In this thesis, we propose signal detection and channel estimation techniques for CDMA systems with pilot symbols or channels in fading channels.
For pilot symbol aided CDMA systems, constrained minimum mean square error (CMMSE)-RAKE receivers for multipath fading channels are developed by extending the CMMSE receiver for flat fading channels [15]. Based on the observation that interpath interference (IPI) causes a bias of the channel estimator in [15], two types of receivers that can remove such a bias are proposed. The first one (Type 1) employs a new maximum likelihood (ML) channel estimator, while the second (Type 2) imposes multiple constraints on the MMSE optimization. Closed-form expressions of the signal-to-interference and noise ratio (SINR) and bit-error rate (BER) of these receivers are derived. As a result, it is shown that the Type 1 and 2 receivers can both outperform existing RAKE receivers and that Type 1 performs somewhat better than Type 2 at the expense of additional complexity.
As a zero-delay channel estimation technique combating with fading environments, the channel estimator consisting of the PSA (pilot symbol-aided) and DD (decision-directed) predictor, is proposed. The channel estimates are obtained by combining the estimates from the PSA and the DD channel predictor. The optimal combining coefficients are analytically derived, and the BER expression when the proposed channel estimator is employed by the RAKE receiver, is also derived. As a result, it is shown that the proposed channel estimation technique can outperform the PSA in [16] and the receiver with non-coherent DPSK modulation.
Finally, a per-survivor processing (PSP) sequence detection receiver is proposed for DS/CDMA systems with pilot and traffic channels. The proposed receiver jointly estimates channel parameters and data symbols from pilot and traffic channels, and is derived by modifying the receiver in [24]. As a result, the new receiver can outperform the receiver in [24] in exchange for additional computation. Computer simulation results demonstrate the advantage of the proposed receiver over existing ones.
본 논문은 파일럿 심볼 또는 파일럿 채널을 가진 CDMA 시스템을 위한 페이딩 채널에서의 신호 검파 및 채널 추정 방법을 다루었다.
파일럿 심볼 도움 CDMA 시스템의 경우 플랫 페이딩 채널을 위한 CMMSE 수신기([15])를 확장하여 다중 경로 페이딩 채널을 위한 CMMSE-RAKE 수신기를 제안한다. [15]의 채널 추정기는 다중 경로 채널에서 바이어스가 발생한다는 점에 기반하여 바이어스를 제거할 수 있는 두가지 종류의 수신기를 제안한다. 첫번째 수신기(Type 1)은 새로운 최우 채널 추정기를 사용하고, 두번째 수신기(Type 2)는 MMSE 최적화 문제에 다중 제약 조건을 추가한다. 제안된 수신기들에 대하여 신호대잡음비 식과 비트오류율 식을 유도한다. 결과로 제안된 Type 1과 Type 2 수신기들이 현존하는 RAKE 수신기들의 성능을 능가함을 보이고 또한 Type 1 수신기가 좀 더 많은 양의 계산을 함으로써 Type 2보다 좋은 성능을 나타냄을 보인다.
페이딩 채널을 극복할 수 있고 지연이 없는 채널 추정 방법으로서 PSA 채널 추정기와 DD 채널 추정기로 이루어진 채널 추정기를 제안한다. 제안된 채널 추정기는 PSA와 DD로부터 얻어진 채널 추정치를 결합함으로써 최종 채널 추정치를 만들어낸다. 최적의 결합 계수를 수학적으로 유도하고, 제안된 채널 추정기를 사용하는 RAKE 수신기에 대해 채널 추정 평균 제곱 오차와 비트오류율을 수학적으로 유도한다. 결과로 제안된 채널 추정방식이 기존의 PSA만 사용한 방식([16])과 채널 추정이 필요없는 방식인 DPSK 변복조 방식보다 좋은 성능을 나타냄을 보인다.
마지막으로, 파일럿과 트래픽 채널이 있는 CDMA 시스템을 위한 PSP 수열 검파 수신기를 제안한다. 제안된 수신기는 파일럿 채널과 트래픽 채널을 동시에 이용하여 채널 매개변수와 데이터 심볼을 추정하는 방식으로 [24]의 수신기를 개선한 것이다. 결과로 좀 더 많은 계산 통하여 [24]의 수신기보다 더 좋은 성능을 나타냄을 보인다. 컴퓨터 모의 실험을 통해 현재 존재하는 수신기들과 비교하여 제안된 수신기가 장점이 있음을 보인다.
