• 제목/요약/키워드: space time codes

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Error Performance of Serially Concatenated Space-Time Coding

  • Altunbas, Ibrahim;Yongacoglu, Abbas
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권2호
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    • pp.135-140
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    • 2003
  • In this paper, we investigate the error performance of a serially concatenated system using a nonrecursive convolutional code as the outer code and a recursive QPSK space-time trellis code as the inner code on quasi-static and rapid Rayleigh fading channels. At the receiver, we consider iterative decoding based on the maximum a posteriori (MAP) algorithm. The performance is evaluated by means of computer simulations and it is shown that better error performance can be obtained by using low complexity outer and/or inner codes and the Euclidean distance criterion based recursive space-time inner codes. We also obtain new systems with large number of trasmit and/or receive antennas providing good error performance.

최대 다이버시티 이득을 획득하는 새로운 full-rate 시공간블록부호들 (New full-rate space-time block codes with full diversity)

  • 정지용;남궁호영;정태진;김철성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권8C호
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    • pp.762-768
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    • 2005
  • 본 논문은 QAM 변조방식과 준정지(quasi-static) Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 3이상의 임의의 송신안테나를 사용할 경우 추가로 주파수 대역을 사용하지 않고 최대 다이버시티 이득을 획득하는 새로운 시공간블록부호들을 제안한다. 이 제안된 부호들은 기존의 A-ST-CR 부호$^{[6,7]}$와 같이 성상 회전 선부호기$^{[4,5]}$와 Alamouti 부호$^{[3]}$ 적절히 직렬 연접하여 구성된다. 전산 실험 결과, 제안된 부호는 ST-CR 부호$^{[4,5]}$보다 높은 코딩이득을 획득하며, QPSK 변조방식과 3, 4, 5개의 송신 안테나 개수를 사용할 경우 평균 심벌오율 $10^{-5}$에서 기존의 ST-CR $^{[4,5]}$보다 각각 약 1.3dB, 1.4dB 그리고 1.5dB의 코딩 이득의 성능 향상을 보이고, 16-QAM 변조방식과 3개의 송신 안테나 개수를 사용할 경우 약 3dB의 성능 향상을 보인다.

연접부호를 적용한 시공간 OFDM 시스템의 성능 개선 (Performance Improvement of Space-Time OFDM System with Concatenated Codes)

  • 서완우;정연호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.541-546
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    • 2004
  • 시공간 부호(Space-Time Coding)는 송신부에서 전송신호를 시간영역과 공간영역으로 확장하여 전송하는 기법으로 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 얻을 수 있다. 본 논문에서는 SPW(Signal Processing Worksystem) 시뮬레이션 플랫포옴을 이용하여 고속 무선랜 관련 표준안인 IEEE 802.11a 시스템을 기초로 한 연접부호 시공간 OFDM 시스템의 성능 개선을 분석하였다. IEEE 802.11a에 포함된 구속장의 길이가 7인 콘볼루션 부호 대신에, 시공간 블록 부호를 이용한 시스템과 콘볼루션 부호와 시공간 블록 부호를 연접한 시스템을 SPW 시뮬레이션 플랫포옴에서 각각 구현하여 그 성능을 비교하였다. SPW 시뮬레이션 결과에 의하면 데이터율 6Mbps에서 두 부호를 연접한 시스템의 성능이 콘볼루션 부호기를 적용한 IEEE 802.11a 시스템보다 약 5dB 이상 우수한 성능을 보였고 데이터을 12Mbps에서는 6dB 이상의 성능 개선을 얻을 수 있었다.

Improved Design Criterion for Space-Frequency Trellis Codes over MIMO-OFDM Systems

  • Liu, Shou-Yin;Chong, Jong-Wha
    • ETRI Journal
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    • 제26권6호
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    • pp.622-634
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    • 2004
  • In this paper, we discuss the design problem and the robustness of space-frequency trellis codes (SFTCs) for multiple input multiple output, orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) systems. We find that the channel constructed by the consecutive subcarriers of an OFDM block is a correlated fading channel with the regular correlation function of the number and time delay of the multipaths. By introducing the first-order auto-regressive model, we decompose the correlated fading channel into two independent components: a slow fading channel and a fast fading channel. Therefore, the design problem of SFTCs is converted into the joint design in both slow fading and fast fading channels. We present an improved design criterion for SFTCs. We also show that the SFTCs designed according to our criterion are robust against the multipath time delays. Simulation results are provided to confirm our theoretic analysis.

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MIMO 수중통신에서 최적의 터보 등화 기법 (Optimum Turbo Equalization Method based on Layered Space Time Codes in Underwater Communications)

  • 김태훈;정지원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.1042-1050
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    • 2014
  • 수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접간섭의 영향을 받는다. 그리고 음파를 이용한 주파수의 제한으로 인하여 낮은 전송 속도로 통신을 한다. 따라서 전송속도의 향상과 함께 인접간섭을 제거하기 위하여 수중 통신에 적합한 시공간 부호화 기술과 등화기 기술, 채널 부호화 기술이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 기술들을 시뮬레이션을 통하여 MIMO 수중 통신 시스템에서 최적의 터보 등화 기법을 이용한 복호구조를 제안한다. 각 모듈별 시뮬레이션을 통한 성능결과 본 논문에서 제안한 계층적 시공간 부호화 방식 기반의 터보 등화 기법을 이용하면 일반적인 수중 통신 보다 성능이 우수함을 알 수 있다.

