본 본 논문에서는 블록터보코드를 사용하는 OFDM 시스템에서 오류정정 능력을 향상시키기 위하여 블록터보코드를 디코딩하는데 있어 채널상태정보(CSI)를 이용하는 새로운 알고리듬을 제안한다. 새로운 디코딩 알고리듬은 레일레이 페이딩 환경에서 채널정보를 사용하지 않는 기존의 디코딩 알고리듬과 비교를 하였으며 실험결과 새롭게 제안된 시스템의 경우 1회의 같은 반복 횟수를 가지는 경우에 BER 성능이 신호의 변조방식에 따라 5.0dB~9.0dB 정도의 뛰어난 성능 향상을 보였다. 또한 CSI 값을 적용하고 1회 반복 복호한 시스템이 CSI값을 적용하지 않은 기존의 복호 시스템의 4회 반복 복호한 경우보다도 3.5dB~5dB의 성능 향상을 보임을 알 수 있었다. 따라서 블록터보코드를 반복 복호하는 경우에 CSI 값을 적용한 시스템이 뛰어난 성능 향상과 더불어 반복 복호 시간을 줄임을 알 수 있었다.
본 논문에서는 4개의 전송 안테나 시스템에서 좌표축 인터리빙된 직교 신호로 디자인(Coordinate interleaved orthogonal design: CIOD)된 시 공간 블록 부호(Space time block code: STBC)가 시간 선택적 페이딩 채널인 1차 Markov 채널을 통과하였을 때에 성능 분석을 다룬다. 채널이 준 정지 페이딩 채널(Quasi-static fading channel)일 경우 STBC-CIOD는 최대 전송률과 최대 다이버시티(Full rate full diversity: FRFD)를 만족하고, 단일 심볼 복호가 가능한(single symbol decodable: SSD) 코드이나, 시간 선택적 페이딩 환경에서는 신호간의 간섭이 생기므로 FRFD을 만족시키더라도 단일 심볼 복호를 수행하였을 때 간섭에 의한 성능 열화가 생길 것이다. 심볼 오류율(Symbol error rate: SER)의 Union bound를 신호 쌍 오류 확률(pairwise error probability)을 유도하여 구한다. 그리고 4-ary PSK 신호에 대한 모의실험을 통하여 유도된 심볼 오류율을 구하고 이를 수식으로 구한 심볼 오류율의 union bound 와 비교한다.
본 논문에서는 페이딩 채널의 시간 상관성을 이용한 Lattice Reduction(LR)기반 MIMO 수신기의 계산량을 효과적으로 감소시키는 새로운 기법을 제안한다. 시변 페이딩 채널 환경에서는 채널의 시간 상관 특성으로 인하여 LR을 통해 얻어진 P 행렬이 시간에 따라 크게 바뀌지 않는다. 이러한 특성을 이용하여 제안된 기법에서는 채널이 바뀔 때 마다 LR을 수행하는 것이 아니라 수신단에서 K개의 채널 프레임을 저장하여 K번째 채널, 즉 nK번째 (n=1,2,3..) 채널에서만 LR을 수행하여 P 행렬을 구한 후 (n-1)K번째 P 행렬과 비교한다. 두 개의 P 행렬이 동일한 경우 K-1개의 채널 프레임에서는 LR을 수행하지 않고 K번째 채널 프레임의 P 행렬을 그대로 사용하여 불필요한 계산량을 감소시켰다. 반대로 두 개의 P 행렬이 다른 경우 나머지 K-1개 채널 프레임의 P 행렬을 이전 채널 프레임에서 구한 P 행렬을 초기조건으로 하여 LR을 수행함으로써 계산량을 감소시킨다. 제안된 기법은 기존 LR 기법과 같은 성능을 유지하면서 계산량을 확연히 감소시킨다.
본 논문은 4개의 송신 안테나를 사용 할 경우 임의의 QAM 변조 방식과 준정지 Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 최대 다이버시티 이득을 획득하고 더불어 full-rate을 획득하는 새로운 QO-STBC(quasi-orthogonal space-time block code)를 제안한다. 특히 제안된 부호는 기존의 MDC-QO-STBC(minimum decoding complex QO-STBC)와 같이 준직교 특성을 만족하여 수신단에서 2개의 실수 심벌들로 구성된 4개의 그룹들에 대하여 각각 독립적인 ML(maximum likelihood) 복호가 가능하다는 장점을 갖는다. 전산 실험 결과 제안된 부호는 모든 변조 방식들에 대하여 MDC-QO-STBC와 동일한 비트 오율(BER) 성능을 보여준다. 하지만 제안된 부호는 모든 송신 안테나들에서 성상 회전 이전의 신호들에 비해 PAPR(peak-to-average power ratio) 값들이 증가하는 기존의 MDC-QO-STBC와 달리 오직 2개의 송신 안테나들에서만 PAPR의 증가가 발생하도록 수정 가능하며 따라서 실제 송신 시스템 구현 시 훨씬 큰 이점을 갖게 된다.
