BLAST-OFDM 시스템은 미래 이동통신 시스템에서 고속의 멀티미디어 데이터 서비스를 위한 효율적인 전송기술이다. 본 논문에서는 BLAST-OFDM 시스템에 적용 가능한 선형 사전부호화 기법 및 전송 다이버시티를 극대화하기 위한 안테나-부채널 할당 알고리듬을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 임의의 송수신 안테나 셋에 대하여, 최대한의 공간 다이버시티 이득과, 인터리빙 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 특히, 제안된 사전부호화 방식은 정보 심볼 서브셋을 과잉 없는 선형 성상 구조를 통하여 분산하고 있으므로 기존의 다른 부호화 기법과는 달리 데이터 전송률의 손실을 가져오지 않는다. 제안된 알고리듬을 적용할 경우 기존의 BLAST-OFDM 대비 4-5㏈ 이상의 성능 개선이 있음을 증명하였다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제8권4호
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pp.387-392
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2010
This study focuses on improving MIMO-OFDM systems by combining a wireless communication architecture known as vertical BLAST(bell laboratories layered space-time) or V-BLAST and STTC(space time trellis coding). In this paper, the combination is done by introducing STTC in each V-BLAST layer. Moreover, this architecture uses multiple antennas that are grouped into small number of antennas which makes it less complex to decode by decoding every group. Whereas, in traditional V-BLAST, all the antennas form one group and they are decoded together at the receiver, therefore, this increases the complexity as the number of antennas is getting high. We compare the bit error rate performance of this system with MIMO-OFDM that uses convolutional coding instead of STTC. Under the same spectral efficiency, the simulation results prove that joining V-BLAST with STTC improves MIMO-OFDM systems performance.
This paper describes a VLSI implementation of BLAST detection for MIMO-OFDM systems. To achieve high speed requirement, we propose the fully pipeline architecture for BLAST structure. This design is implemented using $0.18{\mu}m$ CMOS technology. For a 4-transmit and 4-receive antennas system, it takes $7.5{\mu}s$ to calculate nulling vector and detection order from 48 channel matrixes.
본 논문은 MIMO(Multiple Input Multiple Output)- OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 V-BLAST (Vertical-Ball Laboratories Layered Space Time) 수신기에 대하여 성능을 비교하고 평가한다. 신호는 각각 송신 안테나에서 독립적으로 전송되며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식을 이용하여 변조 되고, 송 수신단에 각각 2개의 안테나와 각각 4개의 안테나를 사용한다. V-BLAST 수신기로 ZF(zero-Forcing), MMSE(Minimum Mean Squared Error), ZF-OSIC(Zero Forcing - Ordered Successive Interference Cancellation), MMSE-OSIC(Minimum Mean Squared Error - Ordered Successive Interference Cancellation)를 사용한다. 모의실험 결과에서 MMSE 방식이 ZF 방식 보다 좋은 BER(Bit Error Rate)을 보이고, ZF-OSIC 방식은 ZF 방식과 MMSE 방식 보다 더 좋은 BER을 가지는 것을 확인 할 수 있으며, MMSE-OSIC 방식은 사용된 방식 중 가장 좋은 성능을 보인다.
In this paper, we consider coded layered space-time architecture in MIMO-OFDM channels. Vertical Bell Lab Layered Space-Time(V-BLAST) scheme employing ordered successive interference cancellation(OSIC) algorithm provides very high spectral efficiency with low computational complexity. However, the error propagation is a major drawback constraining the overall performance of the V-BLAST system significantly. Based on this problem, we derive an improved detector using soft bit log-likelihood ratio(LLR) value. Simulation results show that the proposed detector outperforms the conventional V-BLAST scheme under spatially uncorrelated as well as correlated fading channels.
