다중 송수신 안테나 기법과 적응변조 시스템을 이용한 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 알고리즘의 성능개선

최광욱(Kwang-Wook Choi),이경환(Kyung-Hwan Lee),류상진(Sang-Jin Ryoo),이경원(Kyoung-Won Lee),정태진(Tae-Jin Jung),김대진(Dae-Jin Kim),황인태(In-Tae Hwang),김철성(Cheol-Sung Kim) 대한전자공학회 2006 대한전자공학회 학술대회 Vol.2006 No.11

논문 : MIMO 시스템에서 독립적인 MCS레벨 선택기법을 적용한 적응변조 및 부호화 기법의 성능개선

류상진 ( Sang Jin Ryoo ),최광욱 ( Kwang Wook Choi ),이경환 ( Kyung Hwan Lee ),이경원 ( Kyoung Won Lee ),정태진 ( Tae Jin Jung ),김대진 ( Dae Jin Kim ),황인태 ( In Tae Hwang ),김철성 ( Cheol Sung Kim ) 전남대학교 전자통신기술연구소 2006 전자통신기술논문지 Vol.9 No.1

In this paper, we propose and observe a system that adopts Independent MCS (Modulation and Coding Scheme) level for each layer in the combined AMC-V-BLAST (Adaptive Modulation and Coding-Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) system. Also, comparing with the combined system using Common MCS level, we observe how much throughput performance is improved. As a result of simulation, Independent MCS level case adapts modulation and coding scheme for maximum throughput to each channel condition in separate layer, resulting in improved throughput compared to Common MCS level case. Especially, the results show that the combined AMC-V-BLAST system with Independent MCS level achieves a gain of 700kbps in 7-9dB SNR (Signal-to-Noise Ratio) range.

적응 변조 시스템에서 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 기법의 성능 분석

이경환,최광욱,류상진,강민구,홍대기,유철우,황인태,김철성,Lee, Kyung-Hwan,Choi, Kwang-Wook,Ryoo, Sang-Jin,Kang, Min-Goo,Hong, Dae-Ki,You, Cheol-Woo,Hwang, In-Tae,Kim, Cheol-Sung 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.2

본 논문에서는 V-BLAST (Vertical-Bell-lab Layered Space Time)의 두 디코딩 과정인 ordering과 slicing에 사전 확률 (a priori probability)로 사용하기 위해서 반복 디코딩 (iterative decoding)을 사용한 MAP (Maximum A Posteriori) 디코더의 외부 정보 (extrinsic information)를 이용한 최적의 터보 부호화된 (Turbo Coded) V-BLAST 기법을 적용한 적응 변조 시스템 (adaptive modulation system)을 제시 후 성능을 관찰한다. 또한 적응 변조 시스템에서 간단하게 V-BLAST 시스템과 터보 부호화 (Turbo Coding) 기법이 결합된 기존의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우에 비하여 어느 정도 전송률 (throughput)향상이 있는가를 살펴본다. 실험결과, 적응 변조 시스템에서 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우가 기존의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우에 비하여 전송률 성능이 우수함을 보였다. 특히, 실험 결과는 2.5 Mbps의 전송률에서 1.5 dB의 SNR 이득을 보인다. In this paper, we propose and observe the Adaptive Modulation system with optimal Turbo Coded V-BLAST (Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) technique that is applied the extrinsic information from MAP (Maximum A Posteriori) Decoder with Iterative Decoding to use as a priori probability in two decoding procedures of V-BLAST: ordering and slicing. Also, comparing with the Adaptive Modulation system using conventional Turbo Coded V-BLAST technique that is simply combined V-BLAST with Turbo Coding scheme, we observe how much throughput performance has been improved. As a result of simulation, in the Adaptive Modulation systems with several Turbo Coded V-BLAST techniques, the optimal Turbo Coded V-BLAST technique has higher throughput gain than the conventional Turbo Coded V-BLAST technique. Especially, the results show that the proposed scheme achieves the gain of 1.5 dB SNR compared to the conventional system at 2.5 Mbps throughput.

