陸上移動通信における符号化マルチキャリア16QAM方式の検討

Abstract

This paper studies a coded multicarrier 16 QAM system for land mobile communications and proposes methods for improving quality and bit-rate and spectral efficiency. The proposed system uses a symbol-timing adjustment method in addition to a multicarrier transmission scheme to provide immunity against frequency-selective fading distortion which becomes more severe for high bit-rate transmission. The system uses pilot-symbol aided 16 QAM to increase spectral efficiency. It also uses methods of symbol allocation to carriers and symbol interleaving, in addition to Reed-Solomon coding with maximum likelihood decoding, to increase the Bit Error Rate (BER) performance. Space diversity method, with maximum ratio combining, can be used to further improve the BER performance. A computer simulation of the proposed system is carried out with a bandwidth of 200 kHz and a total information rate of 256 kbit/s. The simulation results show that the proposed system provides immunity against frequency-selective fading and that space diversity further improves this. A BER of less than 10(exp -4) is obtained at a E(sub b)/N(sub 0) of 30 dB and a delay spread of 3.4 microsecond in the case of non-diversity. A BER of less than 10(exp -4) is also obtained at a E(sub b)/N(sub 0) of 15 dB and a delay spread of 5.5 microsecond in the case of diversity. These results confirm that the proposed system can achieve high quality and high bit-rate transmission with high spectral efficiency.

本文では、陸上移動通信用の符号化マルチキャリア16QAM(直交振幅変調)方式を検討し、品質、ビットレートおよびスペクトル効率を改善する方法を提案した。この方式では、高ビットレート伝送でより厳しくなる周波数選択制フェージング歪に対するイミュニティを得るため、マルチキャリア伝送方式のほかにシンボルタイミング調整方法を用いた。この方式では、パイロットシンボル支援16QAMを用いてスペクトル効率を改善した。この方式では、ビット誤り率(BER)性能を改善するため、Reed-Solomon符号化と最尤復号化のほかにシンボルインタリーブとシンボルの搬送波割当法も用いた。最大比結合型の空間ダイバーシチを用いれば、さらにBER性能を改善できる。この提案方式を200kHzの帯域幅と256kbit/sの全情報速度で計算機シミュレーションした。その結果、この提案方式は周波数選択制フェージングに対してイミュニティがあり、空間ダイバーシチによりこのイミュニティをさらに改善できたことがわかった。空間ダイバーシチを適用しない場合、30dBのEb/N0(1ビットあたりの信号のエネルギー/1Hzあたりの雑音電力)および3.4マイクロ秒の遅延広がりでBERは10{-4}以下であった。空間ダイバーシチを適用した場合、15dBのEb/N0および5.5マイクロ秒の遅延広がりでもBERは10{-4}以下であった。これらの結果により、この提案方式はスペクトル効率の良い高品質で高ビットレートの伝送を実現できることを確認した。