대한전자공학회논문지TC (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

QAM 변조방식의 성상도 최적화를 통한 이진 터보 부호의 성능 개선

Improving The Performance of Turbo Code by Optimizing QAM Constellation

  • Lee, Keun-Hyung (Department of Electronics and Computer Engineering, Chungnam National University) ;
  • Lee, Ji-Yeon (Department of Electronics and Computer Engineering, Chungnam National University) ;
  • Kang, Dong-Hoon (Department of Electronics and Computer Engineering, Chungnam National University) ;
  • Oh, Wang-Rok (Department of Electronics and Computer Engineering, Chungnam National University)
  • 발행 : 2009.07.25
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

터보 부호 (turbo code)의 경우 부호 심볼 (code symbol) 당 에너지 (energy)를 균등하게 할당하는 대신 부호 심볼별로 에너지를 달리 할당함으로써 성능을 개선할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 이진 (binary) 터보 부호와 QAM (quadrature amplitude modulation)이 같이 사용될 경우 QAM 성상도 (constellation)를 최적화하여 터보 부호의 부호 심볼 당 에너지를 비균일하게 할당하고 이를 통하여 시스템의 성능을 개선하는 방안을 제안한다. 제안하는 방식의 성상도를 사용하는 QAM 신호는 널리 사용되는 QAM 신호를 위한 동기 및 복조 방식을 그대로 사용할 수 있으며 비트 오율 10-5 이상에서 기존의 방식에 비하여 부호 이득을 높일 수 있음을 전산 실험을 통하여 확인하였다. 이와함께 부호 심볼을 성상도에 매핑하는 방법을 달리하여 각 매핑 방법에 따른 성상도 최적화를 수행하고 이에 따른 이진 터보 부호의 성능을 확인하였다.

It is well-known that the performance of turbo codes can be improved by allocating different energies per code symbol. In this paper, based on this observation, we propose a joint encoding and modulation scheme for quadrature amplitude modulated turbo code systems. In the proposed scheme, the amount of energy difference between the turbo coded symbols is optimized by optimizing the constellation of quadrature amplitude modulation (QAM). The proposed scheme offers better coding gain compared to the conventional combination of binary turbo code and QAM at the bit error rate of 10$^{-5}$. Also, the performance of binary turbo codes with the proposed QAM constellation for various code symbol mapping strategies are verified.

키워드

참고문헌

  1. C. Berrou, A. Glavieux and P. Thitimajshima, 'Near Shannon limit error-correction coding and decoding:Turbo-codes,' in Proc. IEEE Int. Conf. Commun., pp. 1064-1070, May 1993
  2. S. Le Goff, A. Glavieux and C. Berrou, 'Turbo-codes and high spectral efficiency modulation,' in Proc. IEEE Int. Conf. Commun., pp. 645-649, May 1994
  3. IEEE 802.16-2004, IEEE standard for local and metropolitan area networks - Part 16: Air interface for fixed and mobile broadband wireless access systems, Oct 2004
  4. P. Robertson and T. Worz, 'A novel bandwidth efficient coding scheme employing turbo codes,' in Proc. IEEE Int. Conf. Commun., vol. 2, pp. 962-967, Jun 1996
  5. R. Pyndiah, A. Picart, and A. Glavieux, 'Performance of block turbo coded 16-QAM and 64-QAM modulations,' in Proc. IEEE GLOBECOM'95, vol. 2, pp. 1039-1043, Nov 1995 https://doi.org/10.1109/GLOCOM.1995.502563
  6. Y. Chang and V. K. Wei, 'Q-ary turbo codes with QAM modulations,' in Proc. IEEE Int. Conf. Universal Pers. Commun., vol. 2, pp. 814-817, Sep 1996 https://doi.org/10.1109/ICUPC.1996.562689
  7. G. Caire and G. Lechner, "Turbo codes with unequal error protection," Electron. Lett., vol. 32, no. 7, pp. 629-631, Mar 1996 https://doi.org/10.1049/el:19960463
  8. C. C. Wang and V. Quang, 'Unequal protection with turbo decoding for high-order modulated signaling,' IEEE Wireless Commun. and Networking Conf., vol. 2, pp. 1041-1045, Mar 2005 https://doi.org/10.1109/WCNC.2005.1424652