싱글 캐리어 FDMA

Single-carrier FDMA
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확산 스펙트럼
참고 항목

단일 반송파 FDMA(Single-carrier FDMA)는 주파수 분할 다중 접속 체계다. 선형예측 OFDMA(LP-OFDMA)라고도 한다. 다른 다중 접속 방식(TDMA, FDMA, CDMA, OFDMA)과 마찬가지로 공유 통신 자원에 다중 사용자 할당을 다룬다. SC-FDMA는 기존의 OFDMA 프로세싱에 앞서 추가적인 DFT 프로세싱 단계가 있다는 점에서 선형적으로 예방을 받은 OFDMA 체계로 해석할 수 있다.

SC-FDMA는 특히 전송 전력 효율과 파워앰프의 비용 절감 측면에서 피크 대 평균 전력 비율(PAPR)이 모바일 단말기에 큰 혜택을 주는 업링크 통신에서 OFDMA의 매력적인 대안으로 큰 관심을 끌었다. 그것은 3GPP 롱텀에볼루션(LTE) 또는 E-UTRA에서 업링크 다중 접속 체계로 채택되었다.[1][2][3]

OFDMA와 관련된 SC-FDMA의 성과는 다양한 연구의 대상이 되어 왔다.[4][5][6] 성능 격차는 작지만 SC-FDMA의 장점은 낮은 PAPR로 송신기 전력 효율이 가장 중요한 이동통신 시스템의 업링크 무선 전송에 바람직하다.

LP-OFDMA/SC-FDMA의 송수신기 구조

SC-FDMA의 전송 처리는 OFDMA와 매우 유사하다. 각 사용자에 대해 전송된 비트 시퀀스는 복잡한 기호 별자리(BPSK, QPSK 또는 M-Quadrature 진폭 변조)에 매핑된다. 그러면 다른 송신기(사용자)에 다른 푸리에 계수가 할당된다. 이 할당은 매핑 및 디맵핑 블록에서 수행된다. 수신기측에는 수신할 각 사용자 신호에 대해 디맵핑 블록 1개, IDFT 블록 1개, 검출 블록 1개가 포함된다. OFDM에서와 마찬가지로 기호 블록 사이에 시간 확산(다중 경로 전파에 의해 야기됨)으로 인한 심볼 간 간섭을 효율적으로 제거하기 위해 기호 블록 사이에 주기적 반복이 있는 가드 간격(일명 주기적 접두사)을 도입한다.

SC-FDMA에서는 서로 다른 사용자에게 겹치지 않는 푸리에 계수(하위 캐리어)의 서로 다른 세트를 할당함으로써 사용자 간의 다중 접속이 가능하다. 이는 송신기에서 (IDFT 이전) 무음 푸리에 계수(다른 사용자에게 할당된 위치)를 삽입하고 DFT 이후 수신기 측에서 계수를 제거함으로써 달성된다.

지역화된 매핑 및 분산 매핑

SC-FDMA의 특징은 다중 반송파 전송 방식인 OFDMA와 대조적으로 단일 반송파 송신 신호로 이어진다는 점이다. 서브캐리어 매핑은 지역화된 매핑과 분산 매핑의 두 가지 유형으로 분류할 수 있다. 지역화된 매핑에서 DFT 출력은 연속 서브캐리어 서브셋에 매핑되므로 시스템 대역폭의 일부에만 국한된다. 분산 매핑에서 입력 데이터의 DFT 출력은 전체 대역폭에 걸쳐 연속적으로 서브캐리어에 할당되어 나머지 서브캐리어에 대해서는 진폭이 0이 된다. 분산형 SC-FDMA의 특별한 경우를 인터리브 SC-FDMA(IFDMA)라고 하며, 점유된 서브캐리어들은 전체 대역폭에 걸쳐 동일한 간격을 두고 있다.[7]

그것의 고유한 단일 반송파 구조 때문에, OFDM과 OFDMA에 대한 SC-FDMA의 두드러진 장점은 송신 신호가 낮은 피크 대 평균 전력비(PAPR)를 가지고 있어서 가입자 장치의 전송 경로에서 설계 매개변수가 완화된다는 것이다. 직관적으로 그 이유는 OFDM 전송 기호가 직접 복수의 서브캐리어에 변조되는 곳에 SC-FDMA 전송 기호가 N 포인트 DFT 블록에 의해 처리되기 때문이다.[8]

