In this paper, the idea of using a multiple symbol obervation interval to improve error probability performance is applied to differential detection of MTCM(multiple trellis code modulation) with ${\Pi}$/4 shift QPSK, 8DPSK and 16DPSK. We propose two types of sliding multiple symbol differential detection algorithm, type 1 and type 2. The two types of sliding detection scheme are examined and compared with conventional(symbol-by-symbol) detection and bolck detection with these modulation formats in an additive white Gaussian noise(AWGN) using the Monte Carlo simulation. We show that the amount of improvement over conventional and block detection depends on the number of phases and the number of additional symbol intervals added to the observation. Computer simulagtion results are presented for 2,4,8 states in AWGN channel.
본 논문에서는 DBO-CSS를 위한 새로운 수신기 구조를 제안한다. DBO-CSS에서는 정보가 인접한 서브첩(sub-chirp)간의 차분 위상이 아니라 인접한 풀첩(full-chirp) 내의동일 위치에 있는 서브첩간의 차분위상에 실리게 된다. 따라서, DBO-CSS의 BER 성능 향상을 위해 일반적인 MSDD(multiple symbol differential detection) 알고리듬 등은 바로 적용할 수 없다. 본 논문에서는 부분적 MSD(multiple symbol detection)와 viterbi 알고리듬에 기반한 새로운 차분 검출 알고리듬을 제안한다. 실험결과, 제안하는 구조는 기존의 차분 검출 방식과 biorthogonal 복호기로 구성된 수신기에 비해 BER=10-5일 때 약 2.5dB의 SNR이 향상됨을 확인하였다.
이 논문에서는 다중 TCM (Multiple Trellis-Coded Modulation, MTCM)을 적용하여 변조 시스템의 성능 을 향상 시컨 트렐리스 부호화된 8DPSK를 구성하고 그 성능을 분석한다. 또한 BER(Bit Error Rate)의 향상 을 위해 다중 심볼 차동 검파 방식을 적용한다. 모탤링한 채덜은 디지틀 위성 이동 통신 채널인 라이시안 페이 딩(Rician fading) 채널이다. 디코딩 방볍은 비터비 알고리듬을 사용하며, 연집 에러에의한 비터비 디코더의 에러 전파를 막기위해 인터리빙을 사용한다. 컴퓨터 시율레이션올 통하여 다중 TCM파 다중 심벌 차동 겁파를 적용한 트렐리스 부호화된 8DPSK는 동일한 대역폭 효율을 갖는 부호화되지 않은 차동 변조 방식보다 향상된 성능을 보임을 알 수 있다. 또한 페이딩 환경에서는 인터리빙 방법이 성능 향상에 중요함을 알 수 있다.
공간 다중화 방식의 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서 MLD(Maximum-Likelihood Detector)는 최적의 성능을 보이지만, 그 복잡성이 상당히 큰 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 여러 가지 기법들이 제안되었으며, Lattice-reduction(LR) 검출기 또한 MIMO 시스템의 성능을 개선하기 위해 제안되었다. 본 논문에서는 확장된 잡음분산 행렬을 이용해 rounding operation 과정에서 발생하는 양자화 오류를 이용해 송신 신호 벡터에 근접한 candidate symbol set을 찾고, 여기서 Semidefinite Relaxation을 이용해 최대 우도 symbol을 검출한다. 그러나 그 복잡도는 MLD의 복잡도 보다 현저히 작고, LR 검출기의 복잡도에 근접한다.
본 논문에서는 다중 심벌 검파를 터보 트렐리스 부호화 변조에 적용하여 대역폭 효율을 높일 수 있는 채널 코딩 방식을 제안하고 또한 다중 심벌 검파를 수행하는 터보 트켈리스 부호화 변조의 MAP 알고리듬을 설계한다. 터보 코드는 낮은 SNR에서 아주 좋은 BER 성능을 얻을 수 있다. 이은 두 개의 콘볼류션 부호화기와 인터리버에 의해 구성된다. TCM은 코드워드사이의 유클리드 거리를 최대화시킴으로써 코딩과 변조를 동시에 수행하는 방식이다. 터보 트렐리스 부호화 변조는 비터비혹은 symbol-by-symbol MAP 알고리듬에 의해 디코딩 될 수 있다. 그러나 본 논문에서는 다중 심벌검파를 수행하기 위해 1차 및 그 이상의 위상차를 이용한 유클리드 거리를 가지 메트릭으로 사용하는 터보 트렐리스 부호화 변조의 MAP 알고리듬을 설계한다 본 연구는 같은 SNR에서 좀 더 향상된 BER 성능을 얻을 수 있다는 것을 보여준다.
