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주파수 오프셋을 고려한 Tued OFDM 시스템의 성능 개선에 관한 연구
A Study on the Performance Improvement of Turbo Coded OFDM Systems Considering Frequency Offset

이영춘   (한국항공대학교UU0001478  ); 박기식   (인하공업전문대학UU0001091  );
  • 초록

    본 논문에서는 우선 반송파 주파수 오프셋이 OFDM/M-ary PSK 시스템에 미치는 성능 열 화를 분석하기 위해 오율식을 유도하였다. 그리고 Turbo 부호화 기법을 OFDM/M-ary PSK 시스템에 적용하여 성능 개선 정도를 평가하였다 최종적으로 Turbo Coded OFDM/M-ary PSK 시스템에서 요구하는 BER 성능을 만족시키기 위해 허용 가능한 최대 주파수 오프셋을 결정하였다. 성능 해석 결과 ary수가 커질수록 BER 성능이 열화됨을 알 수 있었고, 음성 서비스의 QoS (Quality of Service) 조건인 BER : $10^{-3}$ 을 만족시키려면 QPSK, 8PSK, 16PSK 변조 방식의 경우, 각각 약 7 dB, 9 dB, 17 dB의 $E_b/N_o$ 가 요구됨을 알 수 있었다 그리고 $E_b/N_o$ /가 10 dB와 15 dB인 경우, $BER=10^{-3}$ 을 달성하기 위해서는 주파수 오프셋을 각각 0.05, 0075 이하로 유지해야 함을 알 수 있었다. 한편, OFDM/M-ary PSK시스템에 Turbo부호를 적용하면 ary수가 낮을수록 Turbo 부호의 성능 개선 효과가 크게 나타남을 알 수 있었다 그리고 16 ary이하의 PSK 변조 방식에 Turbo 부호화 기법을 적용한 경우, 데이터 서비스의 005 조건인 $BER=10^{-5}$ 을 만족시키려 면 약 8 dB 이하의 $E_b/N_o$ 가 요구됨을 알 수 있었다. 또한 Turbo 부호화 기법을 적용하면 매우 낮은 $E_b/N_o$ 값으로 음성 서비스를 충분히 지원할 수 있음을 알 수 있었고, 데이터 서비스는 주파수 오프셋 허용치에 관계없이 약 8 dB 정도의 $E_b/N_o$ 로 충분히 지원할 수 있음을 알 수 있었다.


    In this paper, it is analyzed theoretically that the performance degradation, caused by carrier frequency offset, in an OFDM/M-ary PSK system. Then, when Turbo coding is adopted to an OFDM/M-ary PSK system, the degree of performance enhancement is evaluated. Finally, the maximum frequency offset is calculated to satisfy the BER performance required in a Turbo coded OFDM/M-ary PSK system. As results of analysis, it is shown that the more the number of M-ary is, the worse the BER performance is. Moreover, 7dB, 9dB, and 17dB of $E_b/N_o$ are required in QPSK, 8PSK and 16PSK systems, respectively in order to satisfy the error performance, $BER=10^{-3}$ for voice communication. If $E_b/N_o$ are 10㏈ and 15㏈, the frequency offset should be below 0.05 and 0.075, respectively, for voice communication. When Turbo coding is adopted to an OFDM/M-ary PSK system, the less the number of M-ary is, the greater the performance enhancement of Turbo coding is. If the number of a M-ary system of the system is below 16, it is found that required $E_b/N_o$ is about 8dB to satisfy $BER=10^{-5}$ Moreover, in the system the Turbo coding scheme, voice communication is available with greatly low $E_b/N_o$ , and 8dB of $E_b/N_o$ is enough for data communication regardless of the permission range of frequency offset.


  • 주제어

    MC DS-CDMA .   BER .   Wireless .   Turbo Code.  

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    1. 2000 "주파수 선택성 레일리 페이텅 통신로에서 WATM-OFDM/16QAM 시스템의 성능 분석" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 4 (3): 635~642    
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  • 박기식 (12)

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