LMS 채널추정 알고리즘을 이용한 IMT-2000시스템의 성능분석 = Analysis of IMT-2000 system by using LMS channel estimation algorithm

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 W-CDMA 시스템의 물리 계층 규격을 분석하고 이를 바탕으로 W-CDMA 시스템의 상향링크 송수신부를 시뮬레이터 설계 툴인 HP사의 ADS(Advanced Design System)을 이용하여 설계하였다. 본 논문에서 사용된 채널 추정 알고리즘은 심볼 단위 채널 추정 알고리즘 , 동일 이득 채널 추정 알고리즘, WMSA(Wei ghted Multi-slot Averaging) 알고리즘, LMS 알고리즘이다 . 본 논문에서는 IMT-2000 WCDMA 시스템의 물리 계층 규격에 기반으로 변조 및 파일럿 패턴을 이용하였으며 채널 추정 알고리즘을 고려한 모의 실험을 수행하였다. 모의 실험에서 이용한 심볼 속도는 9.6Kbps이고, 10개 심볼의 타임 슬롯 길이는 0.625ms이다 . 모의 실험 환경은 이동환경 채널 모델인 제이크 채널 모델을 사용하였다 . 그 결과 저속 도플러 효과를 보이는 3Km/h 일 때의 성능은 세가지( LMS, WMSA(Weighted Multi -Slot Averagi ng), 동일 추정이득 알고리즘)채널 추정 알고리즘의 성능 차이가 거의 없었지만 WMSA 알고리즘을 사용하였을 때 다소 나은 성능을 보임을 알 수 있다 . 그러나 고속 도플러 효과일 때 (120Km/h) LMS알고리즘의 성능이 보다 전반적인 SNR구간에서 성능우위를 나타냈다. 그러나 성능을 목표로 한 시스템 구현에서는 LMS 알고리즘이 적절하고 , 구현의 단순성을 고려한다면 동일 이득 추정 알고리즘이나 WMSA알고리즘의 접근도 의미가 있을 것으로 판단된다 . 본 연구는 W-CDMA 시스템의 성능 분석과 설계 시에 도움이 될 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, I analyzed a physical layer of W-CDMA system and designed a uplink transmitter and receiver of W-CDMA system by using ADS (Advanced Design System) which is a tool of simulation. Also I simulated a link performance of uplink W-CDMA system using four different channel estimation algorithms over Jakes fading channel environment. I used symbol-to-symbol estimation algorithm, Equal gain estimation algorithm, Weighted Multi-Slot Averaging (WMSA) algorithm and LMS(Least Mean Square) algorithm.
In order to analyze the performance, We considered Jakes fading channel environment and We assumed that maximum excess delay D is 2.6 [msec] and decreasing slope d is 0.2. The considered chip rate is 3.84Mcps , and spreading factor is 256,64 and 16.
As a result, in Jakes fading channel environment, the performance of WMSA algorithm is better than others in low Doppler effect area. But in High Doppler effect area, the LMS estimation algorithm is more efficient. The performance with a RAKE receiver can be improved over fading channel environment, but it is not as good as expected. Therefore various technologies such as error correction coding, transmission diversity, smart antenna are supposed to be necessary for improving performance of W-CDMA system.
This study will be useful in the analysis and design of W-CDMA system.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = 1
• 그림목차 = 3
• 표목차 = 7
• 국문초록 = 8
• 1. 서론 = 9
• 가. IMT-2000의 개요 = 9
• 나. IMT-2000서비스 범위 = 10
• 다. W-CDMA의 개념 및 특징 = 11
• 라. 논문의 구성 = 13
• 2. W-CDMA물리계층규격 = 14
• 가. 물리 채널 = 14
• 나. 대역 확산 및 변조 = 21
• 3. 레이크수신기 구조 = 32
• 가. 다이버시티 기법 = 32
• 나. 레이크 수신기 = 35
• 다. 레이크 수신기의 결합기법 = 38
• 4. 채널추정기 = 40
• 가. 채널 추정기의 개요 = 40
• 나. 채널 추정 알고리즘 = 48
• 5. 모의실험 = 59
• 가. 송신부 모델화 = 59
• 나. 상향링크 수신부 모델화 = 60
• 다. 모의 실험 환경 = 65
• 라. 모의 실험 결과 = 66
• 6. 결론 = 70