OFDM 시스템은 채널 충격 응답보다 긴 길이의 주기적 프리픽스를 사용해야 하므로 주파수 효율이 감소된다. 주기적 프리픽스 사용에 따른 주파수 효율 감소를 막기 위하여 잔재 ISI 제거 기법이 최근에 개발되었다. 본 논문에서는 잔재 ISI 제거 기법을 불충분한 주기적 프리픽스를 갖는 시공간 블록 부호 (STBC) OFDM과 주파수 공간 블록 부호 (SFBC) OFDM 시스템에 적용한다. SFBC OFDM과 달리, STBC OFDM에서는 잔재 ISI 제거 기법의 주기성 복원 과정 뿐만 아니라 꼬리 제거 과정도 반복되어야 함을 확인할 수 있다. 또한, 불충분한 주기적 프리픽스를 사용하는 STBC OFDM 시스템에서의 잔재 ISI 제거 기법을 위한 채널 추정 방법을 제안한다. 제안된 채널 추정 방법은 EM 알고리즘을 이용한 반복적 추정을 특징으로 하고, 잔재 ISI가 제거된 신호를 통해 얻어지는 채널 디코더의 외부 확률 값을 활용한다. 제안된 방법의 성능은 다중 경로 페이딩 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인한다.
본 논문에서는 통신 신호를 도청하는 도청자가 존재하는 환경인 와이어탭(wiretap) 채널을 가정하여 하나의 피드백 비트를 이용한 직교 시공간 블록 코드(orthogonal space-time block code, OSTBC)의 물리계층 보안 성능을 평가한다. 여기서, 공간적 상관관계를 갖는 MIMO(multiple-input multiple-output) 채널을 가정한다. 본 논문에서는 하나의 피드백 비트를 이용한 OSTBC(one-bit feedback based OSTBC, F-OSTBC) 기술을 제시하고, 각 노드에서의 공간 채널 상관계수를 다양하게 가정하여 F-OSTBC와 기존의 OSTBC, 그리고 송신 안테나 선택 기술에 대한 보안 아웃티지 성능을 비교한다.
본 논문에서는 미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파대간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 안테나 선택을 이용한 Grassmannian Beamforming 기반의 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 본 저자들은 제안하고자 한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming 적용으로 인한 상향링크로의 과도한 궤환 정보량이 시스템 주파수 효율 성능을 떨어뜨리는 문제점을 보완하기 위해 Codebook 기반의 Grassmannian Beamforming을 적용하고, 이와 더불어 기지국의 모든 송신 안테나를 사용하지 않고 특정 안테나만을 사용하여 Codebook Size를 줄이면서도 주파수 효율 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming을 수행하기 위해 최대 MRT(Maximum Ratio Transmission) 이득을 가지는 최적의 송신 안테나 조합이 선택된다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 기지국의 모든 안테나를 사용하여 Beamforming을 수행한 경우보다 향상된 주파수 효율 성능을 보이며, 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.
본 논문에서는 차세대 이동 멀티미디어 위성통신에 효율적으로 사용될 수 있는 시공간 블록 부호화(Space-Time Block Coding ;STBC) 방식을 제시하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 STBC 방식은 3개의 송신 안테나로부터 송신되는 신호의 부호화율이 1인 동시에 복호 과정에 필요한 채널 행렬이 완전한 직교성을 가짐으로써 복호 과정을 간단히 하고, 수신단에서 기존의 방식보다 더 큰 다이버시티 이득을 기대할 수 있다. 성능 시뮬레이션 결과는 제시하는 방식이 몇 가지 일반적인 STBC 기술 적용 사례보다 BER 성능이 우수하다는 것을 확인하고 실제 위성에서 보내는 신호와 지상의 중계기로부터의 신호를 구분하여 각각의 송신 전력을 달리함에 따라 성능이 어떻게 변하는지 알아본다.
