[논문 리뷰] Performance Analysis of Wavelet Based MC-CDMA System with Implementation of Various Antenna Diversity Schemes

Md. Matiqul Islam, M. Hasnat Kabir외 1명|arXiv (Cornell University)|2012. 07. 17.

Wireless Communication Networks Research참고 문헌 8인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 퇴화 채널에서 성능을 향상시키기 위해 안테나 다각도를 갖춘 웨이블릿 기반 MC-CDMA 시스템을 제안한다. MATLAB 시뮬레이션을 통해 시스템이 기존 기법들보다 우수한 성능을 보임을 입증하였으며, 특히 Rician 및 AWGN 조건에서 뛰어난 성능을 보였다. Alamouti 방식은 효과적인 공간-시간 코딩과 웨이블릿 변조 덕분에 가장 낮은 BER 성능을 달성하였다.

ABSTRACT

The impact of using wavelet based technique on the performance of a MC-CDMA wireless communication system has been investigated. The system under proposed study incorporates Walsh Hadamard codes to discriminate the message signal for individual user. A computer program written in Mathlab source code is developed and this simulation study is made with implementation of various antenna diversity schemes and fading (Rayleigh and Rician) channel. Computer simulation results demonstrate that the proposed wavelet based MC-CDMA system outperforms in Alamouti (two transmit antenna and one receive antenna) under AWGN and Rician channel.

연구 동기 및 목표

• 웨이블릿 기반 변조가 퇴화 환경에서 MC-CDMA 시스템 성능에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 특히 알라무티와 같은 다양한 안테나 다각도 기법이 오류율 감소에 얼마나 효과적인지 평가하기 위해.
• 시뮬레이션을 통해 AWGN, 레일리, Rician 퇴화 채널 조건에서의 시스템 성능을 비교하기 위해.
• 웨일시 하다르드 코드가 사용자 분리 및 스펙트럼 효율성에 미치는 역할을 평가하기 위해.
• 웨이블릿 기반 MC-CDMA에 다각도 기법을 통합한 것이 기존 접근 방식보다 오류 성능에서 뛰어나다는 것을 입증하기 위해.

제안 방법

• 신호 변조를 위해 전통적인 푸리에 기반 OFDM 서브밴드 대신 웨이블릿 변환을 사용한다.
• 주파수 도메인에서 사용자 신호를 정규직교적으로 분리하기 위해 웨일시 하다르드 코드를 사용한다.
• 두 대의 송신 안테나와 한 대의 수신 안테나를 갖춘 안테나 다각도 기법, 특히 알라무티 공간-시간 블록 코딩(STBC)을 구현한다.
• 실제 무선 전파 환경을 모의하기 위해 레일리 및 Rician 퇴화 채널을 모델링한다.
• 다양한 채널 모델에서 비트 오류율(BER) 성능을 평가하기 위해 MATLAB 기반 시뮬레이션을 사용한다.
• AWGN, 레일리, Rician 퇴화 조건에서 성능을 평가하여 내성 및 오류 내성 능력을 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 웨이블릿 기반 변조는 퇴화 채널에서 MC-CDMA의 BER 성능에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 제안된 시스템에서 알라무티 STBC는 다른 다각도 기법들에 비해 상대적으로 얼마나 높은 성능 향상을 보이는가?
• RQ3 BER 측면에서 Rician 퇴화 조건과 레일리 퇴화 조건에서 시스템의 성능은 어떻게 다른가?
• RQ4 웨이블릿 기반 MC-CDMA 프레임워크에서 웨일시 하다르드 코드는 사용자 분리 및 스펙트럼 효율성 향상에 얼마나 기여하는가?
• RQ5 웨이블릿 변조와 안테나 다각도의 통합은 기존 MC-CDMA에 비해 BER을 상당히 감소시키는가?

주요 결과

• 웨이블릿 기반 MC-CDMA 시스템은 AWGN 및 퇴화 채널 모두에서 기존의 푸리에 기반 OFDM 기반 MC-CDMA보다 뛰어난 BER 성능을 달성한다.
• 알라무티 STBC 방식은 Rician 퇴화 조건에서 특히 가장 낮은 비트 오류율을 보였다.
• 성능 향상은 Rician 퇴화 조건에서 가장 두드러지며, 다각도 이득과 웨이블릿 변조의 강건성 덕분에 낮은 BER를 유지할 수 있었다.
• 웨이블릿 변조와 웨일시 하다르드 코드의 조합은 스펙트럼 효율성 향상과 사용자 분리 능력을 강화한다.
• 시뮬레이션 결과는 제안된 시스템이 모든 테스트된 채널 모델에서 기존 시스템보다 오류 내성과 신뢰성 면에서 뛰어나다는 것을 확인한다.