Kim, Chang-Joo;Kim, Young-Su;Jeong, Goo-Young;Mun, Jae-Kyung;Lee, Hyuck-Jae
ETRI Journal
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제17권4호
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pp.25-35
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1996
This paper derives the symbol error probability for quadrature amplitude modulation(QAM) with L-fold space diversity in Rayleigh fading channels. Two combining techniques, maximal ratio combining(MRC) and selection combining(SC), are considered. The formula for MRC space diversity is obtained by averaging the symbol error probability of M-ary QAM in an additive white Gaussian noise(AWGN) channel over a chi-square distribution with 2L degrees of freedom. The obtained formula overcomes the limitations of the earlier work, which has been limited only to deriving the symbol error rate(SER) of QAM with two branch MRC space diversity. The formula for SC space diversity is obtained by averaging the symbol error probability of M-ary QAM in an AWGN channel over the distribution of the maximum signal-to noise ratio among all of the diversity channels for SC space diversity has been reported yet. Analytical results show that the probability of error decreases with the order of diversity gain per additional branch decreases as the number of branches becomes larger. On the other hand, the performance of 16 QAM with MRC becomes much better than that of SC as the number of branches becomes larger. By giving the order of diversity, L, and the number of signal points, M, we have been able to obtain the SER performance of QAM with general space diversity. These results can be used to determine the order of diversity to achieve the desired SER in land mobile communication system employing QAM modulation.
이제까지 임의의 M에 대한 M진 직교 진폭 변조 신호에 대하여 일반화된 closed-form BER 표현식은 구하여진 바 없다. 이 논문에서는 가산성 백색 가우시안 잡음 환경에서 정방형 M진 직교 진폭 변조 신호의 일반화된 비트 오류 확률식을 유도하고 분석한다. M이 16, 64, 256일 때의 직교 진폭 변조 신호의 비트 오류 확률식 결과로부터 유도 과정의 규칙성을 찾아내고, 그 규칙성으로부터 임의의 M에 대한 일반화된 비트오류 확률 표현식을 유도하고 분석한다.
Using M-ary QAM and PSK, various modulation methods are researched so far. In this paper, a new constellation method of $4L^2$-PSK that normalized circular multi-layer method is proposed with the advantage of those modulation methods. These replacements of signal points complement weak points of an nonlinear radius increment as a layer increases in M-ary QAM and a low efficiency in PSK compared with QAM. But, $4L^2$-PSK have some problems that in the power efficiency and difference of BER in each layer, So in this paper suggest that advanced $4L^2$-PSK also.
본 논문에서는 반복 복호 후 얻게 되는 LLR(Log Likelihood Ratio)로 표현되는 연판정 비트 정보를 이용하여 송신된 BRGC(Binary Reflected Gray Code) M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation) 신호 심벌을 remapping하는 방법을 제시한다. Remapping하기 위해서는 지수함수(exponential function)연산이나 하이퍼블릭 탄젠트(tanh) 함수를 이용하여야 한다. BRGC의 맵핑 법칙에 의해 심벌 remapping은 재귀(recursive) 연산을 이용한다. 또한, 구현 복잡도를 줄이기 위하여 curve fitting 방식을 제안한다.
본 논문은 M-레벨 QAM 계층 변조 시스템에서 반복 수신기의 복잡도를 줄이기 위한 연속 MAP(maximum a posteriori probability) 검파 방식을 제안한다. 계층 변조 신호 내의 특정 우선 순위를 갖는 신호는 계층 변조 신호를 구성하는 각 신호를 우선 순위에 따라 간섭 신호 성분으로서 제거하거나 가우시안 잡음으로 간주한 후 MAP 방식에 의해 순차적으로 검파된다. 검파 과정을 순차적으로 진행함으로써 반복 수신의 복잡도를 신호 당 전송되는 비트 수에 선형적으로 증가하도록 감소시킬 수 있으며 각 부호화 비트의 연판정 값 계산 시 간섭 제거와 가우시안 가정의 효과를 검파 과정에 반영하여 잡음 분산을 조정함으로써 순차적 검파 방식에 의해 발생할 수 있는 성능 열화를 최소화한다. 전산 모의 실험을 통하여 제안하는 순차적 MAP 검파 방식의 성능이 최적 MAP 검파 방식과 비교하여 0.5dB 미만의 성능열화를 나타내는 것을 보인다.
