한 신호 선택 기준을 통해 구현된다. 모의 실험 결과에서는 기존 OFDMA 기법의 등화기가 시변 페이딩 채널의 영향이 커짐에 따라 성능 열화가 심해지는 것에 반해 제안된 간섭 제거 기법은 간섭 제거를 위한 신호 선택 기준에 의해 저복잡도에서도 비트 오류 확률 성능이 더욱 향상되며, 또한 성능과 복잡도의 교환이 가능한 유연한 시스템인 것을 보여 준다.

In time-varying multipath fading channels, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) uplink systems suffer severe performance degradation caused by inter-channel interference (ICI). In this paper, we propose a hybrid interference cancellation (HIC) for suppressing the degradation effect of ICI. The proposed HIC can achieve both exact interference cancellation and low detection complexity through efficient combination of parallel detection and serial cancellation. Simulation results show that, as the effect of Doppler increases, the proposed HIC achieves bit error rate (BER) performance enhancement in compared with severe performance degradation of conventional OFDMA receivers. In addition, both the computational complexity and total detection time are reduced.

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참고문헌

  1. S. Chen and T. Yao, 'Intercarrier Interference Suppression and Channel Estimation for OFDM System in Time-varying Frequency-selective Fading Channels,' IEEE Trans. on Cons. Elec., vol. 50, pp. 902-915, July 1998
  2. M. Guillaud and D.T.M. Slock, 'Channel Modeling and Associated Inter-carrier Interference Equalization for OFDM Systems with High Doppler Spread,' ICCASP 2003, vol. 4, pp. 237-240, April 2003
  3. B.C. Kim and I-T. Lu, 'Doppler Diversity for OFDM Wireless Mobile Communications Part I : Frequency Domain Approach,' VTC 2003, vol. 4, pp. 2677-2681, April 2003
  4. Y.S. Choi, P.J. Voltz, and F.A. Cassara, 'On Channel Estimation and Detection for Multicarrier Signals in Fast and Selective Rayleigh Fading Channels,' IEEE Trans. on Comm., vol. 49, pp. 1375-1387, Aug. 2001
  5. J.-H. Deng, C.-Y. Lin, and T.-S. Lee, 'A Low Complexity Group-Wise PIC Based Mixed-Mode MIMO-OFDM System,' in Proceedings of the IEEE 6th Circuits and Systems Symposium on, vol. 2, pp. 481-484, 31 May-2 June 2004
  6. R. Malik, V.K. Dubey, and B. McGuffin, 'A hybrid interference canceller for CDMA systems in Rayleigh fading channels, ' VTC 2001, vol. 2, pp. 1523-1527, May 2001
  7. J. Park, J. Kim, C. Kang, and D. Hong, "Performance Analysis of Channel Estimation for OFDM Systems with Residual Timing Offset," IEEE Trans. on Wireless Comm., vol. 5, No. 7, pp. 1622-1625. July, 2006 https://doi.org/10.1109/TWC.2006.1673071
  8. IEEE Draft Standard for Local and Metropolitan Area Network-Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems-Medium Access Control Modifications and Additional Physical Layer Specifications for 2-11 GHz, IEEE LAN MAN Standards Committee, 2002