Journal of electromagnetic engineering and science
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제11권2호
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pp.133-142
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2011
Coded cooperation that integrates channel coding in cooperative transmission has gained a great deal of interest in wireless relay networks. The performance analysis of coded cooperation protocol with multiple relays is investigated in this paper. We show that the diversity order achieved by the coded cooperation in a multi-relay wireless network is not only dependent on the number of cooperating relays but is also dependent on the code-rate of the system. We derive the code-rate bound, which is required to achieve the full diversity gain of the order of cooperating nodes. The code-rate required to achieve full diversity is a linearly decreasing function of the number of available relays in the network. We show that the instantaneous channel state information (CSI)-based relay selection can effectively alleviate this code-rate bound. Analysis shows that the coded cooperation with instantaneous CSI-based relay selection can achieve the full diversity, for an arbitrary number of relays, with a fixed code-rate. Finally, we develop tight upper bounds for the bit error rate (BER) and frame error rate (FER) of the relay selection based on coded cooperation under a Rayleigh fading environment. The analytical upper bounds are verified with simulation results.
In this paper, trellis coded 16 QAM Multi-Carrior CDMA system is proposed, Using the equivalent signal-to-noise plus interference Power ratio (SNIR) of Multi-Carrier CDMA system in the reverse link, capacity and BER performance of trellis coded 16 QAM Multi-Carrier CDMA system are analyzed taking into account the number of multi-carrier, the number of multiple access user, the number of SC/MRC diversity branch, and Rician fading parameter in multiuser interference and Rician fading channel. And the capacity and the BER performance of trellis coded 16 QAM Multi-Carrier CDMA system using selection combining (SC) and maximal ratio cabining (MRC) diversity are numerically compared. Obtained results show that the capacity of proposed system depends on the number of multi-carrier. ti is found that the trellis coded 16 QAM Multi-Carrier CDMA system with SC/MRC antenna diversity scheme is efficient to combat multipath fading and to increase the maximum number of users in high speed data communication. With the results of analysis. MRC diversity technique provides the performance fro high speed data communications. Finally, we present a numerical approach to derive the capacity and the BER performance and to find the maximum number of multiple access user for Multi-Carrier system in multiuser interference and Rician fading channel.
본 논문에서는 라이시안 페이딩, 다중 사용자 간섭, 다중경로 채널에서 MRC(Maximum Ratio Combining) 다이버시티 수신된 DS/CDMA-Trellis Coded QPSK 변조 신호의 패킷 오율 성능을 분석하였다. 그리고 직접 파 전력 대 반사파 전력의 벼($K_r$, , 다이버시티 가지의 수(M), 다중 사용자의 수(U), PN chip rate(PN), 다중 경로 채널의 수($L_p$), 패킷 길이(PL)를 함수로 하여 MRC 다이버시티 수신된 DS/CDMA-Trellis Coded Q QPSK 시스템의 성능과 용량올 구하였다. 해석 결과, 라이시안 페이딩($K_r$=6 dB), 5명의 다중 사용자 간섭,3개의 다중경로 채널에서 2가지(branch) 의 MRC 다이버시티를 적용한 DS/CDMA-Trellis Coded QPSK 시스댐은 2가지 (branch)의 MRC 다이버시 티를 적용한 부호화되지 않은 DS/CDMA BPSK 시스댐에 비하여 약 6 dB의 부호 이득이 있음을 알 수 있다. 그리고 AWGN 채널에 대해 디자인된 Trellis Coded QPSK 신호는 MRC 다이버시티 수신을 적용한 라이시안 페이딩 채널에서도 좋은 성능을 나타냉올 알 수 있다. 결과적으로 제안된 시스템 구조는 라이시안 때이딩, 다중 사용자 간섭, 다중경로 채널에서 무선 데이터 통신시스템으로서 적절하다고 예상된다.
본 논문에서는 시간 다이버시티 효과를 증대시키는 새로운 터보 코드 형태인 ETD-터보 코드(Enhanced Time Diversity-turbo code)를 구성하고, 이를 MC-CDMA 시스템에 적용하여 그 효율성을 입증하였다. ETD-터보 코드는 기존의 터보 코드 구성에 인터리버를 추가하여 구성하고, 모든 패리티 비트가 인터리버 패턴을 갖게 되어 시간 다이버시티 효과가 증대된다. 시스템 성능분석을 위해 인터리버 조합에 따른 ETD-터보 코드의 특성을 비교하고, MC-CDMA 시스템에 채널 부호화 기법으로 기존의 터보 코드와 본 논문에서 제안한 ETD-터보 코드를 적용하여 시스템 성능을 분석한다. 그 결과 ETD-터보 코드는 기존의 터보 코드방식에 비해 비교적 단순한 인터리버 조합으로도 BER을 감소시키고, 반복 복호 횟수를 줄임으로써 복호과정에서의 시간지연을 감소시킬 수 있다. 따라서 ETD-터보 코드를 적용한 MC-CDMA의 전체 시스템 오율특성이 개선됨을 알 수 있다.
본 논문에서는 다중 경로 페이딩 환경에서 고속 데이터 전송에 적합한 STF(Space-Time-Frequency) coded OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 기법을 제안한다. 2개의 안테나를 통해 신호를 전송함으로써 전송 다이버시티 특성을 이용하는 기법으로 STBC(Space Time Block Coding) 기법이 개발되었으며 이를 OFDM에 적용한 기법으로 ST-OFDM(Space-Time Block Coded OFDM)과 SF-OFDM(Space-Frequency Block Coded OFDM) 전송 기법 등이 제안되었다. 본 논문에서는 시간과 공간, 그리고 주파수 영역에서 부호화를 수행하는 STF-OFDM 전송 기법을 제안한다. 본 논문에서 제시하는 STF-OFDM 전송 기법은 기존의 ST-OFDM 전송 기법에서 주파수 다이버시티 효과를 이용함으로써 ST-OFDM의 성능을 향상시키는 방식이다.
