무선 이동채널에서 셰이핑을 활용한 데이터 전송률 향상

초록

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본 논문은 5G NR 셀 가장자리에서 4‑QAM에 비등확률 셰이핑(링 기반)과 LDPC 코딩을 결합해 전송 효율을 높이는 방법을 제시한다. 8‑QAM(내·외부 링)으로 확장하고, 고에너지 링을 낮은 확률로 선택하도록 설계한 셰이핑 코드를 적용해 LLR 계산에 통합함으로써, Veh‑A 채널에서 BER = 10⁻³일 때 약 4 dB의 SNR 이득과 20 % 이상의 전송률 증가를 실증하였다.

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상세 분석

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이 연구는 5G NR 셀 가장자리에서 사용되는 4‑QAM과 고정된 LDPC 코드율(1/2, 3/4) 사이의 약 4 dB 격차를 셰이핑을 통해 메우는 전략을 제안한다. 기존의 기하학적·확률적 셰이핑은 평균 전력 증가 없이 약 1 dB 이하의 이득만 제공하지만, 본 논문은 “링 기반 셰이핑”을 적용해 두 개의 원형 서브콘스텔레이션(내부 저에너지 링, 외부 고에너지 링)을 만들고, 고에너지 링을 선택할 확률을 낮추는 비등확률 셰이핑 코드를 설계한다. 셰이핑 코드는 길이 z = 3인 희소 코드워드(예: