본 논문에서는 성능을 향상시키기 위해 터보부호화기를 이용한 터보등화기법의 성능을 수중 실험의 데이터를 이용하여 분석 하였다. 다중 경로전달로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위해 LMS-DFE 등화기와 터보 채널 부호기를 연접하여 서로간의 반복적인 연산을 통하여 성능을 개선하는 반복 기반의 터보 등화기 구조를 적용하였다. 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 터보부호 기반의 터보등화기의 오류확률이 93%를 나타내었다.
위성 디지털 방송이나 위성 인터넷에서는 위성에서 단말에 이르는 고속 리턴 채널 환경이 매우 나빠 연집오류가 심하게 생긴다. 이 논문에서는 리턴 채별이 레일리 확률 채널일 때, 앞 오류 고침 (forward error correction: FEC) 부호화 방식의 성능을 분석한다. 먼저, Loo, Lutz, Vucetic, Corazza의 채별 모형을 고찰하고, Rayleigh 페이딩 채널에서 길쌈 부호, 리드 솔로몬 부호, 길쌈-리드 솔로몬 연접 부호 터보 부호의 성능을 비교 분석한다.
본 논문은 QAM 변조방식과 준정지 Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 3개의 송신 안테나를 사용할 경우 추가로 주파수 대역을 사용하지 않고 최대 다이버시티 이득을 획득하는 새로운 시공간블록부호들을 제안한다. 이 제안된 부호들은 기존의 A-ST-CR 부호와 같이 성상 회전 선부호기와 Alamouti 부호를 적절히 직렬 연접하여 구성된다. 전산 실험 결과, 이 부호들은 모두 기존의 ST-CR 부호보다 높은 코딩 이득을 획득하고, 특히 제안된 부호들 중 가장 좋은 성능을 보이는 부호는 QPSK와 16-QAM 변조방식을 사용할 경우 평균 심벌오율 10$^{-5}$에서 기존의 ST-CR 부호에 대하여 각각 약 1.5dB와 3dB 코딩 이득의 성능 향상을 보인다.
LDPC 부호의 검사행렬은 비트노드와 검사노드간의 이분 그래프로 표현된다. Tanner는 그래프상의 인접 행렬 (adjacency matrix) 고유값을 이용하여, 균일 LDPC 부호의 최소 거리 하한식(minimum 야stance bound)을 유도하였다. 본 논문에서는 Tanner의 결과를 일반화하여, 균일 및 블록 구조를 갖는 비균일 LDPC부호에 적용 가능한 두개의 최소 거리 하한식을 유도한다. 첫 번째는 최소 거리 부호어에 인접한 비트노드들의 관계를 통하여 유도되는 비트노드 기반 하한식이고, 두 번째는 최소 거리 부호어와 연접한 검사노드들의 관계에서 얻어지는 검사노드기반 하한식이다. 론 논문에서 유도한 하한식을 통하여 블록 구조를 갖는 비균일 LDPC부호의 거리 특성을 그래프의 고유값들과의 관계로 나타낼 수 있다.
가산성 백색 가우스 잡음이 존재하는 m-분포 페이딩 채널을 통해 전송되고 최대비 합성 다이버시티법으로 수신되는 Reed-Soloroon /컨별루션(convolutional) 연접 부호화된 MFSK 신호의 오율식을 유도하였다. 그리고 수치계산한 오율성능을 신호 대 잡음비, 페이딩 지수, 다이버시티의 branch 수를 함수로 하여 그림으로 나타내 고 검토했다. 얻은 결과로부터, 페이딩 환경에서도 부호화 기볍을 이용하면 MFSK 선호의 오율성능이 개선된다는 것과 부호화 기법 중에서는 연접 부호화 기볍이 가장 효과적이라는 것을 알 수 있다. 또 페이딩 환경에서 최대비 합성 다이버시티 수신 기볍과 연접 부호화 기볍을 함께 이용했을 때는, 연접 부호 화 기볍만을 이용했을 때보다 오율성능이 SNR변에서 약 6.6dB 만큼 개선된다는 것도 알 수 있다.
IEEE 802.15.4a의 UWB(ultra-wide band) 방식에서 PHY(physical layer) 시스템에 사용되는 FEC(forward error correction)는 RS(Reed-Solomon) 조직적(systematic) 블록 부호와 1/2의 부호율을 가진 조직적 길쌈 부호의 연접 형태로 이루어져 있다.[1] UWB 신호를 이용한 시스템은 연속적이지 않은 임펄스(impulse) 기반의 신호를 사용하기 때문에 정밀도 면에서 뛰어난 장점을 가진다. 본 논문에서는 IEEE P802.15.4a 표준에 명시되어 있는 FEC를 구현하여 AWG(adaptive white gaussian noise) 채널에서의 SNR(signal to noise ratio)에 따른 BER(bit error rate)을 구함으로써 성능을 분석하였다. 실험에서의 정확한 결과를 얻기 위해 15.4a의 UWB에서의 변조 방식에 따라 신호를 변조한 후 잡음을 삽입하여 결과를 도출하였다.
본 논문에서는 deep-space 광통신을 위한 터보 부호화 변조 기법을 설계한다. 설계한 기법의 송신 단에서는 터보 부호기와 누적기, 펄스 위치 변조기(PPM)를 연접한 구조를 사용하고, 수신 단에서는 터보 부호 자체의 복호를 위한 반복 복호와 연접 부호 간의 반복 복호를 동시에 사용하는 복호 기법을 제시한다. 광통신 채널로는 이상적인 광자 직접 검파기를 사용하는 경우를 가정하여 Poisson 채널을 사용한다. 컴퓨터 모의실험을 통해, 설계한 기법이 기존에 광통신 부호화 변조 기법으로 제시되었던 LDPC-APPM, RS-PPM, SCPPM 등 보다 우월한 성능을 보임을 확인할 수 있다.
본 논문에서는, 병렬 혹은 직렬적으로 연접된 트렐리스 부호화 변조 기법 (Trellis coded modulation: TCM)을 위한 간단한 구조를 가진 향상된 반복적 복호 기법들이 제안되며, 동시에 제안된 기법들의 성능을 기존 기법들과 비교 제시한다. 제안된 복호 알고리즘은 기존 알고리즘의 단순 변형을 통해서 구현될 수 있음에도 불구하고, 모의실험 결과는 제안된 기법들이 부가 백색 가우스 잡음 채널 (Additive white Gaussian noise channel: AWGN channel) 및 레일리 (Rayleigh) 페이딩 채널 상에서 상당한 부호 이득을 제공함을 보여 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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