전송률 향상 및 SNR 개선을 위한 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 AMC-MIMO 결합시스템

류상진 ( Sang-jin Ryoo ),이경환 ( Kyung-hwan Lee ),최광욱 ( Kwang-wook Choi ),이근홍 ( Keun-hong Lee ),황인태 ( In-tae Hwang ),김철성 ( Cheol-sung Kim ) 한국인터넷정보학회 2007 인터넷정보학회논문지 Vol.8 No.4

본 논문에서는 V-BLAST (Vertical-Bell-lab Layered Space Time) 복호 알고리즘의 ordering과 slicing 과정에 사전 확률로서 사용되는 MAP 디코더의 외부 정보를 이용한 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 적응 변조 시스템을 제안 후 성능을 관찰한다. 채널 상태에 따라 변조 방식을 달리하는 적응 변조 시스템을 기존의 터보 부호화된 V-BLAST 시스템과 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 시스템에 각각 적용하고 전송률 및 SNR을 비교하여 제안된 시스템을 적용할 경우 어느 정도의 성능 개선이 있는가를 살펴본다. 또한, 제안된 시스템에 선택적 전송 다이버시티 (STD : Selection Transmit Diversity) 기법을 적용한 후 성능의 향상을 관찰한다. 모의 실험결과, 적응 변조 시스템에서 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우가 기존의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우에 비하여 전체적인 SNR 영역에서 SNR 이득이 나타났고 11dB의 SNR에서 최대 약 350Kbps의 전송률 향상이 나타났다. 또한 제안된 시스템에 선택적 전송 다이버시티가 적용된 경우에는 기존 시스템과 비교하여 같은 SNR 영역에서 최대 약 1.77Mbps의 전송률이 개선됐으며, 특히 4Mbps의 전송률 성능을 만족시키기 위한 SNR 성능에서는 약 5.88dB의 이득을 보였다. In this paper, we propose and observe the Adaptive Modulation system with optimal Turbo Coded V-BLAST (Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) technique that is applied the extrinsic information from MAP Decoder in decoding Algorithm of V-BLAST: ordering and slicing. And comparing the proposed system with the Adaptive Modulation system using conventional Turbo Coded V-BLAST technique that is simply combined V-BLAST with Turbo Coding scheme, we observe how much throughput performance and SNR has been improved. In addition, we show that the proposed system using STD (Selection Transmit Diversity) scheme results in an improved result. By using simulation and comparing to conventional Turbo Coded V-BLAST technique with the Adaptive Modulation systems, the optimal Turbo Coded V-BLAST technique with the Adaptive Modulation systems has SNR gain over all SNR range and better throughput gain that is about 350Kbps in 11dB SNR range. Also, comparing with the conventional Turbo Coded V-BLAST technique using 2 transmit and 2 receive antennas, the proposed system with STD scheme show that the improvement of maximum throughput is about 1.77Mbps in the same SNR range and the SNR gain is about 5.88dB to satisfy 4Mbps throughput performance.

STD와 MCS 레벨 선택 방식을 고려한 AMC-MIMO 결합 시스템의 성능개선

황인태,이경환,최광욱,류상진,강민구,김철성,Hwang, In-Tae,Lee, Kyung-Hwan,Choi, Kwang-Wook,Ryoo, Sang-Jin,Kang, Min-Goo,Kim, Chesol-Sung 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.2

