Abstract
In this paper we have investigated a novel approach applying low-density parity-check coding to a COFDM-CDMA system, which operates in a multi-path fading mobile channel. Developed as a linear-block channel coder, the LDPC code is known for a superior signal reception capability in AWGN and/or flat fading channels with respect to increased encoding rates, however, its performance degrades when the communication channel becomes multi-path fading. For a typical multi-path fading mobile channel with a SNR of 16㏈ or lower. in order to obtain a BER lower than 1 out of 10000, the LDPC code with encoding rates below 1:3 requires not only the inherent parity check information but also the piloting information for refreshing front-end equalizer taps of COFDM-CDMA, periodically. For instance, while the 1:3-rate LDPC coded transmission symbol is consisted of data bits and parity-check bits in 1 to 3 proportion, on the other hand, in the proposed method the same rate LDPC transmission symbol contains data bits, parity check bits, and pilot bits in 1 to 2 to 1 proportion, respectively. The included pilot bits are effective not only for channel estimation and channel equalization but for symbol decoding by assisting the parity-check bits, hence, improving SNR vs BER performance over the conventional 1:3-rate LDPC code. The proposed system performance has been verified using computer simulations in multi-path, Rayleigh fading channels, and the results show us that the proposed method out-performs the general LDPC channel coding methods in terms of SNR vs BER measurements.
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.
