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.
본 논문에서는 단일 RF 단을 사용하여 다중 스트림을 전송할 수 있는 LM-MIMO (load-modulation multiple-input multiple-output) 시스템에 대하여 알아보고, 이 시스템에서 사용하는 부하변조 (load modulation) 방법이 고차 m-PSK (phase shift keying) 심볼이나 고차 m-QAM (quadrature amplitude modulation) 심볼을 효과적으로 생성할 수 있는지 확인한다. 그리고 부하변조를 사용하는 LM-MIMO 시스템의 성능을 평가한다. LM-MIMO 시스템은 안테나가 확장되어도 단일 RF 단만을 요구하기 때문에 저복잡도, 저전력의 시스템 구성을 할 수 있다. 시뮬레이션의 결과를 살펴보면, T 모델 (model)을 사용하는 부하변조는 고차 m-PSK 변조와 고차 m-QAM 변조를 효과적으로 지원할 수 있다. 또한 부하변조를 사용하는 LM-MIMO 시스템이 기존의 이상적인 m-PSK나 m-QAM 변조를 사용하는 MIMO 시스템과 유사한 성능을 낼 수 있음을 확인하였다. 또한 $4{\times}4$ LM-MIMO 시스템이 기존의 $4{\times}4$ MIMO 시스템과 유사한 성능을 내는 것을 확인하였다.
This paper derives the symbol error rate (SER) for quadrature amplitude modulation (QAM) with L-fold selection combining (SC) space diversity in Rayleigh fading channel. No analysis has been reported yet for theoretical SER performance of QAM with SC space diversity in Rayleigh fading channels. The formula is obtained by averaging the symbol error probability of M-ary QAM in an additive white Gaussian noise channel over the distribution of the maximum signal-to-noise ratio among all of the diversity channels. 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 SC space diversity. Analytical results show that the probability of error decreases with the order of diversity. We can also see that the incremental diversity gain per additional diversity decreases as the number of branches becomes larger.
논문에서는 양방향 중계기 통신에서 사용자와 중계기의 채널 환경을 기준으로 중계기의 QoS(Quality of Service)를 만족시키도록 하는 적응형 변조 기법을 이용한 네트워크 부호화 기반 양방향 중계기 통신을 제안한다. 양방향 중계기 통신은 두 사용자가 중계기의 도움을 받아 서로의 데이터를 교환하는 통신 방식이다. 네트워크 부호화를 이용한 양방향 중계기 통신은 기존의 양방향 통신에 비해 데이터 전송에 필요한 시간을 줄임으로써 높은 처리량(throughput)을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 사용자와 중계기간의 채널 환경를 기준으로 M-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 기법을 이용하여 시스템의 QoS를 만족시키는 적응형 변조 방법을 제안한다. 모의 실험을 통해 제안한 방식이 시스템이 원하는 QoS를 만족시킴을 보인다.
본 논문에서는 Max-Log-MAP 방식을 이용하여 M-ary QAM Demapper를 구성하고 이 출력을 터보 복호기에 입력시켜 반복 복호 결과를 보인다. Demapper는 일반적으로 널리 사용되는 Max-Log-MAP 방식과 이 방식의 구현 복잡도를 줄인 근사형 수식을 이용하고 실제 설계 방안도 제시한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 Max-Log-MAP 방식에 비해 근사형 방식은 성능의 저하를 보이지만 설계 복잡도가 낮은 장점을 가지고 있다.
Sine 보간법을 이용한 PSAM은 Cavers의 최적 Wiener 필터를 사용한 알고리즘보다 구현은 간단하면서 채널추정 성능은 거의 동일하다. 그러나 이 알고리즘은 window 함수와 같이 사용해야만 우수한 채널추정 성능을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 기존의 sine 보간법 (conventional sine interpolation : CSI) 의 단점을 보완한 수정된 sine 보간법 (modified sine interpolation : MSI) 을 제안한다. MSI 알고리즘의 성능평가를 위해 다중반송파 QAM 시스템과 주파수 선택성 페이딩을 고려한 최적 프레엄구조를 사용하였다. 성능평가에서 window 함수를 사용하지 않은 MSI 알고리즘은 더 적은 수의 파일럿 심볼을 사용하면서도, window 함수를 사용한 CSI 알고리즘과 거의 동일한 BER 성능을 보였다. 아울러, window 함수를 사용한 MSI 알고리즘의 성능은 PSAM을 적용한 이론적인 16QAM의 성능과 거의 일치하였다.
In this paper, we present a low complexity modified multi-level sphere decoder (SD) for multiple-input multiple-output (MIMO) systems employing quadrature amplitude modulation (QAM) signals. The proposed decoder, exploiting the multi-level structure of the QAM signal scheme, first decomposes the high-level constellation into low-level 4-QAM constellations, so-called sub-constellations. Then, it deploys SD in the sub-constellations in parallel. In addition, in the searching stage, it uses the optimal low-complexity sort method. Computer simulation results show that the proposed decoder can provide near optimal maximum-likelihood (ML) performance while it significantly reduces the computational load.
본 논문에서는 고차의 QAM 시스템을 위한 새로운 고속 반송파 복원 알고리즘을 제안한다. 제안된 방식은 수신 심볼 간 위상차를 이용하여 반송파 주파수 오프셋을 직접 검출하며, 이를 기존의 반송파 복원 방식에 적용함으로써 넓은 주파수 추적 범위와 빠른 수렴 속도를 제공하는 반송파 복원을 수행할 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 반송파 복원 방식이 주파수 오프셋이 크고 신호 대 잡음비가 낮은 상황에서도 짧은 수렴 시간을 가지는 것을 확인하였다.
Kim, Bong-Su;Kim, Kwang-Seon;Kang, Min-Soo;Byun, Woo-Jin;Song, Myung-Sun;Park, Hyung Chul
ETRI Journal
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제39권4호
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pp.535-545
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2017
This paper presents a novel K-band (18 GHz) 16-quadrature amplitude modulation (16-QAM) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)-based $2{\times}2$ line-of-sight multi-input multi-output communication system. The system can deliver 356 Mbps on a 56 MHz channel. Alignment mismatches, such as amplitude and/or phase mismatches, between the transmitter and receiver antennas were examined through hardware experiments. Hardware experimental results revealed that amplitude mismatch is related to antenna size, antenna beam width, and link distance. The proposed system employs an alignment mismatch compensation method. The open-loop architecture of the proposed compensation method is simple and enables facile construction of communication systems. In a digital modem, 16-QAM OFDM with a 512-point fast Fourier transform and (255, 239) Reed-Solomon forward error correction codecs is used. Experimental results show that a bit error rate of $10^{-5}$ is achieved at a signal-to-noise ratio of approximately 18.0 dB.
Multi-way relay networks (MWRNs) allow multiple users to exchange information with each other through a single relay terminal. MWRNs are often incorporated with capacity achieving lattice codes to enable the benefits of high-rate signal constellations to be extracted. In this paper, we analytically characterize the symbol error rate (SER) performance of a functional decode and forward (FDF) MWRN in the presence of channel estimation errors. Considering M-ary quadrature amplitude modulation (QAM) with square constellations as an important special case of lattice codes, we obtain asymptotic expressions for the average SER for a user in FDF MWRN. The accuracy of the analysis at high signal-to-noise ratio is validated by comparison with the simulation results. The analysis shows that when a user decodes other users with better channel conditions than itself, the decoding user experiences better error performance. The analytical results allow system designers to accurately assess the non-trivial impact of channel estimation errors and the users' channel conditions on the SER performance of a FDF MWRN with M-QAM modulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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