Design and Performance Evaluation of DAPSK System Using Efficient Constellation Assignment

In satellite communications, a modulation technique with a low peak-to-average power ratio, high transmission efficiency, and low bit error rate(BER) is required, and differential amplitude and phase shift keying(DAPSK) modulation technique has been appraised as a technology that meets these requirements. However, because conventional DAPSK modulation uses a regular constellation diagram, the Euclidean distance between the symbols in the inner concentric circles of the constellation are quite short. Such a characteristic degrades the BER. In this paper, we propose a DAPSK system that uses an efficient constellation assignment to improve the performance of existing DAPSK systems and evaluate the performance of the proposed scheme. From the simulation results, we confirm that the proposed 16-DAPSK system achieves an signal-to-noise ratio gain of 0.8 dB over the conventional approach at a BER condition of $10^{-4}$ when the number of symbols used in the symbol detector of the receiver is 2.

효율적 성좌도 배치법을 사용하는 DAPSK 시스템 설계와 성능 평가

위성통신에서는 낮은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio), 높은 전송효율, 낮은 BER(Bit Error Rate)을 갖는 변조 기술이 요구되며, DAPSK(Differential Amplitude and Phase Shift Keying) 변조는 이러한 요구조건을 만족시킬 수 있는 기술로 평가되고 있다. 그러나 기존 DAPSK 변조는 정규적인 성좌도를 사용하기 때문에 성좌도의 안쪽 동심원에 존재하는 심볼들의 유클리디안(Euclidean) 거리가 매우 가까워서 높은 성능을 내기에 적합하지 않다. 본 논문에서는 기존 DAPSK 시스템의 성능을 개선하기 위하여 대조표 기반의 효율적인 성좌도 배치법을 사용하는 DAPSK 시스템을 제안하고 성능을 평가한다. 시뮬레이션 결과, 기존 16-DAPSK 시스템과 비교하여 효율적인 성좌도 배치법을 사용하는 16-DAPSK 시스템은 수신 심볼 검출기에 사용되는 심볼의 수 K가 2일 때, $10^{-4}$의 BER 성능을 만족시키기 위한 SNR(Signal-to-Noise Ratio)을 약 0.8 dB 개선할 수 있음을 확인하였다.