페이딩 채널에서 직렬 결합 CPM (SCCPM)에 대한 RS-A-SISO 알고리즘과 확률 밀도 진화 분석

정규혁,허준,Chung, Kyu-Hyuk,Heo, Jun 대한전자공학회 2005 전자공학회논문지TC (Telecommunications) Vol.42 No.7

Iterative detection (ID) has proven to be a near-optimal solution for concatenated Finite State Machines (FSMs) with interleavers over an additive white Gaussian noise (AWGN) channel. When perfect channel state information (CSI) is not available at the receiver, an adaptive ID (AID) scheme is required to deal with the unknown, and possibly time-varying parameters. The basic building block for ID or AID is the soft-input soft-output (SISO) or adaptive SISO (A-SISO) module. In this paper, Reduced State SISO (RS-SISO) algorithms have been applied for complexity reduction of the A-SISO module. We show that serially concatenated CPM (SCCPM) with AID has turbo-like performance over fading ISI channels and also RS-A-SISO systems have large iteration gains. Various design options for RS-A-SISO algorithms are evaluated. Recently developed density evolution technique is used to analyze RS-A-SISO algorithms. We show that density evolution technique that is usually used for AWGN systems is also a good analysis tool for RS-A-SISO systems over frequency-selective fading channels.

LDPC Codes' Upper Bounds over the Waterfall Signal-to-Noise Ratio (SNR) Region

정규혁,Chung, Kyu-Hyuk The Korea Institute of Information and Commucation 2008 한국통신학회논문지 Vol.33 No.11C

This paper presents LDPC codes' upper bounds over the waterfall SNR region. The previous researches have focused on the average bound or ensemble bound over the whole SNR region and showed the performance differences for the fixed block size. In this paper, the particular LDPC codes' upper bounds for various block sizes are calculated over the waterfall SNR region and are compared with BP decoding performance. For different block sizes the performance degradation of BP decoding is shown.

비간섭 비직교 다중접속 : 삼중 2PAM의 최약 채널 사용자의 BER 향상 관점에서

정규혁(Kyu-Hyuk Chung) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.4

본 논문은 수용 가능한 강 채널 사용자들의 BER 손실로, 최약 채널 사용자의 BER 성능을 향상하기 위하여, 3명의 사용자의 비간섭 비직교 다중 접속을 제안한다. 먼저, 3명의 사용자의 비간섭 비직교 다중 접속을 설계하고, 제안된 기법의 BER의 폐쇄형 표현 식을 유도한다. 다음, 수치적 결과를 통해, 적은 강 채널 사용자들의 BER 손실로, 최약 채널 사용자의 BER 성능이 크게 향상되는 것을 입증한다. 결론적으로, 비간섭 2PAM은 5G 시스템의 비직교 다중접속에서 고려될 수도 있다. This paper proposes a 3-user non-interfering binary pulse amplitude modulation(2PAM) and non-orthogonal multiple access(NOMA) scheme, to improve the bit-error rate(BER) performance of the weakest channel user with the tolerable BER loss of the stronger channel users. First, we design the 3-user non-interfering 2PAM NOMA, and then derive the closed-form expressions for the BERs of the proposed scheme. Numerical results are also presented to demonstrate that the BER of the weakest channel user improves greatly, with the small BER losses of the stronger channel users. As a result, the non-interfering 2PAM could be considered in NOMA of 5G systems.

BPSK 변조의 최대 전송률 분석 : 상관 정보원의 비직교 다중 접속 관점에서

정규혁(Kyu-Hyuk Chung) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.6

본 논문은 연속 가우시안 입력 변조를 사용하는 대부분의 기존 NOMA 설계와는 대조적으로, BPSK 변조하에서 상관 정보원의 NOMA에 대한 최대 전송률을 분석한다. 먼저, BPSK 변조와 상관 정보원의 NOMA에 대한 최대 전송률의 폐쇄형 표현식을 유도한다. 다음, 수치적 결과를 통해, 강 채널 사용자에 대해서는, 독립 정보원의 최대 전송률과 비교하여, 상관 정보원의 최대 전송률이 감소하는 것을 보여준다. 또한, 약 채널 사용자에 대해서는, 독립 정보원의 최대 전송률과 비교하여, 상관 정보원의 최대 전송률이 증가하는 것을 입증한다. 추가로, 수신 신호와 사용자 간 간섭의 확률 분포 함수의 심도 있는 분석을 통해 이론적 결과를 입증한다. This paper investigates the achievable data rate for non-orthogonal multiple access(NOMA) with correlated information sources(CIS), under the binary phase shift keying(BPSK) modulation, in contrast to most of the existing NOMA designs using continuous Gaussian input modulations. First, the closed-form expression for the achievable data rate of NOMA with CIS and BPSK is derived, for both users. Then it is shown by numerical results that for the stronger channel user, the achievable data rate of CIS reduces, compared with that of independent information sources( IIS). We also demonstrate that for the weaker channel user, the achievable data rate of CIS increases, compared with that of IIS. In addition, the intensive analyses of the probability density function(PDF) of the observation and the inter-user interferennce(IUI) are provided to verify our theoretical results.

