DS-CDMA 수신기의 입력 양자화 효과 해석

Abstract

DS-CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access) 수신기 설계에서 최적 A/D 변환기 단어길이의 결정은 디지털 복조부의 효율적 구현을 위해 매우 중요하다. 특히, 광대역 CDMA 시스템 등 매우 빠른 동기획득 시간을 요구하는 경우에는 정합칠터(matched filter) 구조의 수신기가 바람직한데, 이 경우 필터의 길이가 일반적으로 매우 길어야 하므로 하드웨어 비용이 많이 들고 전력 소모가 많다. 본 연구에서는 A/D 변환기 또는 정합필터의 입력 단어길이를 최적화하기 위하여, 양자화 효과가 동기획득 성능에 미치는 영향을 확률적으로 해석하였다. 양자화 잡음은 입력신호의 포화에 의한 찌그러짐과 제한된 단어길이에 의한 잡음으로 나눌 수 있는데, 전자의 찌그러짐은 입력신호와 상관관계가 크므로 매우 큰 영향을 나타낸다. 단어길이가 주어져 있을 때 최적의 포화 한계를 구하기 위하여 수치해석 기법을 사용하였다. 본 연구의 결과는 저가 또는 저전력의 디지털 수신기 구현을 위한 지침이 될 수 있을 뿐만 아니라, 제한된 모의 실험만으로 시스템의 성능을 확인하는데 사용될 수 있다. The wordlength optimization for the analog-to-digital converter in DS-CDMA receivers is very important for the efficient implementation of front-end digital demodulator blocks. Wideband CDMA systems' require a very fast acquisition time, thus they prefer the matched filter based receiver architecture. However, the matched filter should span very long chips, and as a result, requires a large number of gates and a high-power consumption. In this paper, the quantization effects on the acquisition performance of the matched filter is analyzed stochastically. The quantization is modeled as a series of saturation and dipitization procedures, because the distortion due to the saturation is signal dependent and causes very different effects when compared with that of the, random, digitization noise. Numerical results are obtained to show the optimum saturation limit of the quantizer for a given wordlength. This analysis can give a guide to low-cost and low-power digital implementations and assurance of the system performance without intensive simulations.