Diversity-multiplexing tradeoff (DMT) is an efficient tool to measure the performance of multiple-input and multiple-output (MIMO) systems and cooperative systems. Recently, cooperative multicast system with wireless network coding stretched tremendous interesting due to that it can drastically enhance the throughput of the wireless networks. It is desirable to apply DMT to the performance analysis on the multicast system with wireless network coding. In this paper, DMT is performed at the three proposed wireless network coding protocols, i.e., non-regenerative network coding (NRNC), regenerative complex field network coding (RCNC) and regenerative Galois field network coding (RGNC). The DMT analysis shows that under the same system performance, i.e., the same diversity gain, all the three network coding protocols outperform the traditional transmission scheme without network coding in terms of multiplexing gain. Our DMT analysis also exhibits the trends of the three network coding protocols' performance when multiplexing gain is changing from the lower region to the higher region. Monte-Carlo simulations verify the prediction of DMT.
이 논문에서는 OFDM 및 SC-FDE 시스템에서 다이버시티 기술의 적용이 채널부호화율에 미치는 상관관계에 대해서 살펴본다. OFDM 시스템에서는 채널의 다중경로 프로파일에 따라서 적절한 채널부호화율의 결정이 필요하며 순환지연 다이버시티 기술을 적용하는 경우가 시공간 부호화 기술을 적용하는 경우보다 더 낮은 채널부호화율을 필요로 한다. 이에 반해서 OFDM에 DFT 확산을 적용한 SC-FDE 시스템에서는 낮은 채널부호화율을 적용할 필요성이 없으며 다이버시티 기술의 적용과 상관없이 상대적으로 높은 채널부호화율이 사용될 수 있다.
본 논문에서는 간섭 제한적인 환경의 OFDM 시스템에서 시공간 부호화 기술과 순환지연 다이버시티 기술의 성능을 비교한다. 통신 시스템은 다이버시티 기술을 보통 자신의 성능을 향상시키기 위하여 사용하지만 시스템이 간섭 제한적인 환경에서 동작된다면 다른 사용자에게 미치는 영향도 함께 고려해야 한다. 다른 사용자와의 간섭을 고려하지 않을 때 시공간 부호화 기술은 순환지연 다이버시티 기술보다 우수한 성능을 보이지만 다른 사용자에게 미치는 영향을 함께 고려할 때는 순환지연 다이버시티를 사용하는 것이 더 우수한 성능을 보일 수 있다.
The bit error rates of DS/SSMA DPSK system with diversity and FEC channel coding in Rayleigh fading and log-normal shadowing channel are evaluated. Microscopic postdetection diversity and macroscopic selection diversiity are used to mitigate the effects of Rayleigh fading and log-normal shadowing, respectively. The numerical results show that the composite use of diversity and channel coding is very efficient for improving system performance compared to their respective uses.
다중 입출력(MIMO : Multiple-Input Multiple-Output) 시스템은 공간 다이버시티 이득과 공간 다중화 이득을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 MIMO 시스템에서 데이터 정보와 안테나 선택 기법을 이용한 공간 부호화 기법을 제안한다. 이 기법은 부호화 이득과 동시에 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있게 한다. BPSK(Binary Phase-Shift Keying) 변조 방식을 사용한 MIMO 시스템에서 BER 성능을 분석하고, 데이터의 편재율에 따라 달라지는 공간 다이버시티 이득을 실험을 통하여 비교하였다.
네트워크 코딩은 멀티캐스트 네트워크에서 전송량을 증가시키기 위해 제안된 기법으로 최근에는 다수의 사용자가 성능 향상을 위해서로의 자원을 공유하는 협력통신에 네트워크 코딩을 적용하는 연구가 활발히 진행 중이다. 네트워크 코딩 기반의 협력통신에서 사용자는 자기 자신의 데이터와 다른 사용자의 데이터를 네트워크 코딩 연산을 통해 결합하여 전송한다. 기존의 연구에서는 네트워크 코딩을 기반으로 한 적응형 복호 후 전송(Network-Coding-based Adaptive Decode-and-Forward, NC-ADF) 방식이 다이버시티(diversity) 이득과 추가적인 전송량 증대를 가져올 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 기존 프로토콜의 성능 증대와 네트워크 코딩의 이득을 극대화 하기 위해 사용자간 채널의 상태에 따라 증폭 후 전송(Amplify-and-Forward, AF) 방식과 복호 후 전송(Decode-and-Forward, DF) 방식을 적응적으로 적용한 새로운 네트워크 코딩 기반의 협력통신 기법을 제안하였다. 또한 제안한 기법의 아웃티지 확률을 구하고 높은 SNR 영역에서 최대 다이버시티 차수(full diversity order)를 가짐을 보였다. 나아가 추가적인 성능 향상을 위해 본 논문에서 제안된 기법에 의한 아웃티지 확률을 기반으로 최적의 전송 파워 비율을 구하였다.