상관 관계 중첩 코딩/non-SIC 비직교 다중접속의 향상된 Outage 확률에 관해

정규혁(Kyu-Hyuk Chung) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.4

본 논문은 상관 관계 중첩 코딩/non-SIC 비직교 다중 접속의 향상된 outage 확률을 고찰한다. 먼저, 기존의 독립 중첩 코딩/SIC 비직교 다중 접속의 outage 확률을 고찰한다. 다음, 모의실험을 통하여, 상관 관계 중첩 코딩/non-SIC 비직교 다중 접속의 outage 확률이 독립 중첩 코딩/SIC 비직교 다중 접속의 outage 확률에 비하여 크게 향상되는 것을 입증한다. 결론으로, 이러한 향상된 outage 확률로 인하여, 상관 관계 중첩 코딩/non-SIC 비직교 다중 접속 기술은 5G 시스템의 유망한 기술이 될 수도 있다. This paper investigates the improved outage probability of correlated superposition coding(CSC)/non-successive interference cancellation(SIC) non-orthogonal multiple access(NOMA) scheme. For this, first, we calculate the outage probability of the conventional independent superposition coding(ISC)/SIC NOMA scheme. Then, simulations demonstrate that the outage probability of CSC/non-SIC NOMA improves greatly, with respect to that of conventional ISC/SIC NOMA. As a result, CSC/non-SIC NOMA schemes could be a promising technique in 5G networks, especially with such improved outage probability.

SUD 수신기의 획득가능한 전송률 분석 : 상관 정보원 비직교 다중 접속의 강 채널 사용자에 대한 응용

정규혁(Kyu-Hyuk Chung) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.6

본 논문은 표준 SIC NOMA와는 대조적으로, SIC를 수행하지 않는 SUD 수신기의 최대 전송률을 고찰한다. 먼저, 강 채널 사용자에 대해 상관 정보원의 SUD NOMA에 대한 최대 전송률의 폐쇄형 표현식을 유도한다. 다음, 강 채널 사용자에 대해서는, 독립 정보원의 SIC NOMA의 최대 전송률과 비교하여, 상관 정보원의 SUD NOMA의 최대 전송률은 일반적으로 감소하는 것을 보여준다. 그러나, 아주 강한 상관 정보원에 대해서는, 독립 정보원의 SIC NOMA의 최대 전송률과 비교하여, 상관 정보원의 SUD NOMA의 최대 전송률은 아주 우수하다는 것을 입증한다. 추가로, 상관 정보원이 SUD 수신기의 최대 전송률에 미치는 영향을 고찰하기 위해, 다양한 상관 관계 계수에 대해, SUD NOMA의 최대 전송률과 SIC NOMA의 최대 전송률을 폭넓게 비교한다. This paper investigates the achievable data rate for the single-user decoding(SUD) receiver, which does not perform successive interference cancellation(SIC), in contrast to the conventional SIC non-orthogonal multiple access(NOMA) scheme. First, the closed-form expression for the achievable data rate of SUD NOMA with correlated information sources(CIS) is derived, for the stronger channel user. Then it is shown that for the stronger channel user, the achievable data rate of SUD NOMA with independent information sources(IIS) is generally inferior to that of conventional SIC NOMA with IIS. However, for especially highly CIS, we show that the achievable data rate of SUD NOMA is greatly superior to that of conventional SIC NOMA. In addition, to verify the impact of CIS on the achievable data rate of SUD, the extensive comparisons of the achievable data rates for the SUD receiver and the SIC receiver are compared for various correlation coefficients.

무손실 Non-SIC 비직교 다중 접속 구현 (II 편) : 삼중 사용자 기법 연구

정규혁(Kyu-Hyuk Chung) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.6

최근 상관 중첩 코딩으로 SIC를 사용하지 않고 무손실 이중 사용자 비직교 다중 접속이 구현될 수 있다고 보고된 바 있다. 그러나 단지 이중 사용자 사례만 고려되었다. 따라서 본 논문은 삼중 사용자 무손실 non-SIC 비직교 다중 접속 기법을 제안한다. 이러한 제안은 삼중 사용자 상관 중첩 코딩을 통하여 달성된다. 모의실험을 통해 삼중 사용자 무손실 non-SIC 비직교 다중 접속 기법이 사용자-공평성에 해당하는 전력 할당 영역에서 구현될 수 있음을 입증한다. Recently it has been proposed that lossless 2-user non-orthogonal multiple access (NOMA) can be implemented without successive interference cancellation (SIC) via correlated superposition coding (CSC). However only the 2-user case was considered. Thus this paper proposes a lossless 3-user non-SIC NOMA scheme. This can be achieved via the 3-user CSC scheme. Simulations show that the lossless 3-user non-SIC NOMA scheme can be implemented over power allocation ranges of user-fairness.

