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

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

Performance and Operating Characteristics Analysis of the 16-APSK Modulation over Nonlinear Channels

16-APSK 변조 방식의 성능 및 비선형 채널에서의 동작 특성 분석

  • 강석헌 (서강대학교 전자공학과 디지털전송연구실) ;
  • 김상태 (서강대학교 전자공학과 디지털전송연구실) ;
  • 성원진 (서강대학교 전자공학과 디지털전송연구실)
  • Published : 2007.04.30
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Abstract

APSK (Amplitude Phase Shift Keying) digital modulation is characterized by the circular positioning of the transmission symbols in the constellation diagram. Due to such structural characteristics, the peak-to-average power ratio of the APSK modulation is lower than that of the QAM (Quadrature Amplitude Modulation), and the amount of performance degradation over nonlinear channels can be mitigated. The APSK modulation scheme has recently been adopted as satellite communication system standards including the DVB-S2 (Digital Video Broadcasting - Satellite, Version 2). In this paper, a BER (Bit Error Rate) upper bound approximation formula is derived using the channel model with the output power saturation characteristics, and its accuracy is demonstrated. Using the derived formula, the input power level that minimizes the BER is determined. The optimized performance based on the radii ratio of the 16APSK constellation and the channel saturation level is also presented.

APSK(Amplitude Phase Shift Keying) 계열의 디지털 변조 방식은 전송 심볼들이 성상도 상에서 원형으로 분포해 있는 구조적 특성을 갖고 있다. 이러한 구조로 인하여 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 계열의 변조 방식과 비교하여 평균 전력 대비 최대 전력의 크기를 감소시키는 효과를 얻을 수 있으며, 비선형 채널 환경에서 전송 시 성능 열화 정도를 감소시킬 수 있다. 이와 같은 장점으로, APSK 변조 방식은 최근 DVB-S2(Digital Video Broadcasting-Satellite, Version 2)를 포함하는 위성 통신 시스템에서 표준으로 채택되고 있다. 본 논문에서는 일정 크기 이상의 입력 전력 크기에 대해서는 출력 전력 크기가 포화되는 특성을 갖는 채널 모델을 사용하여, 16APSK 변조 방식 적용의 비트 오율 (BER; Bit Error Rate)의 상한 근사식을 유도하고 실제 실험 결과와 비교하여 정확성을 검증한다. 또한 유도식을 활용하여 비트 오율을 최소화시키는 입력 전력의 크기를 결정하였으며, 16APSK 내각원 반지름과 외각원 반지름 비율 및 비선형 채널의 포화 특성에 따른 성능 최적화 방안을 제시한다.

Keywords

References

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