궤환 간섭신호를 갖는 WCDMA 무선 중계기의 적응적 채널추정 및 간섭제거 방식에 관한 연구 : A Study on the Adaptive Channel Estimation and Interference Cancellation Method for WCDMA Wireless Repeaters with the Presence of Feedback Interference Signals
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 성원진
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 전자공학
- 식별자(기타) 000000104320
- 본문언어 한국어
목차
기존의 무선 중계기에서는 다중경로 페이딩의 특성을 가지는 송수신 안테나 간 궤환 간섭신호가 중계기의 송신 출력과 통신품질을 저하시키는 원인으로 작용한다. 이러한 무선 중계기는 기존의 광 중계기에 비해 설치나 운용면에 있어서 경제적인 장점을 가지고 있음에도 불구하고 궤환 간섭신호로 인해 지하나 건물 내부와 같은 한정된 장소에만 적용되어 왔다. 무선 중계기는 음영지역 해소를 위해 무선환경이 열악한 도심지 외곽 등에서도 활용될 수 있어야 하며, 시변하는 궤환 간섭신호의 제거를 위해 중계기 송수신 안테나간에 차폐막을 설치하거나 수신안테나를 지향성 안테나로 활용하는 방안 등이 적용되어 왔다. 하지만 이러한 방안들은 간섭신호를 제거하는데 있어 근본적인 해결책이 되지 못하며, 지상 무선 구간에서 궤환신호를 직접 찾아 제거할 수 있는 디지털신호 처리단에서의 간섭제거 과정이 필요하다.
본 논문에서는 이처럼 다중경로 및 시변하는 특성을 가지는 궤환 간섭신호를 파일럿 신호 등을 이용하지 않고 적응적으로 추정 및 제거할 수 있는 ICS (Interference Cancellation System) 알고리듬을 제안한다. 특히 제안한 ICS 모듈의 구조 및 간섭제거 절차에 대해 수학적 모델링을 통해 기술한다. 또한 제안한 송수신 안테나간 채널추정 방식의 정확도를 평가하기 위해 궤환 간섭신호를 모델링하며, 제안한 채널추정 알고리듬 적용 시 발생하는 궤환 간섭신호의 경로 수에 따른 채널추정 오차정도를 유도한다. 마지막으로 제안한 간섭제거 알고리듬 적용 시 수신안테나 입력신호로써WCDMA 기지국 출력신호를 적용했을 때 궤환 간섭신호의 크기, 경로 수 그리고 도플러 주파수 적용에 따른 채널추정치 및 중계기 입출력 신호에 대한 NMSE (Normalized Mean Square Error) 결과와 수신단에서의 BER (Bit Error Rate) 성능을 평가한다.
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In conventional wireless repeaters, the feedback interference signals affected by the multipath fading degrade the output power and the link quality. The wireless repeaters have been used in the limited places, e.g., basements and the inside of buildings due to the feedback interference signals, although they have economic advantages compared with the optical repeaters. The wireless repeaters are applicable to the suburban areas where the radio environment is poor to resolve shadowing areas. To remove the time varying feedback signals, the directional receiver or a blackout curtain between the transmit and receive antennas have been applied. However, these methods are not efficient solutions and the digital interference canceller which can directly find and extract the feedback signals are desired.
In this thesis, we propose the interference cancellation system (ICS) algorithm which can adaptively estimate and remove the feedback interference signals without the pilot symbols. Especially, the structure of the ICS module and the procedure for interference cancellation are presented by mathematical modeling. To evaluate the accuracy for the proposed method to estimate the feedback channel, we also perform the modeling for feedback interference signals and induce the error degree for channel estimates according to the number of path for feedback interference signals. Finally, when the signal of wideband code division multiple access (WCDMA) systems are applied to the receiver of the wireless repeaters with the proposed ICS algorithm, we experimentally evaluate the normalized mean-square-error (NMSE) for channel estimates and the bit error rate (BER) at the receiver depending on the channel power, the number of delay path, and the doppler frequency.