OFDM뿐만 아니라 SC-FDMA에서도 DFT 계산 후 각 푸리에 계수에 복잡한 숫자를 곱하여 수신기 측에서 균등화가 달성된다. 따라서 주파수 선택적 페이딩과 위상 왜곡은 쉽게 상쇄될 수 있다. FFT를 이용한 주파수 영역 균등화는 멀티탭 FIR 또는 IIR 필터가 필요한 기존 시간 영역 균등화보다 계산이 덜 필요하다는 것이 장점이다. 계산이 적을수록 숫자 노이즈로 볼 수 있는 반올림 오차가 덜 복잡해진다.

관련 개념은 단일 반송파 전송과 단일 반송파 주파수 영역 균등화(SC-FDE) 방식의 결합이다. [9] 단일 반송파 전송은 SC-FDMA 및 OFDM과 달리 송신기에서 IDFT나 DFT를 채용하지 않지만, 순환 접두사를 도입하여 선형 채널 콘볼루션을 원형 접두사로 변환한다. 수신기에서 주기 접두사를 제거한 후 DFT를 적용하여 주파수 영역에 도달하는데, 여기에서 간단한 단일 반송파 주파수-도메인-동일화(SC-FDE) 체계를 채용할 수 있고, 이어 IDFT 조작이 이루어진다.

SC-FDMA.svg

유용한 속성

  1. 낮은 PAPR(Crest Factor)
  2. 반송파 주파수 오프셋에 대한 낮은 감도
  3. 비선형 왜곡에 덜 민감하여 저비용 전력 증폭기 사용 가능
  4. 스펙트럼 null에 대한 강인성 향상

참고 항목

참조

  1. ^ 형지. 명, 임준성, 데이비드 J. 굿맨, "업링크 무선 전송을 위한 단일 반송파 FDMA", IEEE Vehicular Technology Magazine, vol. 1, 3, 2006년 9월, 페이지 30–38
  2. ^ H. 에크스트룀, A. 후루스카르, J. 칼슨, M. 마이어, S. Parkvall, J. Torsner, M. Wahlqvist, "3G 장기적 진화를 위한 기술 솔루션," IEEE Communic. 매그, 제44권, 제3권, 2006년 3월, 페이지 38-45
  3. ^ 3세대 파트너십 프로젝트(3GPP) IMT2000 3GPP - 기술규격 그룹 무선접속망; UTRA 진화를 위한 물리계층 측면들, http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25814.htm
  4. ^ 2007년 7월 헝가리 부다페스트에서 열린 제16차 IST 모바일 서밋에서 덴마크 니사르, 한스 노텐슈타이너, 토마스 힌델랑 "DFT-스프레드 OFDM 시스템의 성능 제한에 관한 것".
  5. ^ B.E. Priyanto, H. Codina, S. Rene, T.B. Sorensen, P. Mogensen, “Initial Performance Evaluation of DFT-Spread OFDM Based SC-FDMA for UTRA LTE Uplink”, IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) 2007 Spring, Dublin, Ireland, Apr. 2007
  6. ^ N. 벤베누토와 S. 토마신 "주파수 영역 피드포워드 필터를 이용한 DFE와 OFDM과 단일 반송파 변조를 비교한 결과," IEEE Transs. 2002년 6월 6일자 Common 50권에 947–955페이지.
  7. ^ Xixia Leader in Converged IP Testing, "LTE의 단일 캐리어 FDMA", 2009년 11월 915-2725-01 Review A.
  8. ^ H. G. Myung, J. Lim, and D. J. Goodman, "Peak-to-Average Power Ratio of Single Carrier FDMA Signals with Pulse Shaping", The 17th Annual IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC ’06), Helsinki, Finland, Sep. 2006
  9. ^ D. Falconer, S. L. Ariyavisitakul, A. 베냐민-세야르, 그리고 B. Eidson, "단일 반송파 광대역 무선 시스템을 위한 주파수 영역 균등화," IEEE Communic. 매그, 제40권, 제4권, 2002년 4월, 페이지 58-66