In this work, we study the performance of a serial concatenated scheme comprising a convolutional code (CC) and an orthogonal space-time block code (STBC) separated by an inter-leaver. Specifically, we derive performance bounds for this concatenated scheme, clearly quantify the impact of using a CC in conjunction with a STBC, and compare that to using a STBC code only. Furthermore, we examine the impact of performing antenna selection at the receiver on the diversity order and coding gain of the system. In performing antenna selection, we adopt a selection criterion that is based on maximizing the instantaneous signal-tonoise ratio (SNR) at the receiver. That is, we select a subset of the available receive antennas that maximizes the received SNR. Two channel models are considered in this study: Fast fading and quasi-static fading. For both cases, our analyses show that substantial coding gains can be achieved, which is confirmed through Monte-Carlo simulations. We demonstrate that the spatial diversity is maintained for all cases, whereas the coding gain deteriorates by no more than $10\;log_{10}$ (M / L) dB, all relative to the full complexity multiple-input multiple-output (MIMO) system.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권1호
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pp.93-113
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2020
According to information theory, non-orthogonal transmission can achieve the multiple-user channel capacity with an onion-peeling like successive interference cancellation (SIC) based detection followed by a capacity approaching channel code. However, in multiple antenna system, due to the unideal characteristic of the SIC detector, the residual interference propagated to the next detection stage will significantly degrade the detection performance of spatial data layers. To overcome this problem, we proposed a modified power-domain non-orthogonal multiple access (P-NOMA) scheme joint designed with space-time coding for multiple input multiple output (MIMO) NOMA system. First, with proper power allocation for each user, inter-user signals can be separated from each other for NOMA detection. Second, a well-designed quasi-orthogonal space-time block code (QO-STBC) was employed to facilitate the SIC-based MIMO detection of spatial data layers within each user. Last, we proposed an optimization algorithm to assign channel coding rates to balance the bit error rate (BER) performance of those spatial data layers for each user. Link-level performance simulation results demonstrate that the proposed time-space-power domain joint transmission scheme performs better than the traditional P-NOMA scheme. Furthermore, the proposed algorithm is of low complexity and easy to implement.
IMT-2000 시스템에서 직교 STBC (Space-Time Block Code)와 같은 송신 다이버시티(diversity) 기법은 순방향 링크용량을 향상시킬 수 있다. 그러나 완벽한 다이버시티 (full diversity) 이득과 코드율 1 (full code rate)을 갖는 직교 STBC는 송신안테나 개수가 2개일 경우만 존재한다. 이 논문에서는 4개의 송신안테나와 1개의 수신안테나를 갖는 시스템에서 코드율 1 을 갖는 준직교 STBC를 사용할 경우 안테나 선택적 feedback 정보를 이용하여 완벽한 다이버시티 이득을 얻는 동시에 feedback 정보량은 줄일 수 있음을 보여 준다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제6권2호
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pp.150-153
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2008
In the blind Maximum-likelihood (ML) detection for Orthogonal Space-Time Block Codes (OSTBC), the problem of ambiguity in determining the symbols has been a great concern. A possible solution to this problem is to apply semi-blind ML detection, i.e. the blind ML decoding with pilot symbols or training sequence. In order to increase the performance, the number of pilot symbols or length of training sequence should be increased. Unfortunately, this leads to a significantly decrease in system spectral efficiency. This work presents an approach to resolve the aforementioned issue by introducing a new method for constructing transmitted information symbols, in which transmitting information symbols drawn form different modulation constellations. Therefore, the ambiguity can be easily eliminated. In addition, computer simulation is implemented to verify the performance of the proposed approach.
In this paper, we propose a robust detection scheme of OSTBCs with channel estimation errors over time-selective fading channels. Channel estimation errors are inevitable over time-selective fading channels and even small channel estimation errors dramatically degrade the performance of space-time block coding schemes. Therefore, it is desired to investigate the effect of channel estimation errors on the performance of the proposed detection scheme compared with the existing detection scheme. The proposed detection scheme minimizes noise enhancement and impact of channel estimation errors which occur in an existing detection scheme. It is shown by simulations that the proposed detection scheme performs better than the existing detection scheme over time-selective fading channels.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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