상호작용 이동통신 사용자의 상관 정보원을 가진 비직교 다중접속 시스템에서의 최적 검출

정규혁(Kyu-Hyuk Chung) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.4

5G 이동통신 네트워크에서, 상호작용 이동통신 게임 사용자들이 다수 늘어나고 있고, 이러한 사용자들은 상관 정보원으로 작용한다. 비직교 다중접속 기술은 5G 이동통신에서 중요한 기술로 고려되고 있다. 비직교 다중접속에서는, 사용자들이 채널 자원을 공유하기 때문에, 상관 정보원이 각각의 사용자의 BER 성능에 영향을 주며, 이러한 현상은 직교 다중접속에는 발생하지 않는다. 본 논문에서는 상관 정보원을 가진 비직교 다중접속에 대한 최적 수신기를 유도하고 각각의 사용자의 BER 성능에 상관 정보원의 영향을 고찰한다. In the fifth generation (5G) mobile networks, the interactive mobile game users have increased tremendously, which induces correlated information sources (CIS). One of the promising 5G technologies is non-orthogonal multiple access (NOMA). In NOMA, the users share the channel resources, so that CIS affect each user s bit-error rate (BER) performance, which is not the case for orthogonal multiple access (OMA). In this paper, we derive the optimal receiver for NOMA with CIS, and then investigate the impact of CIS on each user s BER performance.

상호작용 이동통신 사용자에 대한 비직교 다중접속 시스템의 BER 성능 향상 : ML 검출 관점

정규혁(Kyu-Hyuk Chung) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.5

5G 이동통신 네트워크에서, 비직교 다중접속은 채널 용량을 높일 수 있는 기술로 각광받고 있다. 비직교 다중접속에서는, 다수 사용자가 채널 자원을 공유하여 신호를 동시에 전송 가능하다. 최근, 강 채널에 대해, 상호작용 이동통신 사용자의 성능이 비상호작용 이동통신 사용자 비해, 저하되는 연구가 보고되었다. 본 논문에서는, 이러한 문제를 해결하기 위해 ML 수신기를 제안한다. 먼저, ML 수신기의 BER의 폐쇄형 표현식을 유도하고, 이상적인 완벽한 SIC 수신기의 BER과 비교하여, ML 수신기의 BER이 향상되었음을 보여준다. 또한, 이론적인 분석에 기초한 모의실험을 진행하고 ML 수신기의 성능 우수성을 입증한다. In the fifth generation (5G) mobile networks, non-orthogonal multiple access (: NOMA) has been considered as a promising technology, to increase the channel capacity. In NOMA, the multiple users share the channel resources and multiplex simultaneously. Recently, for the stronger channel user, it was reported that the bit-error rate (: BER) performance with interactive mobile users is degraded, compared to the BER of non-interactive users. In this paper, in order to improve such degraded BER performance, we propose the maximum-likelihood (: ML) receiver. First, the closed-form expression for the BER of the ML receiver is derived, and then it is shown that the BER of the ML receiver is improved, compared with the BER of the ideal perfect successive interference cancellation (: SIC) receiver. Additionally, based on the analytical expression, Monte Carlo simulations validates the above-mentioned results.

5G 시스템에서 상관 정보원의 비직교 다중접속을 위한 음수의 상관관계 계수 B2S 사상

정규혁(Kyu-Hyuk Chung) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.5

본 논문에서는, 상호작용 이동통신 사용자의 비직교 다중접속에서 강채널 사용자의 저하된 BER 성능을 향상하기 위해 음수의 상관관계 계수 B2S 사상을 제안한다. 먼저, 음수의 상관관계 계수 B2S 사상 수신기의 BER의 폐쇄형 표현식을 유도하고, 이상적인 완벽한 SIC 수신기와 양수의 상관관계 계수 수신기의 BER과 비교하여, B2S 수신기의 BER이 향상되었음을 보여준다. 또한, 이론적인 분석에 기초하여 SNR 이득을 구하여 음수의 상관관계 계수 B2S 사상 수신기의 성능 우수성을 입증한다. In this paper, in order to improve the degraded BER performance of the stronger channel user in non-orthogonal multiple access(: NOMA) with interactive mobile users, we propose the negative correlation bit-to-symbol(: B2S) mapping. First, the closed-form expression for the BER of the negative correlation B2S mapping receiver is derived, and then it is shown that the BER of the negative correlation B2S mapping receiver is improved, compared with those of the ideal perfect successive interference cancellation(: SIC) receiver and positive correlation receiver. Additionally, based on the analytical expression, signal-to-noise(: SNR) gain is calculated, and the superiority of the negative correlation B2S mapping receiver is validated.