Performance analysis of detection techniques in direct sequence code division multiple access (DS-CDMA) communication systems

Abstract

oz DOĞRUDAN DIZILI-KOD BÖLMELİ ÇOKLU ERİŞİM (DD-KBÇE) İLETİŞİM SİSTEMLERİNDE ALGILAMA TEKNİKLERİNİN PERFORMASLARININ KARŞILAŞTIRILMASI ALAT, Gökçen Yüksek Lisans, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Yrd. Doç Halil Tanyer EYYUBOGLU Ocak 2004 DD-KBÇE, telsiz iletişimde önemli bir ilerleme sağlayan yeni bir teknolojidir. Bu teknikte, her kullanıcı, veriyi modüle etmek için kendi ait farklı yayma kodlan kullanır. Bir DD-KBÇE modülasyonunu sınırlayan iki faktör vardır: toplanabilir Gauss işlemi olarak modellenen doğal kanal gürültüsü ve sistemdeki eşzamanlı kullanıcıların neden olduğu çoklu erişim girişimi. Bir kullanıcıya ait bilginin algılanmasında genel olarak üç farklı yöntem kullanılmaktadır. Bunlar, tek kullanıcılı algılama tekniği, optimal algılama tekniği ve alt optimal algılama tekniğidir.Daha önceki çalışmalarda, geleneksel algılayıcı ve çok kullanıcılı alt optimal methodlan içeren algılama teknikleri, gürültü benzeri (PN) kod dizilerinde oluşan Gold kod dizileri kullanılarak karşılaştınlmıştır. Bu tez çalışmasında, tek kulanıcılı geleneksel algılama tekniği ile alt optimal lineer çoklu kullanıcı algılama tekniklerinden ilintisizleştirme ve minimum ortalama karesel hata algılayıcı (MMSE) karşılaştınlmıştır. Bu çalışmada, üç çeşit kod dizisi kullanılmıştır: Gold dizisi, Kasami küçük kümesi ve Kasami büyük kümesi. Kasami küçük kümesi diğerleri içinde en iyi bit hata oranı (BER) performansı göstermiştir. Kasami büyük kümesi ise Gold kod dizisinden daha iyi sonuçlar vermiştir. Sonuç olarak bu tez, algılama teknikleri üzerinde sıkça kullanılan Gold kod dizisine ek olarak, daha iyi performans elde etmek için, daha düşük çapraz ilinti özelliğine sahip farklı kodların kullanılmasına ait karşılaştırma yapmıştır. Anahtar Sözcükler: Tek kullanıcı algılayıcılar, çok kullanıcılı algılayıcılar, uyumlu filtre, ilintisizleştirme algılayıcısı, minimum ortalama karesel hata algılayıcısı. vı

ABSTRACT PERFORMANCE ANALYSIS OF DETECTION TECHNIQUES in DIRECT SEQUENCE CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS (DS-CDMA) COMMUNICATION SYSTEMS ALAT, Gökçen M. S., Department of Electronics and Communication Engineering Supervisor: Asst. Prof. Halil Tanyer EYYUBOGLU January 2004 DS-CDMA is a new technology providing significant progress in wireless communication. Each user is distinguished by a unique spreading code to modulate an information signal. There are two factors limiting a DS- CDMA system: channel noise which is modelled as an additive white Gaussian noise and multiple access interference due to the many user simultaneously sharing the system. Generally, there are three different methods in the detection of user's signal: the single user detection technique, the optimal detection technique and the suboptimal detection technique. mIn previous works, conventional detector and the suboptimal multiuser detection techniques are compared using Gold sequence which is produced from the pseudo noise code sequence. In this thesis, conventional single user detection technique is compared against the decorrelating detector and minimum mean square error (MMSE) based on suboptimal linear multiuser detection techniques. Three types of signature waveforms are used in this study: Gold sequence, small set of Kasami and the large set of Kasami. The small set of Kasami displays best BER performance. The large set of Kasami provides better performance than Gold sequence. Finally, in addition to frequently used Gold code sequence on the detection techniques, this thesis makes a comparison according to the usage of different code sequences that have lower cross correlation property. Keywords: Single user detection, multiuser detection techniques, conventional filter, match filter, decorrelating detection, MMSE detection. IV