Park, Jae-Cheol;Song, Iick-Ho;Lee, Sung-Ro;Kim, Yun-Hee
Journal of Communications and Networks
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제13권3호
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pp.250-256
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2011
A two-way relaying (TWR) system is analyzed, where two source terminals with unequal numbers of antennas exchange data via an amplify-and-forward relay terminal with a single antenna. In the system considered herein, the link quality between the sources and relay can generally be asymmetric due to the nonidentical antenna configuration, power allocation, and relay location. In such a general setup, accurate bounds on the average sum rate (ASR) are derived when beamforming or orthogonal space time block coding is employed at the sources. We show that the proposed bounds are almost indistinguishable from the exact ASR under various system configurations. It is also observed that the ASR performance of the TWR system with unequal numbers of source antennas is more sensitive to the relay location than to the power allocation.
In this paper, novel approximated closed-form expressions of the SER(Symbol Error Rate) and BER(Bit Error Rate) are presented for the multi-input multi-output space-time block coding(MIMO-STBC) system employing two transmit and N receive antenna(s) in Rayleigh fading channels. Assuming a zero-forcing equalizer and a single-symbol maximum-likelihood (ML) decoder, the formulas are derived for the SER and BER, and then their approximated counterparts are also derived. In the derivation of the approximated expressions, acurve-fitting model is adopted that can eliminate the integral operators in the exact expressions.
In this paper, we present an iterative phase offset estimation algorithm based on a space-time block code and turbo coded system. External single phase estimator receives soft information from the turbo decoder and estimates phase offset with LMS algorithm. The estimated phase offset value is used for space-time decoder. Simulation results show the phase estimation gain in a flat fading channel.
본 논문에서는 다중 경로 이동통신 환경에서 LDPC 코드를 COFDM-CDMA에 적용하는 기법을 제안한다. LDPC 코드는 부호화율이 증가함에 따라 AWGN 채널이나 플랫 페이딩 채널에서는 우수한 복호화 성능을 나타내지만 수신 신호의 품질이 상대적으로 열악한 다중 경로 페이딩 채널의 경우에서는 LDPC 코딩의 성능 또한 상대적으로 저하된다. SNR이 16 ㏈ 이하인 다중 경로 이동통신 환경에서 부호화율이 1:3 이하인 LDPC 코드의 복호 기능을 만분의 일 이차의 BER로 낮추기 위해서는 LDPC 코드의 패리티 정보와 함께 COFDM-CDMA 수신기의 등화기 탭 값 갱신을 위한 채널 추정 파일럿 정보를 전송 심벌에 포함시켜야 한다. 예를 들어, 일반적인 1:3 LDPC 코드로 부호화된 전송 심벌의 데이터와 패리티의 비율이 1:3이라면 제안한 방식의 LDPC 채널 부호화기는 데이터, 패리티 및 파일럿의 비율이 1:2:1이 된다. 전송 심벌에 포함되는 파일럿 정보는 채널 추정 및 등화기 탭 값 갱신에 사용될 뿐 만 아니라 이 정보를 패리티 정보와 함께 LDPC 코드의 복호화에도 사용함으로써 동일한 데이터 전송율에서 1:3, LDPC 코드보다 더 우수한 성능을 얻을 수 있다. 다중 경로 레일리 페이딩 채널 환경에서 제안한 기법을 COFDM-CDMA 시스템에 적용하여 그 성능을 분석한 결과, 제안한 방식의 성능이 순수한 LDPC 코드를 적용한 시스템에 비하여 SRN 대 BER 측면에서 더 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.
본 논문에서는 다중사용자 다중입출력 시스템에서 대역폭 효율의 감소 없이 페이딩에 대한 수신 성능을 향상시키는 부호화 알고리듬을 제안한다. 기존의 다중사용자 다중입출력 방식으로 사용되는 공간분할다중화 방식은 페이딩 경로에 취약하며, 이를 극복하기 위한 시공간블록부호화 방식은 전송량이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 제안 부호화 알고리듬은 페이딩 환경에 강인하고 전송량이 송신 안테나 개수에 비례하여 증가하는 LDC(linear dispersion code) 기법을 이용하여 송신 심벌을 부호화하고, 예측한 채널 이득의 특이값 분해 값을 LDC 부호화 심벌에 전처리하여 성능을 개선한다. 그리고 컴퓨터 모의실험을 통하여 기존 알고리듬과 제안하는 알고리듬의 성능을 비교 평가한다.
본 논문에서는 회선교환 방식의 이동통신 환경에서 전송 오류에 강인한 동영상 전송 시스템을 구현하기 위해서 채널의 상태에 따라 적응적으로 부호화율을 변화시키는 터보 코드 기반 오류정정 기법을 제안한다. 제안 시스템에서는 먼저 가변길이의 응용계층 단위(segment)로 생성되는 영상 부호화 스트림에 부합하도록 바이트정렬 가변길이 (byte-aligned variable-length) 터보 코드를 사용한다. 즉 ITU-T H.263+ 동영상 스트림을 GOB (group of block) 별로 나누고 이를 채널 상태에 따라 적절한 바이트정렬 가변길이 터보 코드를 적용하여 보호하는 것이다. 이를 위하여 제안된 동영상 전송 시스템의 압축 부호화율과 오류정정 부호화율 간의 상관관계를 분석하고 정적인 상황에서 최적의 부호화율을 먼저 모색한다. 또한 실제적인 이동통신 채널을 적절하게 근사하는 시변 레일리 페이딩(Rayleigh fading) 채널을 모델링한 다음 채널 변화에 따라 부호화율을 적응적으로 조절하는 기법을 제안한다. 마지막으로 제안된 적응 기법의 적용에 따른 성능 향상을 동영상 전송 성능의 비교를 통하여 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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