본 논문은 MIMO-OFDM 시스템에서 터보 처리 기법 (Turbo-BLAST)을 위한 새로운 조기 정지 기법을 제안한다. 터보 처리 기법의 높은 복잡도를 줄이기 위해서는 외부 반복 횟수를 줄이는 일이 필수적이다. IEEE 802.16e Mobile WiMax와 같은 시스템에서는 전송된 데이터 버스트의 마지막 인코딩 패킷을 제외하면 CRC 비트가 부가되지 않는다. 따라서 이러한 시스템에서는 CRC 비트의 도움 없이 반복을 종료할 수 있는 조기 정지 기법이 필요하다. 제안된 기법은 수신된 패러티 비트들과 수신된 정보 비트들로부터 재 부호화된 패러티 비트들 간의 부호 변화를 관찰함으로써 수행된다. 또한, IEEE 802.16e와 같이 tail-biting 부호를 가지는 시스템의 경우에 재 부호화의 복잡도를 절반으로 줄이는 방법이 제안된다. 컴퓨터 모의실험 결과는 제안된 조기 정지 기법이 종래의 조기 정지 기법에 비해 더 적은 수의 평균 반복 횟수를 가지고 GENIE aided 기법과 동등한 수준의 성능을 가짐을 보인다.
V-BLAST (Vertical Bell Labs Layered Space-Time) 시스템은 다중 안테나를 사용하는 시스템에서 각각의 레이어를 간섭 무효화 및 제거기법을 통하여 추정하기 때문에 간단한 복잡도에 비해 높은 전송률을 가능하게 한다. 본 논문에서는 신호 공간 다이버시티 기법을 적용시킨 V-BLAST 시스템을 제안하고자 한다. 신호 공간 다이버시티 기법의 큰 장점은 신호좌표를 회전시키고 인페이즈 (inphase) 와 쿼드러쳐 (quadrature) 성분을 섞어줌으로서 추가적인 대역폭이나 전송 파워의 상승 없이도 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 모의실험을 통해서, 본 논문에서 제안하는 시스템의 성능이 이상적인 시스템 성능에 비해 0.5dB로 근접함을 보여주고자 한다.
본 논문에서는 V-BLAST(Vertical-Bell labs LAyered Space-Time) 검출기를 사용하는 MIMO-OFDM(Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서, 그룹화된 부채널 기반의 간단한 형태의 비트 할당 기법인 SBA-GS(Simplified Bit Allocation based on Grouped Sub-channels)를 제안한다. 2차원 Water Pouring 원리에 기반하여 MIMO-OFDM 시스템 수신단에서 각 부채널별 비트수 및 전력을 결정하여 궤환하는 일반적인 ABPA(Adaptive Bit and Power Allocation)은 비트오율 측면에서 최적의 성능을 보이지만, 수신단에서 송신단으로의 많은 양의 궤환 정보를 필요로 하고 시스템이 복잡하다는 단점을 가진다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 상태가 우수한 각 부채널에 동일한 수의 비트를 할당하여 송신단에서 수신단으로의 궤환 정보량과 시스템 복잡도를 감소시킨 SBA가 제안된 바 있다. 본 논문에서 제안하는 SBA-GS 는 부채널들을 그룹화한 뒤 각 그룹별 부채널들의 펑균 신호대잡음비를 구하여 동일한 변조 방식을 적용하는 SBA를 수행한다. 다양한 차세대 이동통신 채널 환경에서의 모의실험 결과, 지연 확산이 작은 다중 경로 채널의 경우에서는 궤환 정보량을 크게 감소하면서도 SBA와 유사한 결과를 얻을 수 있었 으며, 지연확산이 큰 채널 환경에서는 부채널 그룹화에 따른 BER 성능 열화가 상대적으로 증가하였지만 궤환 정보량 감소와의 절충 관계를 감안할 때 실제 시스템 구현시 고려될 수 있는 우수한 결과를 보임을 확인하였다.
We propose a new bandwidth-efficient technique that achieves high data rates over a wideband wireless channel. This new scheme is targeted for a multiple-input multiple- output orthogonal frequency-division multiplexing (MIMO-OFDM) system that achieves transmit diversity through a space frequency block code and capacity enhancement through the iterative joint processing of zero-forcing detection and maximum a posteriori (MAP) decoding. Furthermore, the proposed scheme is compared to the coded Bell Labs Layered Space-Time OFDM (BLAST-OFDM) scheme.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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