소거 심볼 검출을 이용한 LDPC 부호화된 주파수 도약 OFDMA 셀룰러 시스템의 성능 개선
Performance Improvement of an LDPC-coded Frequency Hopping OFDMA Cellular System through Erasure Detection
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초록
차세대 이동통신 시스템은 언제, 어디서나 사용자의 요구에 따라 고속, 고품질의 다양한 멀티미디어 서비스를 저렴한 가격으로 제공할 것으로 기대되고 있다. 이를 위한 전송 플랫폼으로 광대역 패킷 전송에 알맞고 자원 할당이 용이하며 다른 주파수 효율 증대 기술과 잘 결합할 수 있는 OFDM 방식이 유력하다. 특히, OFDM 기반 다중접속 방식 가운데 주파수 도약 OFDMA를 이용하면 복잡한 제어 알고리즘 없이 셀마다 미리 주파수 도약 패턴을 할당하여 셀간 간섭을 평균화함으로써 저렴한 비용으로 셀룰러 시스템을 설계할 수 있다. 그러나 셀 배치가 용이하도록 주파수 재사용 계수를 1로 하려면 셀 경계에서 발생하는 비균일 셀간 간섭 잡음을 효율적으로 대처하여야 한다. 본 논문은 셀룰러 시스템의 하향 링크에 LDPC 부호화된 주파수 도약 OFDMA 시스템을 적용할 때 셀 경계에서 발생하는 셀간 간섭 잡음을 대처하는 소거 심볼 검출 기법과 이를 이용한 복호 메트릭 계산 방법을 제안한다. 제안한 방식은 비교적 간단한 구조로 간섭이 없을 때의 성능 저하는 무시할 만 하고 셀 경계에서와 같이 수신된 패킷의 일부가 센 간섭으로 영향을 받는 비균일 잡음 환경에서는 향상된 성능을 제공한다.
Abstract
Next generation mobile communication systems are expected to provide various high-speed and high-quality multimedia data services at a low cost anywhere and anytime. As a wireless platform achieving the goal, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is promising since it is suitable for broadband transmission with granular and flexible resource allocation capability and is easy to incorporate spectrally efficient transmission techniques. Especially, among the multiple access techniques based on OFDM, frequency hopping- orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) can be applied to the cellular environments at a low cost by assigning different frequency hopping patterns to adjacent cells for intercell interference averaging. However, the non-uniform intercell interference at the cell boundary should be carefully managed to achieve the frequency reuse factor of 1 for easy cell planning. In this paper, erasure detection and decoding metric computation methods are proposed for a frequency hopping OFDMA system with low-density parity-check (LDPC) codes to combat the intercell interference in downlink cellular environments. With the proposed methods using simple erasure detection schemes, the performance is remarkably improved in partially interfered cases with only negligible performance loss in uniformly interfered cases.
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