The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Generalized BER Analysis of Arbitrary Rectangular QAM

임의의 사각형 QAM의 일반화된 비트 오율 분석

  • 윤동원 (대전대학교 컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 조경국 (LG전자 CDMA시스템연구소 무선방식그룹) ;
  • 서기범 (우송대학교 컴퓨터전자정보공학부)
  • Published : 2002.10.01
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Abstract

Reliable high-speed data communications over insufficient channel bandwidth is one of the major challenges of harsh wireless environments that push the achievable spectral efficiency far below its theoretical limits. A Quadrature amplitude modulation (QAM) scheme is a userful modulation technique for achieving high data rate transmission without increasing the bandwidth of wireless communication systems. The exact general bit error rate (BER) expression of arbitrary rectangular quadrature amplitude modulation has not yet been derived. In this paper, a generalized closed-form expression for the BER performance of rectangular QAM with Gray code bit mapping is derived and analyzed in the presence of additive white Gaussian noise (AWGN) channel. First we analyze the BER performance of an I-ary PAM scheme. Regular patterns in the k-th bit error probability are observed while developing the EBR expression. From these patterns we provide the exact and general closed-from EBR expression of an I-ary PAM. Then we present a general closed-from expression for BER of an arbitrary IXJ rectangular QAM by considering that this signaling format consists of two PAM scheme, i.e., I-ary and J-ary PAM. A simple approximate BER expression for rectangular QAM is given as well.

무선통신 환경의 한정된 주파수 자원에서 신뢰성 있는 고속의 통신방식이 요구되고 있다. 직교 진폭 변조 (QAM) 는 대역폭의 증가없이 고속의 데이터 처리가 가능한 유용한 변조 방식이다. 이제까지 사각형(rectangular) 직교 진폭 변조 (R-QAM) 신호의 일반화된 BER 식은 유도된바 없다. 이 논문에서는 가산성 백색 가우시안 잡음 환경에서 그레이 부호화된 R-QAM의 일반화된 closed-from 형태의 EBR식을 유도하고 분석한다. 먼저 I-ary PAN 신호에 대하여 Irk 4, 8, 16 일 때의 유도하고 이 결과들로부터 유도 과정의 규칙성을 찾아내며, 그 규칙성들로부터 임의의 I-ary PAM 신호에 대한 일반화된 BER 식을 유도한다. R-QAM 신호는 각각 독립적인 동상 성분의 I-ary PAM 과 직교 성분의 J-ary PAM으로 구성되기 때문에 I-ary PAM 의 일반화된 BER 식으로부터 R-QAM 신호에 대한 일반화된 BER 식을 구한다. 또한 SNR이 높을 때에 지배적인 항을 고려한 간단한 근사식도 유도한다.

Keywords

References

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