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하향링크 광대역 CDMA 이동통신 시스템을 위한 새로운 채널추정 방법
A Novel Channel Estimation Method for Downlink Wideband CDMA Mobile Communication Systems

임민중   (동국대학교 정보통신공학과UU0000452  );
  • 초록

    CDMA 시스템에서는 일반적으로 파일럿채널이 존재하며 이를 이용하여 채널추정을 한다. 그러나 CDMA 시스템이 고속전송을 위해 광대역을 사용하면서 한 칩(chip)의 크기가 작아지게 되었고 이에 따라 다경로 분해능력이 커지게 됨에 따라 수신 다이버시티 경로수가 증가하게 되었다. 수신 경로수의 증가에 따라, 주어진 전체 신호대잡음비에서, 이전보다 각 경로의 수신전력은 미약해지고 파일럿만으로는 정확한 채널추정이 힘들어졌다. 파일럿의 에너지가 충분치 않을 경우, 보다 정확한 채널추정을 위해서 파일럿뿐만 아니라 데이터를 사용하는, 결정지향 채널추정방법을 사용할 수 있으나 결정지향 채널추정방법에서는 결정오류의 발생으로 인해 시스템의 성능을 보장하지 못한다. 이 논문에서는 CDMA 시스템을 위해서, 파일럿채널과 함께 데이터채널을 같이 이용하여 채널추정을 할 때의 최적의 채널추정방법을 제안한다. 제안된 방법은 신호대잡음비와 심벌오류확률을 이용하여 파일럿채널과 데이터채널의 채널추정값을 최적의 비로 결합하여 사용한다. 실험결과에서, 제안된 방법은 파일럿채널만으로 충분한 성능을 얻지 못하는 경우에도 잘 동작한다는 것을 보였다.


    Many CDMA systems provide pilot channels in order to help channel estimation process. Especially in wideband CDMA systems, the number of receive diversity paths can be large due to small chip duration and high multi-path resolution capability. Hence, the received signal power of each path is small for a given total SNR (signal-to-noise ratio) and the pilot power of each path may not be sufficiently large for accurate channel estimation. When the pilot power is small, one can use decision-directed channel estimation to utilize more energy of the received data. However, the decision errors can deteriorate the quality of decision-directed channel estimation. This paper proposes a novel channel estimation method that optimally utilizes receiver decisions as well as pilot symbols with the help of estimated SER (symbol error rate) and SNR. The proposed method computes two channel estimates using the pilot and the data channel filters and optimally combines them. The simulation results show that the proposed method is robust and outperforms the conventional pilot-symbol-aided channel estimation method.


  • 주제어

    Channel estimation .   Decision-directed .   Pilot-symbol-aided .   CDMA .   Wireless.  

  • 참고문헌 (16)

    1. A. J. Viterbi, CDMA : Principles of Spread Spectrum Communication, Addison-Wesley Longman, Inc. 1995 
    2. Z. Wang, G. B. Giannakis, 'Wireless Multicarrier Communications,' IEEE Signal Processing Magazine, May 2000 
    3. J -J. van de Beek, O. Edfors, M Sandell, S. K Wilson, and P. O. Boriesson, 'On Channel Estimation in OFDM Systems,' in Proc. IEEE Vehicular Technology Conf., pp. 815-819, July 1995 
    4. O. Edfors, M. Sandel, J -J. van de Beek, S. K. Wildon, and P. O. Borjesson, 'OFDM Channel Estimation by Singular Value Decomposition,' IEEE Trans. on Communication, Vol. 46, No.7, pp. 931 -939, July 1998. 
    5. Y. Li, L. J. Cimini, N. R Sollenberger, 'Robust Channel Estimation for OFDM Systems with Rapid Dispersive Fading Channels,' IEEE Trans. on Communication, Vol. 46, No.7, pp. 902-915, July 1998 
    6. Y. LI, N. Seshadri, S. Ariyavisitakul, 'Channel Estimation for OFDM Systems with Transmitter Diversity in Mobile Wireless Channels,' IEEE Journal on Selected Areas in Communication, Vol. 17, No.3, pp. 461-471, March 1999 
    7. Y. Li, 'Pilot-Symbol-Aided Channel Estimation for OFDM in Wireless Systems,' IEEE Trans. on Vehicular Technology, Vol. 49, No.4, pp. 1207 -1215, July 2000 
    8. J. Rinne, M. Renfors, 'Pilot Spacing in Orthogonal Frequency Division Multiplexing Systems on Practical Channels,' IEEE Trans. on Consumer Electronics, Vol. 42, No.4, pp. 959-962, November 1996 
    9. R. Nilsson, O. Edfors, M. Sandell, P. O. Borjesson, 'An Analysis of Two-Dimensional Pilot-Symbol Assisted Modulation for OFDM,' ICPWC, 1997 
    10. P. K. Frenger, N. A .B. Svensson, 'DecisionDirected Coherent Detection in Multicarrier Systems on Rayleigh Fading Channels,' IEEE Trans. on Vehicular Technology, Vol. 48, No. 2, pp. 490-498, March 1999 
    11. A. Chini, Y. Wu, M. El-Tanany, and S. Mahmoud, 'Filtered Decision Feedback Channel Estimation for OFDM-based DTV Terrestrial Broadcasting System,' IEEE Trans. on Broadcasting, Vol. 44, No. 1, pp. 2-11, March 1998 
    12. Y. Li, N. R. Sollenberger, 'Adaptive Antenna Arrays for OFDM Systems With Cochannel Interference,' IEEE Trans. on Communication, Vol. 47, No. 2, pp. 217-229, February 1999 
    13. G. Auer, G.J.R. Povey, D.I. Laurenson, 'Robust Channel Prediction Technique for Decision-Directed RAKE Receivers,' Electronics Letters, Vol. 32, No. 4, pp. 338-340, February 1998 
    14. G. T. Irvine, P. J. McLane, 'Symbol-Aided Plus Decision-Directed Reception for PSK/TCM Modulation on Shadowed Mobile Satellite Fading Channels,' IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 10, No. 8, pp. 1289-1229, October 1992 
    15. A. Zhuang, E.-S. Lohan, M. Renfors, 'Comparison of Decision-Directed and Pilot-Aided Algorithms for Complex Channel Tap Estimation in a Downlink WCDMA System,' PIMRC, 2000 
    16. H. Holma, A.Toskala, WCDMA for UMTS, John Wiley & Sons, 2000 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Rim, Min-Joong ; Ryu, Chul ; Ahn, Jae-Min 2003. "Filter Size Determination Algorithms for Decision-Directed Channel Estimators in Wideband CDMA Mobile Communication Systems" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신, 40(5): 171~180     

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    1. 2001 "WDM 망에서 가변 길이의 메시지 전송을 위한 동기 예약 프로토콜" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 38 (6): 1~10    
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    6. 2003 "미사용 OVSF 부호를 이용한 WCDMA 역방향 링크 수신기의 SIR 기반 전력제어 성능 분석" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 40 (7): 282~292    
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    8. 2004 "Gated-CDMA: 차세대 이동통신 시스템을 위한 하향링크 전송방법" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 41 (11): 73~79    
    9. 2005 "신호대잡음비가 낮고 부정확한 채널추정값을 가질 때의 CDMA, OFDM, MC-CDMA의 성능 비교" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 30 (a1): 55~61    
    10. 2005 "주파수축 등화기를 사용하는 단일 안테나 단일 반송파 시스템을 위한 다이버시티 전송 기술" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 42 (3): 9~14    

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