초록

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다중 안테나 전송 기술은 추가적인 대역폭의 필요 없이 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이러한 이유로 차세대 방송기술 및 이동 통신기술에서는 대용량 데이터 전송을 위하여 다중 안테나 전송기술을 채택하고 있다. 또 다른 차세대 무선 통신 시스템의 큰 특징은 무선 통신 환경에서 발생하는 다중 경로 및 무선 경로 페이딩에 의한 성능 저하를 극복하기 위하여 연판정 검출 값을 반복적으로 사용하는 오류정정부호의 사용에 있다. 이 경우에 수신단에서 MIMO 검출 후 수행되는 터보 부호에 대한 복호 과정에서 연판정 입력이 필요하고, 이 연판정 입력 값이 복호 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 효율적인 연판정 검출 값이 필요로 한다. 본 논문에서는 MIMO 검출 후 M-ary QAM 복조시 경판정 경계를 이용한 연판정 검출방법을 이용하여 적은 연산을 요구하는 M-ary QAM 의 연판정 검출 방식을 제안한다.

다중 안테나 전송 기술은 추가적인 대역폭의 필요 없이 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이러한 이유로 차세대 방송기술 및 이동 통신기술에서는 대용량 데이터 전송을 위하여 다중 안테나 전송기술을 채택하고 있다. 또 다른 차세대 무선 통신 시스템의 큰 특징은 무선 통신 환경에서 발생하는 다중 경로 및 무선 경로 페이딩에 의한 성능 저하를 극복하기 위하여 연판정 검출 값을 반복적으로 사용하는 오류정정부호의 사용에 있다. 이 경우에 수신단에서 MIMO 검출 후 수행되는 터보 부호에 대한 복호 과정에서 연판정 입력이 필요하고, 이 연판정 입력 값이 복호 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 효율적인 연판정 검출 값이 필요로 한다. 본 논문에서는 MIMO 검출 후 M-ary QAM 복조시 경판정 경계를 이용한 연판정 검출방법을 이용하여 적은 연산을 요구하는 M-ary QAM 의 연판정 검출 방식을 제안한다.

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문제 정의

• 본 논문에서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 경판정 경계를 이용한 연판정 검출 방식에서 선형검출이 가능하고 간단한 연산으로 좀 더 낳은 성능을 보이는 M-ary QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식을 제안^[4]하고 MIMO 시스템에서 적용하고자 한다.
• 본 논문에서는 터보 부호화된 MIMO 시스템에서 M-ary QAM 에 적용할 수 있는 연판정 검출 방식을 제안하였다. M-ary QAM 에서 기존의 경판정 경계를 이용한 연판정 검출 방식은 MLD 방식에 비하여 낮은 성능을 보이나 선형 검출이 가능하고, MLD 방식은 성능은 매우 좋으나 복잡도가 매우 높아 시스템 구현에 어려움이 있다.

대상 데이터

• 시뮬레이션에 사용된 터보 부호는 IEEE WiMaX 규격의 오류정정부호로 정의 되어 있는 duo-binary 터보 부호[5]이며 부호화율은 #이고 프레임 크기는 396 비트이며 최대 반복 복호 회수는 8 이다.

데이터처리

• 시뮬레이션에 사용된 터보 부호는 IEEE WiMaX 규격의 오류정정부호로 정의 되어 있는 duo-binary 터보 부호[5]이며 부호화율은 #이고 프레임 크기는 396 비트이며 최대 반복 복호 회수는 8 이다. MIMO 검출은 MMSE 와 ZF 및 ML 검출을 사용하였다.
• 는 j 번째 송신 안테나에서 i 번째 수신 안테나 사이의 채널을 의미한다. 수신된 신호 y는 여러가지 방법으로 복호가 가능하지만 이 논문에서는 강판정 (zero forcing ; ZF) 검출 및 최소 평균 제곱 오차(Minimum Mean Square Error; MMSE)검출을 사용한다. 예를 들어, ZF 을 사용하여 검출된 변조 심볼은 다음과 같이 표현한다.

성능/효과

• M-ary QAM 에서 기존의 경판정 경계를 이용한 연판정 검출 방식은 MLD 방식에 비하여 낮은 성능을 보이나 선형 검출이 가능하고, MLD 방식은 성능은 매우 좋으나 복잡도가 매우 높아 시스템 구현에 어려움이 있다. 본 논문에서 제안한 방식은 상기 방식들의 단점을 극복하여 적은 연산으로 선형검출이 가능하고 경판정 경계를 이용한 연판정 검출 방식에 비하여 좋은 성능을 보임을 알 수 있다.
• 위의 그림에서 확인할 수 있듯이 제안한 M-ary QAM 방식을 사용한 시스템의 성능이 경판정 경계를 이용한 연판정 검출 방식을 사용한 시스템보다 좋은 것을 알 수 있다. MLD와 선형 검출 사이의 성능 차이는 MIMO 선형 검출 시 나타나는 잡음 증대 현상 때문이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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