빠른 레일리 페이딩채널에서 MTCM 부호와 STBC를 결합한 시스템의 성능평가 (Performance of the Concatenated System of MTCM Codes with STBC on Fast Rayleigh Fading Channels)

  • 진익수
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.141-148
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    • 2009
  • STBC는 부호이득을 얻을 수 없지만, 비교적 적은 부호기와 복호기의 복잡도를 가지고 완전한 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 따라서 STBC는 부호이득이 없기 때문에 부호이득을 얻을 수 있는 외부 부호와 결합되어 사용하여야 한다. 본 논문에서는 완전한 다이버시티 이득과 함께 상당한 부호이득을 얻기 위하여, MTCM부호와 STBC를 결합한 시스템을 고려하였다. 공정한 성능 비교를 위하여 동일한 전송 전력, 동일한 대역폭 효율 그리고 동일한 상태 수를 전제하고, 고려한 시스템과 기존에 알려진 STTC부호와 FER 성능 비교를 실시하였다. 모의실험 결과, MTCM부호와 STBC를 결합한 시스템의 성능은 빠른 레일리 페이딩 채널에서 2개의 송신기 안테나와 1개의 수신기 안테나를 사용하는 STTC부호 보다 우수한 성능을 보여주었다.

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시공간 부호의 기하학적 균일성 (Geometrical Uniformity For Space-Time Codes)

  • 정영석;이재홍
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 I
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    • pp.89-92
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    • 2003
  • A geometrically uniform code in AWGN channel has strong symmetry properties such as a) the distance profiles form codewords On C to all other codewords are all the same, and b) all Voronoi regions of codewords in C have the same shape. Such properties make the word error probability of geometrically uniform codes be transparent to the transmitted codeword. In this paper, we extend the geometrically uniform codes in AWGN channel to the geometrical uniform codes in fading channel with multiple transmit antennas.

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고속 레일리 페이딩 채널에 적합한 개선된 초직교 시공간 격자 부호 (Improved Super-Orthogonal Space Time Codes for Fast Rayleigh Fading Channels)

  • 김창중;허서원;이호경
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권9C호
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    • pp.820-825
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    • 2007
  • 초직교 시공간 격자 부호(Super-Orthogonal Space-Time Trellis Codes; SOSTTC)는 직교 행렬의 집합을 확장하여 부호율의 손실 없이 부호 이득과 다이버시티 이득을 동시에 얻는 방법이다. SOSTTC에서 신호 집합 확장은 부호 행렬의 첫째 열을 회전시킴으로써 이루어진다. 기존에 사용된 회전각은 성능 개선보다 신호 성좌의 확장을 피하기 위한 목적으로 선택되었다. 본 논문에서는 고속 레일리 페이딩 채널에서 SOSTTC의 성능을 개선하기 위해 적당한 회전각을 선택하기 위한 설계 요건을 만들었다. 또한, 적당한 회전각을 사용하여 개선된 SOSTTC를 설계하였다. 그리고 모의실험을 통하여 본 논문에서 설계된 SOSTTC가 기존의 SOSTTC 보다 BER 성능 면에서 더 뛰어남을 입증하였다.

Iterative Multiple Symbol Differential Detection for Turbo Coded Differential Unitary Space-Time Modulation

  • Vanichchanunt, Pisit;Sangwongngam, Paramin;Nakpeerayuth, Suvit;Wuttisittikulkij, Lunchakorn
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제10권1호
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    • pp.44-54
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    • 2008
  • In this paper, an iterative multiple symbol differential detection for turbo coded differential unitary space-time modulation using a posteriori probability (APP) demodulator is investigated. Two approaches of different complexity based on linear prediction are presented to utilize the temporal correlation of fading for the APP demodulator. The first approach intends to take account of all possible previous symbols for linear prediction, thus requiring an increase of the number of trellis states of the APP demodulator. In contrast, the second approach applies Viterbi algorithm to assist the APP demodulator in estimating the previous symbols, hence allowing much reduced decoding complexity. These two approaches are found to provide a trade-off between performance and complexity. It is shown through simulation that both approaches can offer significant BER performance improvement over the conventional differential detection under both correlated slow and fast Rayleigh flat-fading channels. In addition, when comparing the first approach to a modified bit-interleaved turbo coded differential space-time modulation counterpart of comparable decoding complexity, the proposed decoding structure can offer performance gain over 3 dB at BER of $10^{-5}$.

Optimal Power Allocation and Outage Analysis for Cognitive MIMO Full Duplex Relay Network Based on Orthogonal Space-Time Block Codes

  • Liu, Jia;Kang, GuiXia;Zhu, Ying
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권3호
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    • pp.924-944
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    • 2014
  • This paper investigates the power allocation and outage performance of MIMO full-duplex relaying (MFDR), based on orthogonal space-time block codes (OSTBC), in cognitive radio systems. OSTBC transmission is used as a simple means to achieve multi-antenna diversity gain. Cognitive MFDR systems not only have the advantage of increasing spectral efficiency through spectrum sharing, but they can also extend coverage through the use of relays. In cognitive MFDR systems, the primary user experiences interference from the secondary source and relay simultaneously, owing to full duplexing. It is therefore necessary to optimize the transmission powers at the secondary source and relay. In this paper, we propose an optimal power allocation (OPA) scheme based on minimizing the outage probability in cognitive MFDR systems. We also analyse the outage probability of the secondary user in noise-limited and interference-limited environments in Nakagami-m fading channels. Simulation results show that the proposed schemes achieve performance improvements in terms of reducing outage probability.