Wireless cellular communication is witnessing an explosive growth in markets, technology, and range of services. Code-division multiple access (CDMA) is an attractive approach to provide high quality digital cellular communication services in an economical and spectrally efficient way. Direct-sequence CDMA (DS/CDMA) is the most popular of the CDMA techniques in the field of commercial wireless communications. This dissertation concentrates on the DS/CDMA.
While the DS/CDMA has higher sperctral efficiency and higher capacity than others such as time-division multiple access (TDMA) and frequency-division multiple access (FDMA), the multiple access interference(MAI) and the near-far problem limit the system capacity. To improve the capacity of DS/CDMA systems by reducing the MAI and overcoming the near-far problem, multiuser detection and base station antenna array techniques have gained much interest.
This dissertation presents some multiuser detection techniques (with antenna arrays) for the base station in DS/CDMA wireless networks. Our focus is on the mobile to base or uplink. In Chapter 2, we propose an improved adaptive minimum mean-squared error (MMSE) receiver at the base station utilizing the knowledge of the spreading waveforms of the users inside the corresponding cell. Analysis and simulation results show that the proposed receiver outperforms the conventional adaptive MMSE receiver. Chapter 3 presents a centralized MMSE multiuser detector with an adaptive blind antenna array, assuming a single cell enviroment. Numerical results show that the proposed detector improves the detection performance without requiring additional information on the spatial distribution of the users or a training sequence.
In these days, the increasing demand for wireless multimedia services drives the development of the third generation mobile communication system called IMT-2000. As the multiple-access techniques for the IMT-2000, DS/CDMA is attractive because of its flexibility to accommodate multimedia traffics. To provide multimedia services at wide range of bit rates in a spectrally efficient way, a multiple chip rate (MCR)-DS/CDMA system using multiple radio frequency bandwidths corresponding to different chip rates has also been proposed. In Chapter4, assuming a single cell environment, we develop and efficient centralized multiuser detection scheme with low decision delay for the asychronous MCR-DS/CDMA system in mobile radio channels. The simulation results reveal that the performance of the proposed schema approaches the single-user bound with the negligible decision delay.
이 논문에서는 직접수열 부호분할 다중접속 무선통신 시스템의 기지국 수신기의 성능을 개선하기 위한 다중사용자 검파 기법을 연구하였다.
첫째, 기지국이 알고 있는 서명수열에 관한 정보를 이용하는 적응 최저평균제곱오류 수신기를 제안하였다. 기존의 적응 최저평균제곱오류 수신기는 관심있는 사용자에게 동기를 맞춘 후 훈련수열에만 의존하여 수신기를 적응적으로 구성한다. 그러나, 일반적으로 기지국은 셀내의 사용자들의 서명수열에 관한 정보를 가지고 있다. 제안한 수신기는 그러한 정보를 이용하여 수렴속도 및 정상상태에서의 검파성능을 개선할 수 있다. 이론적인 분석 및 모의실험을 통하여 제안한 수신기가 기존의 방법보다 성능이 우수함을 보였다.
둘째, 적응 미상 안테나 배열과 결합된 최저평균제곱오류 다중사용자 검파기를 제안하였다. 최저평균제곱오류 검파기는 잡음 증폭을 작게 하면서 다중사용자 간섭을 충분히 줄일 수 있다. 최저평균제곱오류 검파기의 출력에 남아있는 다중사용자 간섭은 적응 미상 빔 형성기에 의해 다시 한번 줄어들게 된다. 이와 같이 최저평균제곱오류 검파기와 적응 미상 빔 형성기를 함께 이용하여 잡음 증폭을 작게 하면서 다중사용자 간섭을 줄임으로써 제안한 검파기는 기존의 방법보다 더 좋은 성능을 얻을 수 있다.
셋째, 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 다중접속 기법으로 제안된 다중 칩률 직접수열 부호분할 다중접속 시스템의 성능을 개선하기 위한 다중사용자 검파 기법을 연구하였다. 먼저 비동기 주파수 선택적 감쇄 채널에서의 다중 칩률 시스템을 등가의 단일전송률 동기 시스템으로 나타내었다. 등가 시스템에 기초하여 결정 궤환 방식에 의해 다중사용자 간섭을 줄이는 검파기를 제안하였다. 모의실험을 통하여, 제안된 검파기는 결정지연이 무시할 수 있을 만큼 작으면서도 성능이 기존의 방법보다 낫다는 것을 확인하였다.
