High spectral efficiency is one of the most important requirements in the 5th generation communication system. To achieve higher spectral efficiency than 4G standard OFDM, Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) uses less number of cyclic prefixes (CP) to increase time efficiency. Spectrally Efficient Frequency Division Multiplexing (SEFDM) increases frequency domain efficiency by compressing subcarrier spacing. Both modulation schemes, however, need a complex receiver to cancel out induced inter-carrier interference (ICI).
In this paper, Spectrally Efficient GFDM (SEGFDM) scheme is proposed to achieve higher spectral efficiency than GFDM or SEFDM. By investigating minimum distance property, this paper shows that SEGFDM’s subcarrier spacing can be squeezed into 0.94 (called Mazo limit) without performance degradation. However, SEGFDM subcarriers higher ICI due to compact data allocation in the transmission spectrum. So, design good equalizer to deal with interference with low complexity becomes a more critical issue. This paper suggests low complexity receiver for both coded and uncoded system speci？ed for SEGFDM using waveform characteristics. In symbol-level detection scheme, proposed receiver shows similar performance compared to an optimal receiver with low complexity. In bit-level detection scheme, proposed receiver not only has low complexity but also shows performance improvement with over-Mazo limit squeezing. Finally, spectral efficiency is compared to GFDM and SEFDM and SEGFDM shows that there’s transmission rate increase without performance degradation.
이 논문에서는 무선 통신 시스템의 주요 목표 중 하나인 대역 효율 향상을 위해 효율 증대 GFDM (SEGFDM) 을 제안하였다. OFDM에 비해 5세대 이동통신 후보군인 GFDM은 시간 효율을, SEFDM은 주파수 효율을 증대시킨 바 있다. 이에 본 논문에서 제안하는 SEGFDM은 GFDM의 주파수 부반송파 간 간격을 좁힘으 로써 대역 사용 효율을 더욱 증가시키고자 하였다. 또한 새로 제안된 SEGFDM 웨이브폼의 특성과 대역 전송 효율 향상 이득을 분석함과 동시에 적합한 송수신 시스템을 구축하였다. 다만 SEGFDM은 의도적으 로 발생시킨 ICI를 제거하기 위한 복잡한 수신기가 요구된다. 이러한 수신기 부담을 최소화하기 위해 이 논문에서는 SEGFDM에 특화된 저 복잡도의 수신기 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 기존의 적용 가능한 알고리즘과 비교하여 낮은 복잡도 하에서도 좋은 성능을 가짐을 확인하였다. 특히 터보 코드와 접합된 상황에 대해서는 터보 등화 수신기를 제안하여 성능 대비 통신 효율 및 수신기 복잡도 측면에서 더 큰 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.
