A PN-code Acquisition method Using Array Antenna Systems for CDMA2000 1x

This paper presents a structure of the searcher using a diversity in array antenna systems operating in the cdma2000 1x signal environments. The new technique exploits the fact that the In-phase and quadrature components of interferers can respectively be viewed as an independent gaussian noise at each antnna element in most practical cdma signal environments. The proposed PN acquisition scheme is a singles-dwell PN acquisition system consisting of two stages, that is, the searching stage and the verification stage. The searching stage independently correlates the receiver multiple signals with PN generator of each antenna element for obtaining the synchronous energy at the entire region. Then, the searching results of each antenna element are non-coherently combinind. The verification stage compares the searching energy with the optimal threshold, which is predesigned in the lock detector, and decides whether the acquisition is successful or fail. In this paper, we analyzed the effect of tile diversity order to determine the mean acquisition time. In general, it is known that the mean acquisition time significantly decrease as the number of antenna elements increases. But, as the diversity order goes up, the enhancement of the performance is saturated. Therefore, to decrease the mean acquisition time of the searcher, we must design the optimal array antenna systems by considering the operating SNR range of the receiver, the probability of detection $P_D$ and that of false alarm $P_{FA}$ . The Performance of the proposed PN acquisition scheme is analyzed in frequency selective Rayleigh fading channels. In this paper, the effect of the number of antenna elements on PN acquisition scheme is shown according to the probability of detection $P_D$ and that of false alarm $P_{FA}$.

CDMA2000 1x용 배열 안테나 시스템에서 PN 동기 획득 방법

본 논문은 DS/CDMA 신호 환경에서 동작하는 배열 안테나 시스템에서 다이버시티 이득을 이용하여 동기 성능을 향상시키는 탐색기를 제안한다. 제안한 PN 동기 검출 방법은, 대부분의 CDMA 기반 신호 환경에서 각 안테나 소자에 유기되는 간섭자의 실수-부 성분과 허수-부 성분이 서로 독립적인 가우시안 채널로 모델링할 수 있다는 사실에 근거를 둔다. 제안한 PN 동기 검출 방법은, 모든 PN 위상 오프셋에서 동기 에너지 값을 구하기 위해, 다수의 수신 신호를 안테나 별로 수신기의 PN과 독립적으로 코릴레이션하여 non-코히런트하게 선형 결합하는 단계인 검색 (searching) 단계와 구한 동기 에너지 값을 락-검출기에서 설정한 최적 기준값과 비교하여 동기 성공 여부를 판단하는 증명 (verification) 단계로 이루어진 single-dwell 방식이다. 본 논문에서는 평균 PN 동기 획득 시간 (Mean Acquisition Time)을 결정짓는 중요한 요소인 다이버시티 이득의 영향에 대해서 분석한다 일반적으로, 평균 PN 동기 획득 시간은 배열 안테나 소자의 수가 증가할수록 감소한다고 알려져 있다. 그러나, 다이버시티 차수 증가에 의한 PN 동기 획득 성능 개선은 포화된다. 따라서, 배열 안테나 수신기에서는 수신기의 동작 SNR 범위와 목표 검출 확률 $P_D$ 및 오-경보 확률 $P_{FA}$를 고려하여, 평균 PN 동기 획득 시간을 최소화하기 위한 최적의 배열 안테나 설계가 필요하다. 제안한 PN 동기 검출 방법의 성능은 주파수 선택적 레일레이 페이딩 채널에서 분석하였으며, 기존 단일 안테나에서의 PN 동기 획득 방법보다 우수함을 검출 확률 $P_D$ 및 오-경보 확률 $P_{FA}$항목에서 검증하였다.