Abstract
In this paper, we represent Nakagami-m fading channel as finite-State Markov Channel (FSMC) and analyze the performance of wireless communication system with varying the fading channel condition. In FSMC model, the received signal's SNR is divided into finite intervals and these intervals are formed into Markov chain states. Each state is modeled by a BSC and the transition probability is dependent upon the physical characterization of the channel. The steady state probability and average symbol error rate of each state and transition probability are derived by numerical analysis and FSMC model is formed with these values. We found that various fading channels can be represented with FSMC by changing state transition index. In fast fading environment in which state transition index is large, the channel can be viewed as i.i.d. channel and on the contrary, in slow fading channel where state transition index is small, the channel can be represented by simple FSMC model in which transitions occur between just adjacent states. And we applied the proposed FSMC model to analyze the coding gain of random error correcting code on various fading channels via computer simulation.
본 논문에서는 Nakagami-m 페이딩 채널을 Finite-State Markov Channel (FSMC)로 모델링하고, 채널 상태 변화에 따른 통신 시스템의 성능을 분석하였다. 고려한 FSMC 모델에서는 수신 신호의 신호 대 잡음 전력비를 유한개의 구간으로 나눠 각각의 구간을 Markov 체인의 상태로 대응한다. 각 상태는 무기억 이진 대칭 통신로로 가정하고, 한 상태에서 다른 상태로의 천이는 Markov 천이를 따른다고 가정한다. 수치 해석을 통해 각 상태에 있어서의 평균 심볼 오율, 정상 상태 확률 그리고 상태 천이 확률을 구하여 FSMC 모델을 구성하였고, 상태 천이 지수를 변경함으로써 여러 페이딩 환경을 FSMC 모델로 나타낼 수 있음을 확인하였다. 상태 천이 지수가 클 경우인 빠른 페이딩 채널에서는 채널이 i.i.d. 특성을 나타내게 되며, 상태 천이 지수가 작을 경우인 느린 페이딩 채널은 인접한 상태로의 천이만 발생하는 간단한 FSMC 모델로 표현될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 제안한 FSMC 모델의 응용 예로써, 여러 채널 환경에서 랜덤 에러 정정 부호의 부호화 이득의 차이를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교, 분석하였다.