OFDMA 및 SC-FDMA 시스템에서, 수신기에서 특별한 시공간 처리를 하지 않으면서 다이버시티를 얻기 위해서, 다수 안테나를 이용하여 시간축의 변화를 일으키거나 주파수 선택적 채널을 만들 수 있다. 분산할당 SC-FDMA 시스템에서 시간 변화를 발생하기 위해 위상 회전 기술을 사용하기 위해서는 낮은 채널부호화율을 적용하는 것이 필요하지만, 시간 변화가 적은 채널을 가정할 때 주파수 선택적 특성을 증가시키기 위하여 순환지연 다이버시티를 적용할 때에는 상대적으로 높은 채널부호화율을 적용하여도 무방하다. 이에 반해서 블록호핑 SC-FDMA 시스템에서는 두 개의 다이버시티 기술이 최적의 채널부호화율 측면에서 큰 차이를 가지지 않는다.
Cyclic delay diversity (CDD) is considered as a simple approach to exploit the frequency diversity in OFDM system. In this paper, we apply CDD to the conventional STBC/SFBC/STFBC-OFDM transmit diversity schemes for Rayleigh fading channels. We compare the performances of STBC/SFBC/STFBC with and without CDD schemes. Simulation results show that the combination of block coding with CDD works well when using the ITU-R M. 1225 channel for both Pedestrian A (Ped A) channel with the mobility of 3 km/h, and Vehicular A (Veh A) channel with the mobility of 120km/h. For a BER of $10^{-3}$, compared to the conventional block coding schemes, a gain of 2dB, 4dB, and 5dB is obtained under the Ped A channel environment by STBC-OFDM, SFBC-OFDM and STFBC-OFDM with CDD, respectively Under the Veh A channel. gains by the combined schemes are 6dB, 2dB, and 4dB, respectivcly.
In this paper, MRC(Maximum Ratio Combine) diversity, (23, 12) Golay code, (7, 5) Reed-Solomon code, and (3, 1) majority selection code are employed to improve the performance of DS/CDMA BRSK in Nakagami fading channel. and MRC diversity combined with other coding techniques is suggested, with which, the performance of DS/CDMA BRSK is compared and analyzed. Also, system required Eb/N0 to meet BER=10-5 for multi user data communication is obtained according to each techniques. From the results, when each techniques is employed to DS/CDMA BRSK system. coding employed system shows better performance than diversity employed system. Especially, Golay code shows better performance than oter codes. also MRC diversity is employed, the number of multiple access user to meet data communication requirement of BER=10-5 can accomodate up to 8 users. and when each code is employed, Golay code, majority selection code, and Reed-Solomon code shows the capacity of 14, 12, and 10 user respectively. But MRC diversity combined with coding techniques can reduce restriction of multiple access user. However, it is desirable these combined technique are employed according to service types and requirements provided.
부분대역 간섭과 레일리 페이딩 환경하에서 FH/MFSK신호에 대한 성능의 개선책으로 반복 다이버 시티 기법과 오류 정정 부호를 채용할때의 비트 오류 확률식을 유도하고 이를 이용하여 수치계산한 결과를 그래프로 나타내고 이에 대해 검토하였다. 다이버시티의 경우에 반복수에 따른 오류 확률의 개선정도를 알아내었고 오류 정정 부호로서 해밍부호, 블록(BHC)부호, 길쌈부호 등을 채용할때의 성능이 개선되는 정도 알아냈다. 얻어진 결과로 부터 레일리 페이딩과 부분대역 간섭에 대처하기 위해 다이버시티의 반복 수를 증가시키더라도 그다지 오류 확률의 개선이 얻어지지 않지만 부호화에 의해서는 상당한 개선이 이루어지는데 그중에서도 길쌈 부호에 의한 개선이 가장 크다는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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