A complex random vector is said to be improper if its pseudo-autocorrelation matrix is non-zero. Recently, it has been shown that the performance of linear receivers can be significantly improved if the complex conjugate of the received signal is also utilized in the detection procedure when the received signal is improper and this strategy is called widely linear processing. The received signal becomes improper if transmitter employs real-valued modulation such as binary phase-shift keying (BPSK) or amplitude-shift keying (ASK), or employs space-time block coding (STBC).
In the uplink of MC-CDMA systems, the receiver at the base station typically has the information on the spreading sequences of all users within the cell, but not those of the users in other cells. It is natural to expect that the performance of the receiver can be improved if the information on the spreading sequences of in-cell users is properly utilized.
In this dissertation, we propose three blind adaptive minimum output energy (MOE) receivers for uplink MC-CDMA systems with improper signaling in multi-cell environments. Among them, one is for the real-valued modulation and the others are for the Alamouti`s STBC.
First, a blind adaptive MOE receiver has been proposed for uplink single-input single-output (SISO) MC-CDMA systems employing real-valued modulation in multi-cell environment. In this case, since the imaginary part of residual interference at the filter output does not affect the detection of the desired user`s data, the proposed receiver has been designed to perfectly eliminate the real part of residual in-cell interference using the information on the spreading sequences of all intra-cell users and to reduce the real part of residual inter-cell interference by minimizing the constrained output energy.
Second, a blind adaptive MOE receiver has been proposed for uplink MC-CDMA systems in multi-cell environments in case that all intra-cell users employ STBC and it known at the receiver, but the receiver has no information on whether inter-cell users employ STBC or not. This scheme is called a standard MOE (S-MOE) receiver in this thesis to distinguish it from the third scheme. Due to the STBC, the pseudo-correlation between the received signals at the first symbol interval and the next symbol interval is non-zero. Therefore, in the proposed scheme, widely linear processing is applied for the two consecutive received signals. The convergence rate of the proposed scheme is improved by utilizing the spreading code information on all intra-cell users in comparison with that of the conventional scheme in which the spreading code information on the desired user only is used.
Third, a fast convergent blind adaptive MOE receiver has been proposed for uplink MC-CDMA systems in case that both intra- and inter-cell users employ Alamouti`s STBC and it is known at the receiver. First, a special relationship between two MOE filter weight vectors is derived where one is for detecting odd-indexed symbols and the other for even-indexed symbols. Using the relationship, a modified MOE cost function and a fast convergent MOE (FC-MOE) adaptive receiver have been proposed. Since the filter tap length of the FC-MOE adaptive receiver is only half of that of the standard MOE (S-MOE) adaptive receiver, the FC-MOE adaptive receiver has a faster convergence rate than the S-MOE adaptive receiver while maintaining the same steady-state SINR performance.
유사 공분산 행렬이 0이 아닌 복소수 랜덤 신호를 비고유 신호라고 부른다. 수신 신호가 비고유 특성을 갖는 경우에는 수신 신호 뿐만 아니라 그것의 켤레 성분도 같이 이용함으로써 검파 성능이 향상될 수 있다는 것이 최근에 알려졌으며, 이러한 기법을 넓은 범위의 선형 처리 기법이라고 부른다. 송신단에서 보낼 데이터에 이진 위상편이변조 방식이나 진폭편이변조 방식과 같은 실수값 변조 방식을 적용하거나 시공간 블록 코딩을 적용하는 경우에 수신 신호는 비고유 특성을 가지게 된다.
상향링크 다중 캐리어 부호분할 다중접속 시스템에서 기지국에 있는 수신기는 자기 셀 내에 있는 모든 사용자들에 대한 확산코드를 알 수 있고, 다른 셀에 대한 사용자에 대해서는 알 수 없다. 따라서, 기지국에 있는 수신기는 자기 셀 내에 속한 모든 사용자들에 대한 확산 코드 정보를 잘 이용한다면 수신기 성능을 향상시킬 수 있다.
본 논문은 다중 셀 환경의 다중 캐리어 부호분할 다중접속 시스템에서 비고유 시그널링을 적용한 경우에 상향링크에 적합한 세 가지 미상 적응 최소출력에너지 수신기들을 제안하였다.
먼저, 다중 셀 환경의 단일 입출력 시스템에서 실수값 변조 방식을 적용한 경우에 상향링크에 적합한 미상 적응 최소출력에너지 수신기를 제안하였다. 이 경우 검파기 출력의 허수 성분은 원하는 사용자의 데이터 추정에는 영향을 주지 않기 때문에, 제안하는 방식에서는 자기 셀 내의 모든 사용자에 대한 간섭의 실수 성분을 0으로 만드는 조건 하에서 출력에너지를 최소화시킴으로써 셀간 간섭 신호를 줄이게 된다.
둘째로, 자기 셀 내에 속하는 사용자들은 시공간 블록 코딩을 적용하여 데이터를 전송하고, 다른 셀에 속한 사용자들에 대해서는 전송 방식에 대한 정보가 없는 경우에 상향링크에 적합한 미상 적응 최소출력에너지 수신기를 제안하였다. 이웃한 두 개의 심볼 구간에 대한 수신 신호의 유사 공분산 값이 0이 아니므로, 이들 신호에 넓은 범위의 선형 처리 기법을 적용하고, 자기 셀 내에 속하는 모든 사용자들에 대한 확산 코드 정보를 이용함으로써 기존 방식들보다 적응 속도와 정상 상태 신호 대 간섭잡음비 성능을 향상시켰다.
마지막으로, 자기 셀 및 다른 셀에 속하는 모든 사용자들이 시공간 블록 코딩을 적용하고, 수신단에서 이러한 정보를 알고 있는 경우에, 두 번째 방식보다 적응 속도를 향상시키는 미상 적응 최소출력에너지 수신기를 제안하였다. 제안하는 방식에서는 홀수 번째 심볼에 대한 최적의 필터 계수와 짝수 번째 심볼에 대한 최적의 필터 계수 간의 관계를 이용하여, 이 관계를 만족하는 영역에서만 필터 계수를 적응시킴으로써 적응 속도를 향상시켰다.
