32×32 Full-Rate Massive MIMO Using Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code (QOSTBC)

In this paper, we present the bit-error rate (BER) performance of quasi-orthogonal space-time block code (QOSTBC) massive multiple-input multiple-output (MIMO) system employing up to 32 transmit and receive antennas. The QOSTBC, due to its advantages in transmission rate and decoding complexity, is an important transmit diversity scheme for more than 2 transmit antennas. As massive MIMO implies very large number of antennas, practically at least more than 15 antennas, a different number of transmit and receive antennas (i.e. $2{\times}2$, $4{\times}4$, $8{\times}8$, $16{\times}16$ and $32{\times}32$) using QOSTBC for the massive MIMO system are considered. The BER performance of the massive MIMO with antennas up to $32{\times}32$ using BPSK modulation scheme is analyzed. Simulation results show that the full-rate massive MIMO systems with QOSTBC give a significant performance improvement due to increasing diversity effect, compared with previously considered massive MIMO systems.

준직교 공간시간 블록부호를 적용한 32×32 전율 대규모 MIMO 시스템

본 논문은 최대 32개의 송수신 안테나를 사용하는 준직교 공간시간 블록부호 (QOSTBC) 를 적용한 대규모 MIMO 시스템을 제안한다. QOSTBC 는 전송율 및 복호 복잡성에 있어서 장점을 가지고 있으며 2개 이상의 송수신 안테나를 적용한 MIMO 시스템에서는 중요한 전송다이버시티 기술이다. 대규모 MIMO 는 매우 많은 송수신 안테나를 적용한 MIMO 시스템이며 최소한 15개 이상의 안테나를 적용하여야 한다. 본 논문은 다양한 안테나 구성 ($2{\times}2$, $4{\times}4$, $8{\times}8$, $16{\times}16$, $32{\times}32$) 으로 QOSTBC를 적용한 대규모 MIMO를 제안하며 BPSK 변조를 적용하여 성능을 분석하였다. 기존 대규모 MIMO 시스템과 비교하여 QOSTBC를 적용한 대규모 MIMO 에서는 송수신 안테나 개수 증가에 따른 다이버시티 이득이 증가하면서 높은 성능 개선 효과를 확인할 수 있었다.