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

  • 제20권12호
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  • Pages.2226-2234
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  • 2016
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  • 2234-4772(pISSN)
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  • 2288-4165(eISSN)
한국정보통신학회 (The Korea Institute of Information and Commucation Engineering)
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OFDMA 시스템에서 다중 사용자 간섭에 의한 성능 열화

Performance Degradation of OFDMA Systems owing to Multi-User Interference

  • Choi, Seung-Kuk (Department of Information and communications Engineering, Incheon University)
  • 투고 : 2016.07.05
  • 심사 : 2016.07.14
  • 발행 : 2016.12.31
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초록

OFDMA 접속방식에서는 각 사용자에게 여러 개의 부반송파를 할당하여 데이터를 전송한다. 송신 비선형 전력증폭기와 반송파 주파수편차에 의하여 부반송파 간 간섭이 발생된다. 또한 OFDM 신호가 도플러 시변 채널을 통하여 전송될 때 부반송파 간 간섭이 발생된다. 이러한 부반송파 간 간섭은 다른 사용자에게 간섭을 일으키게 되어 전송품질이 열화 된다. OFDMA 상 하향링크에서 이러한 다중 사용자 간섭을 고려하여, 데이터가 주파수 선택적 시변 채널을 통하여 전송될 때의 성능을 분석한다. 분석 결과, OFDMA 상향링크가 하향링크에 비하여 다중 사용자 간섭의 영향을 더욱 크게 받는다. 본 논문에서는 우선 그 원인을 밝히고, 우수한 비트 오류율 특성을 위하여 다중 사용자 상 하향링크에서 요구되는 비선형 증폭기의 특성과 반송파 주파수 편차의 크기를 구하며, 도플러 페이딩의 정도에 따라 결정되는 비트 오류율 특성 열화를 분석한다.

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) technique uses multiple sub-carriers for the data transmission. Therefore, Inter Carrier Interference(ICI) is generated because of nonlinear high power amplifier and carrier frequency offset. Wireless OFDM transmission over Doppler fading channels also causes ICI. In OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access), multiple sub-carriers are allocated to each user. Therefore, inter carrier interference causes interference to other users. I evaluate the BER performance of OFDMA systems in frequency selective fading channel, considering Multi-User Interference (MUI) owing to the carrier frequency offset, the nonlinear high power amplifier, and the Doppler fading. In the uplink OFDMA, multi-user interference introduces larger BER degradation than in the downlink. I explain the reason and obtain the required characteristics of the nonlinear amplifier and the value of frequency offset for good BER performance. And I also analyze the BER degradation upon Doppler fading channel.

키워드

참고문헌

  1. M. Paetzold, Mobile Fading Channels, Chichester, West Sussex, England; New York: John Wiley, 2002.
  2. S. Sesia, I. Toufik and M. Baker, LTE-The UMTS Long Term Evolution: From Theory to Practice, Chichester, West Sussex, England; New York: John Wiley, 2nd ed., 2011.
  3. G. Karam and H. Sari, "Analysis of predistortion, equalization, and ISI cancellation techniques in digital radio systems with nonlinear transmit amplifiers," IEEE Transactions on Communications, vol. 37, no. 12, pp.1245-1253, Dec. 1989. https://doi.org/10.1109/26.44196
  4. O. Edfors, M. Sandell, J. J. van de Beek, S. K. Wilson and P. O. Boerjesson, "OFDM channel estimation by singular value decomposition," IEEE Transactions on Communications, vol. 46, no. 7, pp.931-938, Oct. 1994.
  5. S. Srikanth and A. Murugesa Pandian, "Orthogonal frequency division multiple access in WiMAX and LTE: a comparison," IEEE Communications Magazine, vol. 50, no. 9, pp.153-161, Sept. 2012. https://doi.org/10.1109/MCOM.2012.6295726
  6. ETSI Std. 3GPP 36.101, User Equipment(UE) Radio Transmission and Reception(2014), ETSI, Sophia Antipolis Cedex, 2014.
  7. T. Eng and L.B. Milstein, "Coherent DS-CDMA performance in Nakagami multipath fading," IEEE Transactions on Communications, vol. 43, no. 2/3/4, pp.1134-1143, Apr. 1995. https://doi.org/10.1109/26.380145