본 논문은 QAM 변조방식과 준정지 Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 3개의 송신 안테나를 사용할 경우 추가로 주파수 대역을 사용하지 않고 최대 다이버시티 이득을 획득하는 새로운 시공간블록부호들을 제안한다. 이 제안된 부호들은 기존의 A-ST-CR 부호와 같이 성상 회전 선부호기와 Alamouti 부호를 적절히 직렬 연접하여 구성된다. 전산 실험 결과, 이 부호들은 모두 기존의 ST-CR 부호보다 높은 코딩 이득을 획득하고, 특히 제안된 부호들 중 가장 좋은 성능을 보이는 부호는 QPSK와 16-QAM 변조방식을 사용할 경우 평균 심벌오율 10$^{-5}$에서 기존의 ST-CR 부호에 대하여 각각 약 1.5dB와 3dB 코딩 이득의 성능 향상을 보인다.
Jung, Ji-Won;Huang, Xinping;Caron, Mario;Kim, Min-Hyuk;Kim, Ki-Man;Yun, Young
ETRI Journal
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제28권5호
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pp.680-683
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2006
One objective in developing the next generation of wireless communication systems is to increase data rates and reliability. A promising way to achieve this is to combine multiple-input and multiple-output signal processing with a space-time coding scheme, which offers higher coding and diversity gains and improves the spectrum efficiency and reliability of a wireless communication system. It is noted, however, that time delay differences and phase differences among different channels increase symbol interference and degrade system performance. In this letter, we investigate phase differences and their effects on multiple-input and multiple-output systems, and propose a compensation algorithm for the Rayleigh fading model to minimize their effects.
Kim, Min-Hyuk;Choi, Suk-Soon;Jung, Ji-Won;Lee, Seong-Ro;Cho, Han-Na;Choi, Myeong-Soo
Journal of information and communication convergence engineering
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제6권3호
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pp.353-357
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2008
One objective in developing the next generation of wireless communication systems is to increase data rates and reliability. A promising way to achieve this is to combine multiple-input and multiple-output signal processing with a space-time coding scheme, which offers higher coding and diversity gains and improves the spectrum efficiency and reliability of a wireless communication system. It is noted, however, that time delay differences and phase differences among different channels increase symbol interference and degrade system performance. In this letter, we investigate phase differences and their effects on multiple-input and multiple-output systems, and propose a compensation algorithm for the Rayleigh fading model to minimize their effects.
다중사용자 무선 채널 환경에서 공간분할 다중접속 기법을 사용함으로서 전체 시스템의 전송률을 대폭 증가시킬 수 있다. 송신단에서 정확한 채널정보를 알고 있는 경우, 전송률을 적절하게 조절함으로서 시스템 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 주파수 선택적 페이딩 특성을 갖는 광대역 무선 채널에서는 채널 부호화를 통해 채널 다이버시티를 활용하여 신뢰성이 높은 데이타 전송이 가능하도록 BIC-OFDM 기술을 사용한다. 본 논문에서는 제한된 궤환정보를 이용한 기회적 스케줄링 기법과 결합된 적응 변조 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 기법은 주파수 다이버시티와 다중 사용자 다이버티시를 이용하여 링크 성능을 항샹시킬 수 있다. 또한, 적은양의 궤환정보를 위해 모든 부채널 대신 하나의 OFDM심볼을 기준으로 적응 변조 기법을 사용한다. 모의 실험에서는 본 논문에서 제안한 기법이 적절한 계산복잡도를 가지면서도 상당한 링크 성능 향상이 있음을 보여주고자 한다.
계층적 부호화 방식은 멀티미디어 방송 및 멀티캐스팅 서비스(multimedia broadcasting and multicasting services; MBMS)등과 같이 단방향의 서비스에서 신호 품질에 대한 피드백 정보의 활용이 어려울 경우 사용할 수 있는 적응형 수신 기법 중의 하나이다. 이 기술은 계층적 변조 방식과 결합하여 사용함으로써, 부호화율과 변조 방식을 적절하게 결합하여 사용할 수 있는 방식이다. 또한, 터보부호와 결합된 시공간부호를 이용하여 멀티미디어 방송 서비스 제공에 있어서 위성-지상 통합망에서 효과적으로 다이버시티 이득을 얻을 수 있음이 보여왔다. 본 논문에서는 계층적 터보 부호와 결합된 시공간 부호화 방식을 위성-지상 통합 망에 적용하는 방안을 제시한다. 먼저, 시스템 구조 및 동작 원리를 설명하고, 실제 적용 예제들을 제시한다.
