عنوان مقاله:
طرح شکل دهی احتمالی غیردودویی با کد ldpc برای سیستم های MIMO بر اساس تنوع فضای سیگنال
Nonbinary ldpc-coded probabilistic shaping scheme for MIMO systems based on signal space diversity
سال انتشار: 2022
رشته: مهندسی برق - فناوری اطلاعات و ارتباطات
گرایش: مهندسی الکترونیک - سامانه های چندرسانه ای - سیستم های الکترونیک دیجیتال
دانلود رایگان این مقاله:
مشاهده سایر مقالات جدید:
مقالات ISI فناوری اطلاعات و ارتباطات
4. Simulation results
To evaluate the proposed NB LDPC-coded PS scheme for MIMO systems based on SSD in fast fading channels, Monte-Carlo simulations were conducted to verify the performance gain. The end-to-end Frame Error Rate (FER) performance was considered at 10−3. The length codes of the binary LDPC were 12000 bits and 12600 bits with a constant variable node degree of dv = 3 for 16QAM and 64QAM, respectively. To ensure a fair comparison, the code symbol lengths of the GF(16) LDPC and GF(64) LDPC were set to 3000 symbols and 2100 symbols, respectively. The average variable node degree of GF(16) LDPC codes is dv = 2.4, whereas that of GF(64) LDPC codes is dv = 2. The binary LDPC codes used the Log-BP decoding algorithm, whereas the NB LDPC codes used Log-FFT-BP decoding. The maximum decoding iteration time for both binary LDPC codes and NB LDPC codes was set to 30. The PS amplitude probability distribution satisfied the M-B distribution.
Fig. 14, Fig. 15 demonstrate the FER performance of the 16QAM 2 × 2 MIMO systems with SE of 6.4 bits/s/Hz and 6.667 bits/s/Hz, respectively. In Fig. 14, compared with the binary LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 4/5, the optimized 18-degree rotation for the binary LDPC-coded uniform rotated 16QAM system obtains a 1.97-dB diversity gain, and a further 0.33-dB shaping gain can be achieved with the optimized 18-degree rotation in the binary LDPC-coded PS1 rotated 16QAM system. Thus, the total performance gain of the proposed binary LDPC-coded PS1 16QAM MIMO system with SSD is 2.30 dB. Compared with the binary LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 4/5, the GF(16) LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 4/5 obtains a 0.44-dB coding gain, and optimized 18-degree rotation for the GF(16) LDPC-coded uniform rotated 16QAM system gives a 1.88-dB diversity gain. A further 0.44-dB shaping gain can be produced using the optimized 18-degree rotation in the GF(16) LDPC-coded PS1 rotated 16QAM system. Compared with the GF(16) LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 4/5, the total performance gain of the optimal GF(16) LDPC-coded PS1 rotated 16QAM system is 2.32 dB.
In Fig. 15, optimized 18-degree rotation for the binary LDPC-coded uniform rotated 16QAM system gives a 2.70-dB diversity gain compared with the binary LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 5/6, and we can achieve a further 0.20-dB shaping gain with the optimized 18-degree rotation of the binary LDPC-coded PS2 rotated 16QAM system. Thus, the total performance gain of the proposed binary LDPC-coded PS2 16QAM MIMO system with SSD is 2.90 dB. Compared with the binary LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 5/6, the GF(16) LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 5/6 gives a 0.48-dB coding gain, and the optimized 18-degree rotation for the GF(16) LDPC-coded uniform rotated 16QAM system produces a 2.49-dB diversity gain. We get a further 0.30-dB shaping gain using the optimized 18-degree rotation in the GF(16) LDPC-coded PS2 rotated 16QAM system. Compared with the GF(16) LDPC-coded uniform 16QAM no-rotation system with a code rate of 5/6, the total performance gain of the optimal GF(16) LDPC-coded PS2 rotated 16QAM system is 2.79 dB.
(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)
4. نتایج شبیه سازی
برای ارزیابی طرح PS با کد NB LDPC برای سیستم‌های MIMO مبتنی بر SSD در کانال‌های محو سریع، شبیه‌سازی‌های مونت کارلو برای تأیید افزایش عملکرد انجام شد. عملکرد نرخ خطای فریم سرتاسر (FER) در 10-3 در نظر گرفته شد. کدهای طول LDPC باینری 12000 بیت و 12600 بیت با درجه گره متغیر ثابت dv=3 برای 16QAM و 64QAM بود. برای اطمینان از مقایسه منصفانه، طول نماد کد GF(16) LDPC و GF(64) LDPC به ترتیب روی 3000 نماد و 2100 نماد تنظیم شد. میانگین درجه گره متغیر کدهای GF(16) LDPC dv=2.4 است، در حالی که کدهای GF(64) LDPC dv=2 است. کدهای باینری LDPC از الگوریتم رمزگشایی Log-BP استفاده می کنند، در حالی که کدهای NB LDPC از Log استفاده می کنند. رمزگشایی FFT-BP حداکثر زمان تکرار رمزگشایی برای هر دو کد LDPC باینری و کدهای NB LDPC روی 30 تنظیم شد. توزیع احتمال دامنه PS توزیع M-B را برآورده کرد.
شکل 14، شکل 15 عملکرد FER سیستم های MIMO 2×2 16QAM را با SE به ترتیب 6.4 بیت/ثانیه/هرتز و 6.667 بیت/ثانیه/هرتز نشان می دهد. در شکل 14، در مقایسه با سیستم بدون چرخش یکنواخت 16QAM کدگذاری شده باینری با کد LDPC با نرخ کد 4/5، چرخش 18 درجه ای بهینه شده برای سیستم 16QAM یکنواخت کدگذاری شده باینری با کد LDPC، افزایش تنوع 1.97 دسی بل را به دست می آورد. و با چرخش 18 درجه ای بهینه شده در سیستم 16QAM چرخشی PS1 کدگذاری شده باینری با کد LDPC می توان به افزایش شکل دهی 0.33 دسی بل دست یافت. بنابراین، کل افزایش عملکرد سیستم پیشنهادی باینری با کد LDPC PS1 16QAM MIMO با SSD 2.30dB است. در مقایسه با سیستم بدون چرخش یکنواخت 16QAM با کد باینری با کد LDPC با نرخ کد 4/5، سیستم بدون چرخش 16QAM با کد GF(16) LDPC با نرخ کد 4/5 کدگذاری 0.44 دسی بل را به دست می آورد. بهره، و چرخش 18 درجه ای بهینه شده برای سیستم 16QAM چرخشی یکنواخت با کد GF(16) با کد LDPC، بهره تنوع 1.88 دسی بل را می دهد. با استفاده از چرخش 18 درجه ای بهینه شده در سیستم 16QAM چرخشی PS1 با کد GF(16) با کد LDPC می توان افزایش شکل دهی 0.44 دسی بل تولید کرد. در مقایسه با سیستم بدون چرخش 16QAM با کد GF(16) LDPC با نرخ کد 4/5، سود کل عملکرد بهینه سیستم 16QAM چرخشی PS1 با کد GF(16) LDPC 2.32dB است.
