Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC (대한전자공학회논문지TC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A MIMO-OFDMA System Based on Grassmannian Beamforming with Antenna Selection

안테나 선택을 이용한 Grassmannian Beamforming 기반의 MIMO-OFDMA 시스템

  • 양석철 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 박대진 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 홍정기 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 신요안 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Published : 2007.07.25
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Abstract

In this paper, we propose a MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) system based on Grassmannian beamforming for performance improvement of downlink real-time traffic transmission in harsh channel conditions with low CIR (Carrier-to-Interference Ratio). In the proposed system to reduce feedback information for the beamforming, we also apply Grassmannian Beamforming. Furthermore, we propose antenna selection scheme which performs the beamforming with more useful transmit antennas. In the proposed system, the optimal combination of transmit antennas with maximum MRT (Maximum Ratio Transmission) beamforming gain, is selected. Simulation results reveal that the proposed MIMO-OFDMA system achieves significant improvement of spectral efficiency in low CIR region as compared to a typical open-loop MIMO-OFDMA system using pseudo-orthogonal space time block code.

본 논문에서는 미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파대간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 안테나 선택을 이용한 Grassmannian Beamforming 기반의 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 본 저자들은 제안하고자 한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming 적용으로 인한 상향링크로의 과도한 궤환 정보량이 시스템 주파수 효율 성능을 떨어뜨리는 문제점을 보완하기 위해 Codebook 기반의 Grassmannian Beamforming을 적용하고, 이와 더불어 기지국의 모든 송신 안테나를 사용하지 않고 특정 안테나만을 사용하여 Codebook Size를 줄이면서도 주파수 효율 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming을 수행하기 위해 최대 MRT(Maximum Ratio Transmission) 이득을 가지는 최적의 송신 안테나 조합이 선택된다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 기지국의 모든 안테나를 사용하여 Beamforming을 수행한 경우보다 향상된 주파수 효율 성능을 보이며, 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.

Keywords

References

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