This paper introduces the coded cooperation protocol in wireless relay network. We propose a two relay based coded cooperation protocol with RCPC codes for wireless networks. The proposed two-relay based system can achieve a diversity of order 4 under slow fading environment. Under fast fading, the diversity order is 2 times of the free distance of the convolutional code. We develop upper bounds on BER and FER for the system under both slow and fast fading with Rayleigh distribution. The effect of various channel conditions on the cooperation is also examined in this work.
본 논문에서는 동일채널간섭과 라이시안 페이딩 환경에서 Trellis Coded QPSK 시스템의 BER 생능올 분석 하였다. 고려되는 Trellis Coded QPSK 시스템은 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 최대비 합성(MRC) 다이버시티 수신법과 Reed-Solomon 부호를 사용하였다. 유도한 오율식을 이용하여 Trellis 부호화된 QPSK 시스템의 성능을 구하여, 신호 전력 대 잡음 전력비 (SNR), 신호 전력 대 간섭파의 전력비 (SIR), 라이시안 페이딩 파라미터 (KR), MRC 다이버시티의 가지수 (M), Reed-Solomon 부호의 천체 블럭 길이 (n), Reed-Solomon 부호의 정정 가능한 심볼의 수 (t), Trellis 부호기의 상태수를 함수로 하여 그래프로 나타내고 분석하였다. 분석결과, 제안하는 시스템의 성능은 마이크로셀 환경에서 동일채널간섭과 페이딩에 의하여 영향을 받음을 알 수 있었다. 또한 희망하는 신호의 전력이나 신호 전력 대 간섭파의 전력비를 증가시켜 Trellis 부호화된 QPSK 시스템의 BER 성능을 개선할 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 마이크로 셀룰러 시스템의 BER floor 현상은 동 일채널간섭에 의하여 발생하고, 이 현상은 신호 전력 대 간섭와의 전력배가 낮은 경우에는 높은 BER에서 발생 함을 알 수 있었다. 그리고 통일채널간섭과 라이시안 페이딩의 영향올 억압하기 위해서는 M=2인 MRC 다이버 시티 수신된 Trellis Coded QPSK 시스댐보다는 t=2, n=15인 Reed-Solomon 부호롤 척용한 Trellis Coded QPSK 시스템이 효율적임을 알 수 있었다.
본논문에서는 실내 무선 통신에서 간단하고 적절한 다중 송신/수신 안테나 다이버시티 기법을 사용한 trellis 부호화된 Multi-Carrier CDMA 19 QAM 시스템을 제안한다 제안하는 다중 송신/수신 안테나 다이버시티 기법은 trellis 부호화된 Multi-Carrier CDMA 16 QAM 신호를 다중 송신 안테나를 통하여 임의 의 시간 지연을 가지고 전도를 증가시킬수 있다면 보 논문에서 제안하는 송신 다이버시티 기법과 기존의 수신 안테나 다이버시를 \ulcorner합함으로써 추가적인 다이버시티 이득을 얻을수 있음을 알 수 있었다 또한 제안된 다중 송신/수신 안테나 다이버시티 기법을 적용한 trellis 부호화된 Multi-Carrier CDMA 16 QAM 시스템은 기존의 수신 안테나 다이버시티 시스템에 비하여 다중 사용자 간섭과 페이딩에 미감하지 않음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 무선 네트워크에서 네트워크 코딩을 재전송에 사용했을 때 얻을 수 있는 이득을 계산했다. 먼저 무선 네트워크에서 네트워크 코딩을 재전송에 활용했을 때 얻을 수 있는 전송 실패 확률을 수학적으로 구했고 이에 따른 다이버시티 차수를 노드 숫자와 수신 확률에 따라 변함을 보였다. 전송 실패 확률을 이용하여 전송실패 확률 ${\epsilon}$을 만족시키는 ${\epsilon}$-용량 (${\epsilon}$-outage capacity) 을 구하였고, 네트워크 코딩을 사용했을 때와 안 했을 때의 ${\epsilon}$-용량의 비율을 네트워크 코딩 이득이라 정의하였다. 그리고 네트워크 코딩 이득이 다이버시티 차수의 함수로 표현됨을 보였다. 노드 숫자가 무한하게 많아지게 되면 네트워크 코딩 이득이 점근적으로 $0.25{\epsilon}^{-1}$을 달성할 수 있음을 보였다.
In this paper, we investigate the properties and performance of space-time bit-interleaved coded modulation (STBICM) systems in fast Rayleigh fading channels. We first show that ST-BICM with QPSK signaling in fast fading channels possesses the uniform distance property, which makes performance analysis tractable. We also derive the probability distribution of the squared Euclidean distance between space-time symbols assuming uniform bit-interleaving. Based on the distribution, we show that the diversity order for each codeword pair becomes maximized as the frame length becomes sufficiently long. This maximum diversity order property implies that the bit-interleaver transforms an ST-BICM system over transmit diversity channels into an equivalent coded BPSK system over independent fading channels. We analyze the performance of ST-BICM in fast fading channels by deriving an FER upper bound. The derived bound turns out very accurate, requiring only the distance spectrum of the binary channel codes of ST-BICM. Numerical results demonstrate that the bound is tight enough to render an accurate estimate of performance of ST-BICM systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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