다중 안테나 시스템에서 MMSE와 SD를 결합한 향상된 복호 알고리즘 및 Cooperative OFDM 시스템에서 CFO에 의한 SINR 성능 열화 분석

Abstract

본 논문의 연구 주제는 크게 두 가지다. 첫 번째 연구 주제는 다중 안테나 시스템에서 MMSE와 SD를 결합한 향상된 성능의 복호 알고리즘을 제안한다. 다중 안테나 시스템은 수신단에서 수신 신호를 복호할 때, ML(Maximum Likelihood Detection)의 과도한 연산량 때문에 수신기 하드웨어 구현이 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 복호시의 과도한 연산량을 낮추기 위한 복호 알고리즘을 제안한다. 여기서 제안하는 알고리즘의 원리는 특정 조건하에 MMSE와 SD알고리즘을 결합하여 사용함으로써 연산량을 낮추는 것이다. 그 결과 연산량은 기존의 ML에 비하여 훨씬 낮지만, BER 성능은 ML과 유사한 성능을 보인다. 두 번째 연구 주제는 Cooperative OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 주파수 옵셋에 의한 SINR 성능 분석에 관한 것이다. OFDM은 도플러 주파수 변화(Doppler Shift)나 송신안테나와 수신안테나간 주파수의 불일치로 생기는 반송파 주파수 옵셋(Carrier Frequency Offset)에 민감한 특성을 보인다. 반송파 주파수 옵셋은 수신하기를 원하고자 하는 신호세기를 감쇠시키고, 부반송파간 간섭(Inter Carrier Interference)를 일으켜서, 결국 SINR을 감소시킨다. 본 논문에서는 OFDM에서 주파수 옵셋에 의한 SINR 성능 감쇠를 분석한 논문을 기반으로 하여 Amplify and Forward 릴레이를 사용하는 Cooperative OFDM 시스템에서 주파수 옵셋에 의한 SINR 성능 감쇠를 수식으로 분석한다.; Multiple antenna systems have attracted great interests in recent years due to thecapacity improvement that they afford. Vertical Bell Laboratories Layered SpaceTime (V-BLAST) is a widely known multiple antenna spatial multiplexing systemtargeting high spectral efficiencies. Unfortunately, the associated maximumlikelihood(ML) detector should amount to a constrained integer least-squaresproblem, whose exact solution entails an exhaustive search. Thus, severalcomputationally efficient detection algorithms have been developed for or adapted toV-BLAST. In this thesis, we propose a hybrid MMSE-SD method for MIMO systems.The basic idea is dimensionality reduction via pre-decoding by MMSE andcancellation of received symbols that can be quickly and reliably detected. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is an important modulationtechnique for high speed communications through wireless channels. But carrierfrequency offset (CFO) significantly affects the performance of OFDM systems. TheCFO results from the Doppler shift or the mismatch between the transmitter and thereceiver oscillator frequency. The CFO attenuates the desired signal and causes intercarrierinterference, thus reducing the signal-to-noise ratio (SINR). In this thesis, weanalyze the effect of the carrier frequency offset on receive SINR for cooperativeOFDM systems. First, the various effect of CFO is explained. Then we obtain theeffect of CFO on receive SINR degradation for the cooperative systems.