Full diversity full rate STBC with linear constellation precoding achieving low decoding complexity and reduced PAPR = 낮은 복호복잡도와 PAPR을 갖는 선형배열 전처리부호기 기반의 FDFR STBC

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 최대 다중화 이득과 최대 전송률을 가지는 새로운 시공간블록부호를 제안한다. 제안된 시공간블록부호는 기존의 블록부호에 비하여 복호 복잡도와 PAPR이 낮은 장점을 갖는다. 이 시공간블록부호의 부호기는 반 크기의 전처리부호기(HLCP), 새로 디자인된 반직교 시공간배열기와 단위행렬의 세 부분으로 구성된다. 제안된 반 크기의 전처리부호기와 새로 디자인된 반직교 시공간배열기의 결합은 ML 복호과정을 두 개의 독립된 그룹으로 나눌 수 있게 해 준다. 따라서, 복호복잡도가 만큼 감소한다. 여기서 과 는 각각 변조계수와 송신 안테나 수이다.제안된 시공간블록부호는 낮은 PAPR을 보인다. 줄어는 PAPR은 비선형증폭기가 사용된 실제에 가까운 상황에서, 제안된 부호가 다른 코드에 비해 훨씬 더 우수한 결과를 보이게 된다. 반면에 이상적인 증폭기를 가정하였을 경우에는, 제안된 시공간블록부호 성능이 키싱넘버의 증가로 인해 기존의 부호에 비해 감소하지만, 무시할 만큼 작다 (0.01dB 이내). 비선형증폭기 하에서, 제안된 부호의 PAPR은 알라무티 시공간배열기, HLCP와 하다마드행렬을 이용한 시공간블록부호보다 3dB 낮고, 기존의 LCP와 하다마드행렬을 이용한 시공간블록부호들보다 1dB이상 낮다. 이상적인 증폭기를 사용한 경우와 비교하면, 다른 시공간블록부호들이 에러플루어가 생기는 반면에 제안된 시공간블록부호는 1dB이내의 성능감소를 보인다.얻어진 결과로부터, 우리는 제안된 시공간블록부호는 최대 전송률과 다중화 이득, 코딩이득을 얻고 좋은 곱셈거리분포를 가짐과 동시에 낮은 PAPR을 가져 증폭기의 비선형 왜곡에 강한 특성을 가지고 또한 낮은 복호복잡도를 가짐을 알 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This thesis proposes a new full diversity and full rate (FDFR) space time block code (STBC) which provides advantages of the low decoding complexity and the reduced PAPR compared to conventional STBCs with linear constellation precoding (LCP). The proposed STBC has an encoding structure which is mainly classified into three parts; a half-sized LCP (HLCP), a newly designed quasi-orthogonal space-time mapper, and a unitary matrix. The combination of proposed HLCP and quasi-orthogonal mapper enables the decoding procedure to be divided into two independent parallel groups at the maximum likelihood (ML) decoder. Therefore, the decoding complexity can decrease by where and represent the modulation order and the number of transmit antennas, respectively.This proposed STBC shows the reduced PAPR. The reduced PAPR help the proposed code result in a much superior performance compared other codes when an amplifier with nonlinear distortion is used, which is thought to be closer to the real situation. On the other hand, when the ideal linear amplifier is assumed, the proposed code shows the performance degradation compared to conventional one due to the increment of the kissing number but it is negligible (within 0.01dB). Under the non-linear distorted amplifier, the proposed code shows a 3dB reduced PAPR compared to the codes developed based on the Alamouti space-time mapper with HLCP and Hadamard unitary matrix (A-HLCP-HU), and has at least a 2dB reduced PAPR compared to other STBCs consisted by LCP and Hadamard unitary matrix (HU). Compared with the performance under an ideal linear amplifier, the proposed code suffers less than 1dB degradation while the others suffer from error floors due to the nonlinear distortion.Based on the obtained results, we can conclude that the proposed STBC is robust to the amplifier’s nonlinear distortion due to having a low PAPR also gives the low decoding complexity while maintaining FDFR, maximum coding gain, and good product distance distribution