전송 효율 향상을 위한 MIMO-FTN 전송 기법 연구 차세대 무선 통신에는 높은 전송 속도의 통신 기술이 필요합니다.
FTN 기법
간섭률을 다르게 정의하면 전송률이 ′만큼 향상되는 것을 의미합니다. ISI로 인해 신호 파형이 왜곡되는데, 이를 해결하면 전송 속도도 동시에 향상될 수 있다.
High-Order Modulation 기법
따라서 한 번의 전송 동안 하나의 심볼에 많은 양의 데이터를 전송하는 고차 변조 방식에서는 심볼이 2개일 때 전송 속도가 2배 증가한다. M-바이너리 변조 방식에서는 M개의 개수가 증가할수록 전송 속도가 2배 증가한다. , 기호 수가 증가하고 하나의 기호에 더 많은 데이터가 포함되어 전송 속도가 빨라집니다. 그러나 심볼 사이의 간격이 줄어들므로 신호 대 잡음비(SNR)가 증가합니다. 이 방법의 단점은 심볼 간의 간섭 가능성이 높아짐에 따라 성능이 저하된다는 것입니다.
MIMO 기법
전송된 신호는 각각의 독립 채널 와 컨볼루션되고 잡음이 추가됩니다.
MIMO-FTN 연접 기법
FTN 기술을 사용하지 않고 하나의 송신 안테나와 수신 안테나를 갖는 일반적인 SISO 시스템의 전송 속도 R을 1이라고 가정합니다. 또한, FTN 기법을 적용하기 전 송수신 안테나의 개수가 2개가 되면 MIMO 시스템이 되며, 전송 속도도 SISO 시스템의 2배가 되는 것을 알 수 있다. 따라서 본 논문에서는 MIMO-FTN을 위한 최적의 송수신 기법을 제안하고, 시뮬레이션 결과를 비교 분석한다.
차세대 무선 및 수중 통신에는 고속 통신 기술이 필요합니다. 또한, 전송속도 간의 트레이드오프(trade-off)를 최대한 유지하면서 성능을 유지해야 하며, 그렇지 않으면 추가적인 성능 개선이 필요하다. 따라서 본 장에서는 높은 데이터 전송률을 위해 터보 코드 기반의 SISO 채널에 FTN 기법을 적용하고, FTN으로 인해 발생하는 ISI를 보상하기 위해 BCJR 등화기를 사용한다.
채널 부호화 기법
이 방법은 인코딩 중 마지막에 초기 상태를 오프셋하므로 디코딩 중 어디에서나 케이지 상태를 순환하고 초기화할 수 있습니다. 위의 방법을 적용한 순환 코딩 방법은 테일을 추가함으로써 스펙트럼 효율이 감소하는 것을 방지할 수 있습니다. 원형 상태(Tail-biting)의 원리를 좀 더 자세히 살펴보면, 순환 코딩 방식은 코딩의 마지막 단계에서 인코더의 초기 상태를 보상할 수 있으므로 데이터의 코딩이 원형 격자로 이루어진다.
순열은 수신단에서 버스트 오류와 임계값 오류를 방지하는 인터리빙 효과를 나타냅니다. 따라서 Turbo ф 코드는 통신 환경에서 효율적인 반복 기반 채널 코딩 기법으로 적합하다.
터보 부호 기반의 FTN 복호기 구조
BCJR 알고리즘은 메모리리스 이산 채널을 통해 전송되는 마르코프 소스의 상태와 전이에 대한 APP(A Posterior Probability)를 얻기 위해 제안되었으며, 격자 복호를 위한 기호 오류율을 최소화하는 알고리즘이다. BCJR 등화기는 입력값에 따라 출력값에 따라 변화하는 상태를 나타내는 네트워크 다이어그램을 이용하여 BM(BM: Branch Matrix), FSM(FSM: Forward State Matrix), BSM(BSM: State Matrix of Back)을 구한다. ). 터보 코드 기반의 ISI를 제거하기 위해 BCJR 기법을 사용하는 SISO 채널의 FTN 디코딩 구조는 그림 1과 같다.
따라서 본 논문의 시뮬레이션에서는 수신단이 채널을 정확히 알고 있다고 가정하고, 터보 코드의 반복 횟수는 5로 고정하였다. MIMO 시스템은 수신된 신호를 디코딩하기 위해 채널 코딩 기법과 다이버시티 기법을 결합해야 한다. 여러 안테나에서. 본 장에서는 MIMIO 시스템에서 각 송신 안테나로부터 결합되어 수신된 신호를 분리하여 복잡도를 증가시키는 검출 기법을 사용하지 않고 시공간 코딩과 다중 독립 페이딩을 위한 역행렬을 이용하여 검출하는 ZF 기법을 제시한다. 2장에서 제시한 효율적인 채널 코딩 기법인 Turbo ф 코드와의 조합을 이용한 최적의 MIMO-FTN 송수신 기법을 제안한다.
FTN 기법을 적용한 계층적 시공간 복호 구조 제안
수신된 신호는 결합기에 의해 합성되어 BCJR 디코더로 공급됩니다. 따라서 연판정 출력값을 갖는 BCJR 디코더를 시공간 격자 디코더로 사용해야 한다. 추정된 LLR 값은 디인터리버에 의해 송신측 인터리버 전의 주소로 재배치되어 터보 ф 디코더로 공급된다.
BCJR 디코더에서 업데이트된 LLR 값을 이용하여 BCJR 디코더는 새롭게 추정된 BCJR LLR 값을 계산한다. 따라서 모든 iteration을 통해 터보 ф 디코더와 BCJR 디코더가 함께 업데이트되므로, 터보 ф 디코더 내에서만 iteration을 수행하는 경우에 비해 코딩 이득이 향상된다. BCJR 디코더는 추정된 채널을 통해 STTC 디코딩을 수행한다.
각 채널은 독립적이고 수신 측에 알려진 것으로 가정되었습니다. 그러나 수신측에서 각각의 독립 채널을 알지 못하는 경우에는 STTC 디코딩에 큰 문제가 발생한다. 각 채널은 독립적이고 수신 측에 알려진 것으로 가정되었습니다.
ZF 단계에서 출력될 수 있는 최종 값은 다음과 같습니다. 각 채널은 독립적이고 수신측에 알려진 것으로 가정되었습니다. BCJR 동화 엔진은 ISI 값을 제거하여 터보 디코더에서 원래 신호를 디코딩하는 역할을 했습니다.
그러나 데이터 전송률 향상의 관점에서 볼 때 MIMO-FTN의 데이터 전송률은 2배 증가했습니다. 차세대 무선 통신에는 높은 전송 속도의 통신 기술이 필요합니다.