Space-Time (ST) codes are known to provide high transmission rates, diversity and coding gains. In this paper, a tight upper bound on the error probability of ST codes over rapid fading channels is presented. Moreover, ST codes suitable for rapid fading channels are presented. These codes are designed using the QPSK and 16-QAM signal constellations. The proposed codes are based on two different encoding schemes. The first scheme uses a single trellis encoder, whereas the second scheme uses the I-Q encoding technique. Code design is achieved via partitioning the signal space such that the design criteria are maximized. As a solution for the decoding problem of I-Q ST codes, the paper introduces a low-complexity decoding algorithm. Results show that the I-Q ST codes using the proposed decoding algorithm outperform singleencoder ST codes with equal complexity. The proposed codes are tested over fading channels with different interleaving conditions, where it is shown that the new codes are robust under such imperfect interleaving conditions.
본 논문에서는 위성-지상 통합(hybrid/integrated)망에서 멀티미디어 방송 서비스를 효율적으로 제공하도록 기여할 수 있는 여러 가지 다이버시티 방식에 대한 성능을 비교 분석한다. 시공간 부호(space-time codes)는 부가적인 대역폭 요구 사항 없이도 다중경로 환경에서 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 효율적인 방식이다. 위성시스템에서 시공간 부호와 오류정정부호를 적절히 결합하여 지상 중계 장치와의 협동 다이버시티 이득 구현이 가능함이 제안되어 왔다. 본 논문에서는 이러한 선행 연구 결과를 바탕으로 하여, 다양한 시공간부호 및 오류정정 부호의 결합 방식을 제안하고 이에 따른 성능 분석 결과와 장단점등을 제시하여, 향후 시스템 구현에 도움이 될 수 있도록 한다.
본 논문에서는 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템을 고려한다. 여기서, 소스 노드와 목적지 노드간의 직접 통신 링크를 고려한다. 그리고, 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템에 대한 아웃티지 확률을 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 분석한다. 특히, 각각의 시스템에 대하여 정확한 아웃티지 확률과 아웃티지 확률의 하한, 그리고 점근적인 아웃티지 확률 식들을 유도한다. 또한, 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템에 대하여 얻을 수 있는 코딩 이득을 제시한다. 수치적 결과를 통해, 모든 분석 표현식들을 검증하고, 첫 번째와 두 번째 홉의 평균 채널 전력이 상이한 경우와 중계 노드의 수가 상이한 경우에 대하여 각각의 시스템에 대한 코딩 이득을 비교한다.
시공간 부호(Space-Time Coding)는 송신부에서 전송신호를 시간영역과 공간영역으로 확장하여 전송하는 기법으로 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 얻을 수 있다. 본 논문에서는 SPW(Signal Processing Worksystem) 시뮬레이션 플랫포옴을 이용하여 고속 무선랜 관련 표준안인 IEEE 802.11a 시스템을 기초로 한 연접부호 시공간 OFDM 시스템의 성능 개선을 분석하였다. IEEE 802.11a에 포함된 구속장의 길이가 7인 콘볼루션 부호 대신에, 시공간 블록 부호를 이용한 시스템과 콘볼루션 부호와 시공간 블록 부호를 연접한 시스템을 SPW 시뮬레이션 플랫포옴에서 각각 구현하여 그 성능을 비교하였다. SPW 시뮬레이션 결과에 의하면 데이터율 6Mbps에서 두 부호를 연접한 시스템의 성능이 콘볼루션 부호기를 적용한 IEEE 802.11a 시스템보다 약 5dB 이상 우수한 성능을 보였고 데이터을 12Mbps에서는 6dB 이상의 성능 개선을 얻을 수 있었다.
시공간 부호(Space-time codes; STC)는 부가적인 대역폭 요구 사항 없이도 다중경로 환경에서 부호화 이득을 얻을 수 있는 효율적인 방식이다. 위성시스템에서도 시공간부호를 이용하여 지상 중계 장치와의 협동 다이버시티 이득 구현이 가능함이 제안되어 왔다. 특히 위성 DMB 시스템에서는 방송 서비스의 단방향 특성으로 인하여 전송 다이버시티를 이용하여 성능을 향상시키는 것이 매우 효율적이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 차세대 위성 DMB 서비스의 성능을 향상시키는데 기여할 수 있는 여러 가지 STC 방식의 성능을 비교한 결과를 제시한다. 본 논문에서 제시하는 방식들은 위성과 지상의 중계기가 서로 협동적으로 동작하여 STC 부호화 이득을 얻을 수 있도록 하는 방식이다. 또한, 향후 이런 방식들을 개발함에 있어서 고려해야 할 점들을 기술한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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