본 논문에서는 두 개의 공간 스트림을 갖는 multiple-input multiple-output 시스템을 위한 modified maximum-likelihood 심볼 검파 알고리즘 기반의 저 복잡도 고 성능의 심볼 검파기의 구조를 제시하고 이를 구현한 결과를 보인다. 제안하는 심볼 검파기에서는 비용함수 계산 과정에서의 각 심볼 별로 병렬적으로 계산되던 곱셈 연산을 멀티 사이클 기반의 점증적인 덧셈 연산으로 대체하였다. 또한 양자화 과정을 파이프 라인 구조를 적용하여 성상의 범위에 따라 단계적으로 수행할 수 있게 구현하였다. 그 결과 제안하는 심볼 검파기는 256 QAM과 같이 복잡한 변조 방식을 지원하면서도 하드웨어 복잡도가 낮다. 양자화 과정의 파이프 라인을 재구성함으로써 여러 변조 방식과 안테나 환경에서의 심볼 검파를 유연하게 지원한다. 설계된 심볼 검파기는 $0.11-{\mu}m$ CMOS 공정의 라이브러리를 사용하여 최대 478 MHz의 동작주파수에서 38.7K의 논리 게이트로 구현되어 16 QAM에서 166Mbps, 64 QAM에서 80 Mbps의 처리량을 달성한다.
In this paper, we proposed the receive decoder and Virterbi algorithm with sliding multiple symbol detection using MLSE. the informationis transmitted by the phase difference of the adjacent channel signal at the .pi./4 shift QPSK. In order to apply the .pi./4 shift QPSK to TCM, we use the signal set expansion and the signal set partition by the phase differences. And the Viterbi decoder containing branch mertrice of the squared Euclidean distance of the first, second and Lth order phase difference is introduced in order to extract the information in the differential detection of the Trellis-Coded .pi./4 shift QPSK. The proposed Viterbi decoder and receiver are conceptually same to the sliding multiple symbol detection method using the MLSE. By uisng this method, the study shows that the Trellis-Coded .pi./4 shift QPSK is an attractive scheme for the power and the bandimited systems while also improving the BER performance when the Viterbi decoder is employed to the Lth order phase difference metrics.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제9권7호
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pp.2614-2632
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2015
A multiple symbol detection (MSD) algorithm is proposed relying on soft information for ultra-wideband systems, where differential space-time block code is employed. The proposed algorithm aims to calculate a posteriori probabilities (APP) of information symbols, where a forward and backward message passing mechanism is implemented based on the BCJR algorithm. Specifically, an MSD metric is analyzed and performed for serving the APP model. Furthermore, an autocorrelation sampling is employed to exploit signals dependencies among different symbols, where the observation window slides one symbol each time. With the aid of the bidirectional message passing mechanism and the proposed sampling approach, the proposed MSD algorithm achieves a better detection performance as compared with the existing MSD. In addition, when the proposed MSD is exploited in conjunction with channel decoding, an iterative soft-input soft-output MSD approach is obtained. Finally, simulations demonstrate that the proposed approaches improve detection performance significantly.
Orthogonal Frequency Division Multiple Access(OFDMA) 시스템에서 사용자는 초기 레인징 과정을 통해서 상향링크의 시간 동기를 획득한다. 기지국 수신기는 특정 사용자의 심볼에 시간 동기화하고 나머지 사용자들의 심볼들은 동기화된 시간과의 오차만큼 Symbol Timing Offset(STO)이 존재한다. 각 사용자의 STO에 의해서 한 OFDMA 심볼 내에 선형적인 위상 성분이 발생하고, 이 위상 성분들이 합성되어 다중 접속 간섭(Multiple Access Interference : MAI)으로 작용한다. 이런 MAI는 기지국 수신기의 레인징 부호 검출 성능을 열화 시키는 원인이 된다. 본 논문에서는 각 사용자의 STO에 의해 발생하는 위상 성분의 추정 및 보상을 위한 공통 레인징 부호를 사용하는 초기 레인징 심볼 구조를 제안한다. 공통 레인징 부호를 사용해서 각 사용자의 STO에 의해 발생한 위상 성분의 평균을 추정하고 보상한다. 이 방식은 MAI의 영향을 억제하여 기존 방식보다 더 향상된 레인징 부호 검출 성능을 제공한다.
본 논문에서는 저속 페이딩 환경 하에서 다중 심볼 차동 복조기의 다이버시티 수신 방법에 대하여 연구한다. MSDD(Multiple Symbol Differential Detection)를 이용하여 다이버시티 수신을 할 경우 복조 블럭의 길이를 크게 할수록 차동 부호화된 MPSK의 Maxim -Ratio-Combining(MRC) 다이버시티 수신기 성능에 수렴하지만 복잡도가 지수적으로 증가하여 현실적으로 구현이 불가능하다. 본 논문에서는 MSDD 수신기에 입력하기 전에 수신 신호들을 정렬 시켜서 결합하는 pre-combining 방식을 제안하였다. 여기서 제안된 pre-combined MSDD 다이버시티 수신기는 준최적 수신기로서 수신기의 복잡도가 복조 블록의 길이에 선형적으로 증가하는 효율적인 MSDD 복조를 가능케 한다. 따라서 고속의 버스트 모뎀과 같이 동기 복조의 어려움이 있을 경우, 채널에 대한 정보에 의존치 않고도 다이버시티 수신을 할 수 있으며 기존의 차동 복조 방식에 비하여 큰 성능 향상을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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