Estimate of Channel Capacity for M-ary PSK Signal in Fading Channel

페이딩 통신로에서 M-ary PSK 신호의 통신용량 산출

The channel capacity of fadingchannel becomes less than that of Gaussian noise channel. Moreover, the channel capacity of system with modulated signal is expected to be much less than that of system with nonmodulated signal. It is very difficult to evaluate the capacity in fading channel with modulated signal. The channel capacity for M-ary PSK signal has already been derived in Gaussian noise channel but it is very complicate form composed of complex integral formula. In this paper, we have derived the simple form of channel capacity with M-ary PSK signal by using the average symbol error rate. And we also evaluate the capacity in Rician and m-distribution fading channels as well as Gaussian noise channel. We have verified that the channel capacity obtained are almost the same as in other literature. As a results, we show that the channel capacity of M-art PSK signal increases to converge to the number of bits per symbol (log M) as signal to-noise power ratio increases.

페이딩 통신로에서의 통신용량은 가우스 잡음 통신로에서의 통신용량보다 줄어든다. 더욱이 정보전송을 위해 신호를 변조할 때에는 통신용량이 더욱 줄어질 것이 예상되거나 이에대한 통신용량값은 구하기가 매우 어렵다. 잡음 통신로에서의 다상 위상변조(M-ary PSK) 신호에 대한 통신용량을 구하는 식은 기존에 유도되어 있는데 복소적분석을 이용하는 관계로 매우 복잡하다. 그러므로 본논문에서는 다상 위상변조 신호의 평균심벌오율을 이용하여 간단하게 통신용량을 구하는 식을 유도하였다. 그리고 유도된 식을 이용하여 가우스 잡음 통신로 뿐만 아니라 Rician 페이딩 통신로와 m-분포 페이딩 통신로에 이TDj서의 다상 위상변조 신호의 통신용량을 각각 구하였다. 본논문에서 구한 가우스 잡음 통신로에서의 통신용량값은 기존 문헌에 구해져 있는 통신용량값과 거의 같다는 것을 확인하였다. 그리고 M-ary PSK 신호의 통신용량은 신호 대 잡음 전력비(SNR)가 커짐에 따라 심벌당 비트 수(log M)에 수렴한다는 것도 알아냈다.