MIMO ARQ Systems Using Alamouti Coding with Optimal Retransmission Order for Maritime Communications System

Recently there have been much interest in the performance improvement of maritime communication system. In the maritime communication system, the wireless channel is likely to be time-invariant and the retransmission scheme is not proper because it does not provide time diversity. For the improvement of reliability, we consider MIMO ARQ scheme using Alamouti-type signal which can provide space and time diversity. In this paper, we also propose the criterion of optimal retransmission order and provide its performance of error probability and packet throughput. The proposed MIMO ARQ scheme with optimal retransmission order has performance gain over random ordered MIMO ARQ and conventional Chase combining method. Therefore we expect that it can be adapted to the next generation maritime communication system.

해상 통신을 위한 Alamouti 방식의 다중안테나 기반 최적 재전송 순서 기법

최근 해상통신시스템의 성능개선을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 해상통신시스템의 전송 신뢰도 향상을 위해 본 논문에서는 다중안테나 재전송 기법을 고려하였다. 해상통신 환경 특히 조난을 당한 선박의 경우 무선채널은 변화가 상대적으로 적은 환경으로 재전송에 의해 시간 다이버시티를 얻기 어려운 환경이다. 전송 신뢰도 향상을 위해 재전송이 불가피한 환경이라면 별도의 다이버시티를 얻을 수 있는 방식이 필요하다. 본 논문에서는 다중안테나를 사용하는 해상통신시스템에서 Alamouti 방식의 신호를 구성하여 재전송하는 방식을 제안하고, 비트오류확률과 패킷 수율 향상을 위해 최적의 재전송 신호 우선순위를 정하는 기준을 제시하였다. 제안한 방식은 Alamouti 방식의 재전송 신호를 랜덤하게 선택하는 방식과 단순하게 동일 신호를 재전송하여 Chase Combining을 수행하는 기존의 방식에 비해 비트오류확률과 패킷 수율 성능에서 이득을 얻음을 확인하였다. 제안한 방식은 해상통신 특히 조난 상황에 긴급 정보를 신뢰도 높게 전송하는 것이 필요한 환경에 매우 적합한 방식으로 판단되며, 최근 활발히 논의되고 있는 해상통신시스템의 성능개선에 적용이 가능한 기술로 기대된다.