We consider a dirty paper channel where the interference is non-causally known at the transmitter, and propose a dirty paper coding scheme. The lattice strategy and sign-bit shaping are applied to the proposed scheme.
For the lattice structure, we use low-density parity-check (LDPC) lattices. In Chapter 3, we study the construction method and decoding algorithms of LDPC lattices. Such lattices can be constructed by applying Construction D′ to a nested sequence of LDPC codes. We construct a class of regular LDPC lattices using the extended progressive edge growth algorithm. Due to a sparse parity check matrix of the LDPC lattice, the decoding complexity is manageable under the iterative message passing algorithm. We generalize the application of the sum-product algorithm and the max-product algorithm to the Tanner graph of LDPC lattices. We evaluate the performance of two iterative message passing algorithms.
In the proposed dirty paper coding scheme, LDPC lattices are used to encode the unsigned bits, and sign-bit shaping is applied to the sign bit. We use a rate-1/2 convolutional code as a shaping code. The sign bits are determined to minimize the average signal power. In addition to the shaping code, a high-rate LDPC code is used to carry some information using the sign bit. The encoding and decoding of the proposed scheme are described, and simulation results are provided.
본 논문에서 고려하는 더티 페이퍼 채널에서는 전송신호가 앞으로 겪게될 간섭신호가 송신단에 미리 알려져 있다. 본 논문은 더티 페이퍼 채널에서 적용할 수 있는 더티 페이퍼 코딩의 구현 방법에 대해 논의하고 저밀도 패리티 검사 격자 구조를 이용한 더티 페이퍼 코딩 구조를 설계하였다. 제안된 구조는 부호비트(최상위비트) 다듬기 기술과 저밀도 패리티 검사 격자 구조를 바탕으로 하고있다.
저밀도 패리티 격자 구조는 여러 개의 저밀도 패리티 검사 부호가 다수준으로 결합된 형태를 가진다. 따라서 저밀도 패리티 검사 부호와 유사하게 반복적 메시지 전달 알고리즘을 이용하여 복호될 수 있다. 본 논문에서는 합-곱 알고리즘과 최대값-곱 알고리즘을 저밀도 패리티 검자 격자 구조의 복호에 적용시켰으며 그 성능을 제시하였다.
제안된 더티 페이퍼 코딩 구조에서는 부호비트를 제외한 나머지 비트들은 저밀도 격자 구조를 이용하여 부호화 된다. 부호비트들은 길쌈 부호를 이용한 부호비트 다듬기 기술을 이용하여 결정된다. 이는 송신 신호의 세기를 최소화 하는 관점으로 본래의 부호비트들을 수정하여 얻을 수 있다. 부호비트에서 추가로 정보를 얻기 위하여 저밀도 패리티 검자 부호를 사용하였으며, 이렇게 설계된 더티 페이퍼 코딩 구조의 성능을 제시하였다.
