Performance Analysis of OFDM-CDMA Systems using Space-Time Coding

공간-시간부호화를 이용한 OFDM-CDMA의 성능분석

  • Kang, Mingoo (Dept. of Information Communication Engineering, Hanshin University)
  • Published : 2004.04.01

Abstract

In this paper, an OFDM-CDMA broadband system is considered for a possible candidate of fixed wireless broadband access network applications. With an emphasis on a preamble design for multi-channel separation, we address a channel estimation based on the time-domain windowing and its imperfectness in OFDM-based multiple-antenna transmission systems. By properly designing each preamble for multiple antennas to be orthogonal in the time domain, the channel estimation can be applied to the ETSI HlPERLAN/2 and IEEE-802.11a standards in the case of more than two transmit antennas. Also, an effect of diversity techniques on the performance of OFDM-CDMA based broadband wireless access networks is investigated and the maximum achievable diversity gain for a two-path Rayleigh fading environment is evaluated Simulation results show that the OFDM-CDMA system applying a space-time-frequency diversity with a full-rate full diversity code can give the diversity of D = 4 and D = 8 for both multi-user cases of maximum user and half user capacities, respectively.

본 논문에서는 무선 광대역 통신망을 위한 OFDM-CDMA 광대역시스템을 설계하였다. 다중채널에서 프리앰블 설계기법을 활용함으로서, OFDM 기반의 다중안테나 전송시스템에서 시간영역의 윈도우기법의 활용에 의한 채널추정이 가능하다. 시간영역에서 직교하는 다중 안테나를 위한 각각의 프리앰블을 설계함으로서 ETSI HIPERLAN/2과 IEEE-802.11a표준에 적용가능한 채널 추정기법을 제안한다. 또한, OFDM-CDMA 기반의 광대역망에서 성능개선을 위한 다이버시티 효과를 분석하였으며, 두개의 레일레이 페이딩 채널에서 얻을 수 있는 최대의 다이버시티 이득을 계산하였다. 본 논문의 시뮬레이션 결과로 완전한 속도와 완전한 다이버시티를 가진 시공간-주파수 다이버시티기법을 적용한 OFDM-CDMA시스템에서 D=4, D=8 다이버시티의 최대 사용자수 및 절반의 사용자인 경우의 대한 다중 사용자 용량에 대한 성능을 분석하였다.

Keywords

References

  1. R. van Nee, G. Awater, M. Morikura, H. Takanashi, M. Webster, and K. W. Halford, 'New high-rate wireless LAN standards,' IEEE Commun. Mag., pp. 82-88, December 1999
  2. C. Eklund, R. B. Marks, K. L. Stanwood, and S. Wang, 'IEEE standard 802.16: A technical overview of the wirelessMAN air interface for broadband wireless access,' IEEE Commun. Mag., pp. 98-107, June 2002
  3. K. Fazel and L. Papke, 'On the performance of convolutionally-coded CDMA/OFDM for mobile communication systems,' Proc. of PIMRC'93, pp. 468-472, September 1993
  4. N. Yee, J.-P. Linnarz, and Fettweis, 'Multi-carrier CDMA in indoor wireless radio networks,' Proc. of PIMRC'93, pp. 109-113, September 1993.S. Kaiser, 'OFDM code-division multiplexing in fading channels,' IEEE Trans. on Commun., vol. 50, no. 8. pp. 1266-1273, August 2002. S. Kaiser, 'OFDM code-division multiplexing in fading channels,' IEEE Trans. on Commun., vol. 50, no. 8. pp. 1266-1273, August 2002 https://doi.org/10.1109/TCOMM.2002.801460
  5. D. Agarwal, V. Tarokh, A. Naguib, and N. Seshadri, 'Space-time coded OFDM for high data rate wireless communication over wideband channels,' Proc. of VTC'98, pp. 2232-2236, May 1998