Modified Delta Modulation, New M-ary Modulation 설계 (코드포함)

소개글

다음 문제에 관한 설계 및 실험 결과. (Matlab code 포함)
1. Variable step size를 갖는 "modified delta modulation" 방식을 제안하고, 제안 방식을 로그함수, 지수함수, Sine 함수 및 기타 다른 함수에 적용하여 MSE 측면에서 효율적임을 입증하시오.
2. M진 변조 방식을 신호 공간 다이어그램에서 설계하고, 그 특징 및 장단점을 기술하시오.

목차

설계2
1. 설계의 핵심 아이디어
2. 제안하는 Modified Delta Modulation
a) Simple Modified DM
b) Accumulated Modified DM
3. 성능 평가
1) MSE(mean square error) 확인
2) 시각적 확인 (가장 변동이 낮은 신호가 original MD)
4. 논 의
1) De-modulation 가능성 by matlab
2) Type a vs Type b
3) 보완사항
5. 프로그램 소스 (by Matlab)
6. 느낀점
7. REFERENCE


설계3
1. 설계의 핵심 아이디어
2. 제안하는 M진 변조 방식 (가칭: PQAM)
3. 주요 성능 지표 및 비교 (16진 비교)
4. 논 의
5. 프로그램 소스 (Matlab)
6. 느낀점
7. REFERENCE

본문내용

4. 논 의
- 주요 성능 지표를 분석해 보면, 최소거리를 제외한 모든 부분에서 PQAM이 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다. 최소거리면 에서는 QAM이 조금 더 유리하지만 실질적으로 0.0213정도의 차이로 Es가 매우 크지 않다면 근소한 차이가 될 것이다.
- 실제로 이러한 mapping 조건을 회로로 구현할 수 있는지 의문이 생겼다. 실제 FSK의 경우는 PLL을 활용한 회로를 구성하여 구현하는데 반하여 이렇듯 조건이 지속적으로 변화하는 경우에는 특성화된 Digital Signal Processing이 필요할 것으로 보인다.
- 거리를 비교하였을 경우에 보이는 특성은 PQAM이 유리한 만큼 Error rate의 upper bound는 PQAM이 낮을 것이다.
- 실질적인 error rate를 계산할 경우에는 QAM의 경우는 상하좌우의 4가지 근접신호만으로 error rate가 계산 가능하지만 PQAM의 경우는 동일 Amplitude에서 근접신호와 차 상위 혹은 하위 Amplitude의 근접신호를 계산해 주어야 하는 차이가 있다. 하지만, 평균거리 측면에서 볼 때 PQAM이 상대적으로 큰 이득이 있는 만큼, 근접신호의 숫자가 다소 늘어도 PQAM이 낮은 error rate를 갖게될 것이다.
- M진으로 변화한다면 PQAM의 경우 QAM에 비하여 복잡한 mapping과정을 갖는다.
- 따라서 PQAM이 QAM의 사용에 비하여 유리할 것이다.

6. 느낀점
- 이번과제를 통해서 가상의 M진 변조방식을 설계하여 그 장단점에 대해서 분석해 볼 수 있었다. 특히, 이미 알고 있던 몇 가지를 섞어 나름대로의 규칙을 부여하자 수식적으로 표현이 가능했으며, 심볼 간 간격이 변화하여 error rate에 영향을 미칠 것이라 생각할 수 있었다.
- 따라서, 어떠한 변조방식을 그대로 수용하는 것이 아니라 그 장단점을 파악한 후 그 성질을 중첩하고 배치 방식을 바꿔본다면 충분히 더 좋은 방식을 창출 할 수 있을 것이다.

참고 자료

Introduction to ANALOG & DIGITAL COMMUNICATIONS 2e, SIMON HAYKIN, WILEY publisher