The main goal of the third generation mobile communication is to provide higher data rate up to 2Mbps and better spectrum efficiency. Multicode transmission and downlink inner loop power control are adopted to satisfy the emerging these requirements in the third generation mobile communicaiont systems. There are two techniques to support high data transmission without increasing bandwidth in the third generation partnership project (3GPP). One is a variable spreading factor (VSF) technique, and the other is multicode (MC) transmission. The VSF scheme can increase data rate without bandwidth increment by reducing spreading factor. However, the small spreading factor will cause performance degradation for multipath fading channel due to interpath interference. On the other hand, MC scheme can transmit high rate data by assignment several parallel code channel and as a result larger processing gain is achieved. The main disadvantage of MC is large peak to average power ratio (PAPR), because the multicode signal is the sum of each parallel code channels signal. In MC scheme redundant code channel is used to reduce PAPR, and this redundant code channel results in inevitable performance degradation.
In this dissertation, it is proposed how to get better performance by detecting and correcting error based on minimum symbol energy. MC is used to provide higher data rate, while the downlink inner loop power control technique is used to support better spectrum efficiency. The targer of uplink closed power control is to overcome near-far effect. On the other hand, the target of downlink power control is to minimize the interference to other cells and increase system capacity at low Doppler frequency. For downlink inner loop power control, pilot symbols are only used to estimate signal power conventionally. The disadvantage of this scheme is small portion of pilot symbols in slot for high data service. In this work, it is presented how to estimate signal power, and performance improvement is obtained by the proposed scheme.
2세대 통신 시스템에서는 음성과 저속의 데이타 전송을 지원하는 반면 멀티미디어 서비스 요구를 수용하기 위한 3세대 이동통신 시스템에서는 최대 2Mbps 데이타 전송을 지원해야 한다. 이를 위해서 3세대 통신 시스템에서는 고속 전송을 위해 VSF(variable spreading factor)와 다중부호 전송기법이 있다. 384kbps 까지는 VSF 기법을 이용하고 그 외의 고속 전송에서는 다중부호를 이용한다. 다중부호 전송이란 고속 데이타 스트림을 몇 개의 저속 데이타 스트림으로 나누어서 전송하는 방법이다. 이렇게 하면 프로세싱 이득이 증가되어 다중 경로 페이딩 채널에서 다중 경로들 사이에서 발생하는 간섭에 강하게 되어 성능이 향상되지만, 송신단에서 각각의 코드 채널의 신호를 합해서 전송하기 때문에 PAPR(peak to average power ratio)가 증가하게 되는 단점이 있다. PAPR의 증가는 HPA(high power amplifier)의 비선형 특성 때문에 송신신호의 왜곡을 초래하여 성능의 저하를 초래한다. 이를 보상하는 방법 중 한가지는 HPA의 동작점을 낮추는 것이다. 이를 backoff라 한다. backoff를 크게 하면 HPA의 동작점이 비선형 영역에서 선형영역으로 이동하여 신호의 왜곡은 크게 줄일 수 있지만, 전력의 효율은 상대적으로 낮아져 이 기법은 좋은 해결책이라 할 수 없다. 왜냐하면 단말기에서 전력의 효율이 매우 중요하기 때문이다. 다른 해결방법은 콘스턴트 앤벨로프(Constant Envelope)로 전송하는 것이다. 이 방법은 잉여 코드를 이용하여 콘스턴트 앤벨로프를 만들어서 전송하는 것으로 PAPR이 크게 줄지만, 수신단에서는 잉여코드에 할당되어진 에너지 손실로 인해 성능 저하가 불가피하다. 이 논문에서는 잉여코드 채널의 신호를 이용하여 에러를 검출하고 정정하는 기법을 제안하여 성능의 향상을 보였다. 이 보상방법은 랜덤에러 발생시 효과적인데, 다중경로 페이딩에서는 버스트 에러가 발생함으로 보행자 채널 환경하에서는 전력제어기법을 이용하면 버스트 에러가 랜덤 에러로 변하여 다중경로 페이딩에서도 성능의 향상을 나타냈다. 그리고 순방향 페루프 전력제어는 간섭을 줄여 용량을 증가시키기 위해 3세대 통신 시스템에서 채택된 기법이다. 역방향 페루프의 전력제어가 기지국으로 들어오는 신호를 일정하도록 유지해서 원근문제를 해결하는 것이라면, 3세대 순방향 전력제어는 낮은 도플러 주파수를 갖는 환경하에서 간섭을 제거하여 용량을 증가시키는 것이다. 고속 데이타 서비스를 위해서 단말에서는 SIR을 측정하고 이를 기반으로 전력제어 명령을 생성한다. 기존의 방식으로는 신호전력을 추정하기 위해 파일럿 심볼만을 이용하는데, 이 방법의 단점은 슬랏에 차지하는 신호추정을 위한 파일럿 심볼 포션(portion)이 적다는 것이다. 따라서 정확한 신호추정을 위해서 이 논문에서는 파일럿 심볼 뿐만 아니라 TPC와 TFCI를 모두 이용하여 측정하는 방법을 제안하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 기법을 이용하여 전력제어를 한 경우가 기존의 방법에 비해서 $\hat{I}or/Ioc$가 1 dB, 3dB, 8 dB 이하의 보행자 환경에서 각각 0.7 dB, 0.5 dB, 0.3 dB 성능의 향상을 보였다. 그리고 셀에서 사용자의 $\hat{I}or/Ioc$에 따른 CDF 분포를 제시하여 $\hat{I}or/Ioc$가 3 dB를 갖는 사용자는 셀 내에서 50% 이상 차지함을 보였다. 따라서 제안된 기법을 이용하면 기지국 송신 요구 전력을 줄여 간섭을 줄임으로 용량증가를 기대할 수 있다.