We derive and analyze the exact closed-form expression for the average bit error probability (BEP) of M-ary square quadrature amplitude modulation (QAM) for diversity reception in frequency-nonselective Nakagami fading. A maximal ratio combining (MRC) diversity technique with independent or correlated fading cases are considered. Numerical results demonstrate error performance improvement with the use of MRC diversity reception. The presented new expressions offer a convenient way to evaluate the performance of M-ary square QAM with an MRC diversity combiner for various cases of practical interest.
본 논문에서는 공간 코릴레이션이 존재하는 레일리이 페이딩 환경에서 직교 STBC 알고리즘들의 성능을 이론적으로 유도하고 여러 가지 코릴레이션 조건에서 각 방식의 성능을 비교, 분석한다. 먼저, 채널 코릴레이션 행렬의 고유값 (eigenvalues)을 이용하여 M-ary PSK와 M-ary QAM 변조 방식에 대한 직교 STBC 알고리즘의 비트 에러율을 유도한 다음, $1{\sim}4bps/Hz$의 전송율에 대해 공간 코릴레이션에 의한 성능의 영향을 분석한다. 성능 분석 결과, 공간 코릴레이션이 0.9이상으로 비교적 큰 환경에서는 모든 전송율에 대해 Alamouti 방식이 Tarokh 방식 보다 우수한 성능을 제공함을 알 수 있었다.
이 논문에서는 주파수 비선택적 느린 나카가미 m-분포 페이딩 육상 이동통신 채널에서 M 진 QAM 신호에 L-가지의 최대비 합성 다이버시티를 적용하였을 때의 오율성능을 유도하 고 분석한다. 다이버시티 채널의 페이딩 인자가 동일한 경우와 서로 다른 경우에 대하여 각 각 다중가지 다이버시티 시스템을 고려한다. 페이딩 지수 m=1 인 경우 유도된 M진 QAM 신호의 최대비 합성 다이버시티 심볼 오율식은 레일리 페이딩 채널에서의 오류식으로 돌아 간다. 유도된 결과 식들은 L 값에 대하여 신호대 잡음비에 대한 함수로 최대비 합성 다이버 시티 심볼 오율을 나타낸다. L 값을 증가시킬수록 성능 향상을 가져옴을 보여준다. 이 논문 에서 제시된 결과들은 디지털 육상 이동통신에서 QAM 시스템의 성능을 편리하게 셰산하는 데 충분히 일반적이다.
본 논문에서는 컨벌루션 부호와 비터비 복호와 단일 탭 등화기를 적용하여 OFDM 시스템의 성능을 분석하였다. DMRS(Digital Microwave Radio System)는 룸머 페이딩 채널로 모델화 된다. 시뮬레이션 결과 룸머 페이딩 채널 환경 하에서 채널 부호를 채용한 시스템이 채널 부호를 채용하지 않은 시스템보다 BER 10 $^3$에서16QAM인 경우 감쇠 상수 0.1~0.2인 경우 3.6~10.5dB 개선됨을 알 수 있었고, 64QAM인 경우 감쇠상수 0.1인 경우 19.7dB 개선됨을 알 수 있었고, 감쇠상수 0.2인 경우 10.5dB가 요구되어졌다. 연판정일 경우 16QAM 인 경우 감쇠 상수 0.1~0.2인 경우 2~2.9dB 개선됨을 알 수 있었고, 64QAM인 경우 3.3~7.8dB 개선됨을 알 수 있었다. 등화기를 채용한 경우는 13dB 이상일 경우부터 성능 개선 폭이 점점 증가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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