In this thesis, we consider the analysis and design methods of Dirty Paper Coding (DPC). DPC is one of the interference pre-cancelation schemes, which was developed by Costa. DPC has known the capacity achieving scheme in Gaussian vector broadcast channel. Therefore, its practical implementations are important for a system to obtain maximum throughput.
We show the background of DPC, and its analysis. In general, DPC uses two independent channel codes, one is error correction code, the other is shaping codes. Through choosing the simplest shaping code such as repetition code, we can obtain the capacity of the channel plus shaping code. We design DPC implementation to approach this capacity.
We also design other DPC implementation, that is, turbo DPC. It has similar structure with turbo code which has used widely in real communication system. Therefore, it helps the implementation of DPC with a few modification of the system.
본 논문에서는 DPC의 구현의 기본 원리와 그것에 대한 분석 및 새로운 DPC 구현에 대한 제안을 하였다. 일반적으로 DPC 구현은 두개의 독립적인 오류 정정 부호가 사용되는데, 하나는 오류 정정에, 다른 하나는 전송하는 신호의 모양을 결정하는데 사용한다. DPC가 간섭신호까지 제거할 수 있는 능력을 지닌 오류정정 부호라고 볼 때, 기존의 쉐이핑이 없는 오류정정부호와 다른 점은 모듈로 연산과 이 쉐이핑 부호의 존재이다. 이 쉐이핑 부호를 만들기 위해 격자 이론을 바탕으로 하여 좋은 전송 신호 모양을 만들 수 있었다.
성능 분석 및 설계에 어려움을 야기하는 쉐이핑 부호를 가장 간단한 반복 부호로 선택함으로서 이 부분에 대한 정확한 캐페시티와 정보 전달 체계를 알 수 있었다. 이는 전체 DPC 시스템에 설계에 도움을 줄 수 있었다. 이진 지움 채널(Binary erasure channel)에서 EXIT 차트 방법을 이용하여 이 캐퍼시티에 근접하기 위한 부호 설계하였다. 또한 현존하는 터보 부호와 유사힌 형태의 DPC시스템을 만들어 현실의 시스템에 조금의 변경만을 가지고 구현할 수 있게 하는 기술 제안하였다.