The digital audio broadcasting (DAB) system provides audio quality comparable to compact disk (CD) without any impairment even in severe multipath reception situation. Also the DAB system provides various data services e.g. video, images and coded traffic messages. This system is based on orthogonal frequency multiplexing (OFDM) in conjunction with punctured convolution coding.
In Eureka-147 DAB system, $\pi$/4 differential quadrature phase shift keying (DQPSK) modulation and convolutional code are used. It was recognized that the turbo principle can effectively be applied to differential modulation and coding since the advent of turbo code. In this technique, soft information is exchanged between demodulator and decoder.
In this thesis, we first suggest optimum iterative demodulation and decoding algorithm using Log-MAP (LMAP). Iterative process shows a lot of performance improvement compared to existing DAB. LMAP algorithm is optimum but has high complexity. To reduce complexity, we use Max-Log-MAP (MLMAP) algorithm which is simplified version of LMAP and suggest several suboptimum iterative methods. The approximation of MLMAP cause some performance degradation. To Satisfy both good performance of LMAP and low complexity of MLAMP, we propose a low complexity iterative demodulation and decoding algorithm with good performance. In the proposed algorithm, we find proper scaling factors and multiply them to extrinsic values of MLMAP demapper and MLMAP decoder. This proposed algorithm is close to the optimum algorithm with LMAP demapper and LMAP decoder in terms of performance. In addition, the complexity of the proposed algorithm is almost same to that of low complexity scheme with MLMAP demapper and MLMAP decoder.
통신 기술의 디지털화 추세는 점차 방송기술로도 확산되어 디지털 방송을 위한 다각적인 연구가 이루어지고 있다. 디지털 오디오 방송(DAB: Digital Audio Broadcasting)은 대용량의 멀티미디어 정보를 무선환경의 이동체에 전송하기 위해 제안된 방식으로써 FM스테레오 라디오 기술 이후로 가장 근본적인 라디오 방송기술의 발전으로 평가받고 있다.
유럽 지역을 중심으로 DAB를 실현하기 위해 몇 가지 시스템이 제안되고 실현되었으나 현재 많은 나라에 보급되고 상용화된 시스템은 유럽의 Eureka-147로 불리워지는 디지털 방송시스템이다. Eurek-147 DAB 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술에 기반하여 최대한 64개의 채널 서비스를 제공한다 Eureka-147시스템은 $\pi$/4 DQPSK 변조 방식과 RCPC(Rate compatible Punctured Convolutional) 부호를 사용한다.
수신단의 복조기에서 각 수신 비트의 최적의 소프트 정보를 제공할 때 복호기에서 최적의 성능을 얻을 수 있다. Simon과 Divsalar는 AWGN 채널에서 DQPSK의 최적의 소프트 정보를 얻을 수 있는 MAP심볼 복조기를 제안하였다. MAP 알고리즘을 사용하여 $\pi$/4 DQPSK의 복조기와 컨벌루션 부호의 복호기를 구성하고 복조기와 복호기의 반복 복호를 통해 기존의 방법보다 우수한 성능을 얻을 수 있다. 하지만 MAP알고리즘은 복잡도가 높아 실제 구현이 어려운 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 실제 구현에서는 MAP 알고리즘을 간단한 근사식으로 표현한 Max-Log-MAP(MLMAP) 알고리즘을 사용한다. 하지만 MLMAP을 적용한 복조기와 복호기를 사용하면 복잡도는 줄일 수 있으나 어느 정도의 성능 열화는 필연적이다. 본 논문에서는 MLMAP을 적용한 복조기와 복호기의 출력값에 상수 값을 곱해 주어서 낮은 복잡도를 유지하면서도 MAP 알고리즘을 사용했을 때와의 성능 차이를 줄일 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘을 사용하면 복잡도는 MLMAP을 사용했을 때와 거의 같으면서도 성능은 MAP을 사용했을 때에 근접한다. 예를 들면, 반복 복호 횟수 20번일 때 $10^{-4}$ BER에서 MAP을 사용했을 때보다는 0.12dB의 성능 열화가 있지만, 복잡도가 거의 같은 MLMAP을 사용했을 경우보다는 0.65dB의 성능 향상이 있다.
