나카가미 페이딩 채널에서 M-ary PSK의 성능 분석 및 costas loop를 이용한 추정 위상의 분산 = Performance of M-ary PSK in nakagami fading channel and calculation of the variance of the estimated phase with costas loop

국문 초록 (Abstract)

페이딩 채널을 통과한 수신신호는 진폭과 위상의 왜곡으로 인하여 통신 시스템 성능에 심각한 영향을 미친다. 일반적으로 페이딩 환경에서 시스템의 오류확률은 먼저 가산성 백색 가우시안 잡음(AWGN)만이 존재할 때의 오류 확률을 구한 후, 그 결과식을 해당 페이딩에 대한 확률 밀도 함수로 평균을 취하여 구한다.
본 논문에서는 기존의 방법과는 달리 새로 구하여진 확률 밀도 함수를 이용하여 Nakagami 페이딩 환경에서 BPSK, QPSK에서의 성능을 페이딩 지수에 따라 분석한다.
수신된 신호는 위상을 추정하기 위하여 Costas Tracking Loop를 통과하게 되고 수신 신호의 위상과 추정 위상과의 차에 대해서 S-curve를 사용함으로써 추적 과정을 보여준다. 오류 위상에 대한 추적과정을 분석하기 위하여 MAP(maximum a posteriori) detection 방식을 사용한다. 그리고 페이딩 채널을 통과한 신호의 오류 위상에 대한 확률 밀도 함수를 이용하여 Cramer-Rao bound로 오류 위상에 대한 분산의 하한값을 구한다.
결과적으로 페이딩 채널을 통과한 신호의 오류 위상에 대한 분석은 SNR 값이 커질수록 위상이 0을 중심으로 더 첨예하게 모여 있음을 알 수 있다. 그리고 페이딩 지수 m이 커질수록 BPSK, QPSK에서의 성능이 좋아지고 오류 위상의 분산이 작아짐을 확인 할 수 있다.