본 논문에서는 AMC-V-BLAST(Adaptive Modulation and Coding-Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) 결합 시스템에 각 레이어 별로 독립적인 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 적용한 경우의 시스템 구조를 제시 후 성능을 관찰한다. 또한 AMC-V-BLAST 결합 시스템에 STD(Selection Transmit Diversity)와 독립적인 MCS 레벨을 적용 후 전송률 성능을 살펴본다. 그리고 공통적인 MCS 레벨이 적용된 결합 시스템의 성능에 비하여 어느 정도의 전송률 향상이 있는가를 살펴본다. 실험결과, 독립적인 MCS 레벨이 적용된 경우가 레이어 별로 각 채널상태에 따라 최대한의 전송률을 얻기 위한 변조 및 코딩 방식이 선택되므로 공통 MCS 레벨을 적용한 경우에 비하여 전송률 성능이 우수함을 보였다. 특히 독립적인 MCS 레벨을 적용한 AMC-V-BLAST결합 시스템의 약 $7dB{\sim}9dB$ SNR구간에서 700kbps 이득을 보였고, 동일한 SNR(Signal-to-Noise Ratio)구간에서 STD와 독립적인 MCS 레벨을 적용한 AMC-V-BLAST 결합 시스템은 350kbps 개선을 확인하였다. In this paper, we propose and observe a system that adopts Independent-MCS (Modulation and Coding Scheme) level for each layer in the combined AMC-V-BLAST (Adaptive Modulation and Coding-Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) system. In addition, we consider the throughput performance of combined AMC-V-BLAST system using STD (Selection Transmit Diversity) and Independent-MCS level. Also, comparing with the combined system using Common-MCS level, we observe throughput performance improvement. As a result of simulation Independent-MCS level case adapts modulation and coding scheme for maximum throughput to each channel condition in separate layer, resulting in improved throughput compared to Common-MCS level case. Especially, the results show that the combined AMC-V-BLAST system with Independent-MCS level achieves a gain of 700kbps in $7{\sim}9dB$ SNR (Signal-to-Noise Ratio) range and the combined AMC-V-BLAST system with STD and Independent-MCS level achieves a gain of 350kbps in the same SNR range.

독립적인 MCS 레벨 선택 방식이 적용된 AMC-MIMO 결합 시스템의 성능 개선

김철성 ( Intae Hwang ),황인태 ( Kwang-wook Choi ),최광욱 ( Sang-jin Ryoo ),류상진 ( Kyung-hwan Lee ),이경환 ( Cheolwoo You ),유철우 ( Dae-ki Hong ),홍대기 ( Mingoo Kang ),강민구 ( Cheol-sung Kim ) 한국인터넷정보학회 2007 인터넷정보학회논문지 Vol.8 No.1

본 논문에서는 AMC-V-BLAST(Adaptive Modulation and Coding-Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) 결합 시스템에 각 레이어 별로 공통적인 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 적용한 경우와 독립적인 MCS레벨을 적용한 경우의 시스템 구조를 제시 후 성능을 관찰한다. 그리고 공통적인 MCS 레벨이 적용된 결합 시스템의 성능에 비하여 독립적인 MCS 레벨이 적용된 결합 시스템이 어느 정도의 전송률 향상이 있는가를 살펴본다. 실험결과, 독립적인 MCS 레벨이 적용된 경우가 레이어 별로 각 채널상태에 따라 최대한의 전송률을 얻기 위한 변조 및 코딩 방식이 선택되므로 공통 MCS 레벨을 적용한 경우에 비하여 전송률 성능이 우수함을 보였다. 특히, 약 7dB ~ 9dB SNR 구간에서 독립적인 MCS 레벨을 적용한 AMC-V-BLAST 결합 시스템의 경우가 공통적인 MCS 레벨을 적용한 경우에 비하여 약 700kbps의 전송률이 개선됨을 확인하였다. 또한, 수신다이버시티를 고려하며 MMSE 무효화 기법을 적용한 AMC-V-BLAST 결합 시스템의 경우 7dB ~ 9dB SNR 구간에 대하여 독립적인 MCS 레벨을 적용한 시스템과 공통적인 MCS 레벨을 선택한 시스템 간의 전송률 차이가 약 350kpbs 내외로 나타남을 확인할 수 있다. In this paper, we propose and observe a system that adopts Common-MCS (Modulation and Coding Scheme) level over all layer and Independent-MCS level for each layer in the combined AMC-V-BLAST (Adaptive Modulation and Coding-Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) system. Also, comparing with the combined system using Common-MCS level, we observe throughput performance improvement in case of Independent-MCS level. As a result of simulation, Independent-MCS level case adapts modulation and coding scheme for maximum throughput to each channel condition in separate layer, resulting in improved throughput compared to Common-MCS level case. Especially, the results show that the combined AMC-V-BLAST system with Independent-MCS level achieves a gain of 700kbps in 7~9dB SNR (Signal-to-Noise Ratio) range against using Common-MCS level. In addition, the combined AMC-V-BLAST system using MMSEnulling method with receive diversity is verified that the difference of throughput between Independent MCS level system and common MCS level system in 7dB~9dB SNR is about 350kbps more or less.