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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 송형규
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2017
MIMO-OFDM 시스템에서 하이브리드 신호 송신 기법
노재현
,
김상영
,
송형규
한국통신학회 학술대회논문집
2017.06
학술대회자료
A Study on Efficient Signal Transmission and Detection Schemes in MIMO-OFDM Systems : MIMO-OFDM 시스템에서 효율적인 신호 송수신 기법에 관한 연구
노재현
정보통신공학과
2017.01
학위논문
무선 통신 시스템에서 효율적인 신호 송수신 기법
노재현
,
김종광
,
백정인
외 1명
한국통신학회 학술대회논문집
2017.01
학술대회자료
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최근 무선 통신은 더욱 고속 통신 및 고품질 서비스의 지원을 요구하는데, 이러한 요구 사항의 해결책 중 하나는 MIMO-OFDM 시스템이다. MIMO-OFDM 시스템은 고속 통신 기반은 물론 대역폭과 전력 등의 효율면에서 매우 우수하다. 그러나 MIMO-OFDM 시스템은 매우 복잡한 시스템 구조를 가지는 단점이 있다. 특히, 이는 단말에 적용될 경우 배터리 수명을 저하시키거나 안테나의 개수가 극히 제한되는 등 그 효율성을 제대로 발휘할 수 없다. 그러므로 본 논문에서는 MIMO-OFDM 시스템에서 최소한의 자원으로 보다 높은 품질을 얻기 위해 효율적인 신호 송수신 기법을 제안한다.
첫 번째 제안된 기법은 MIMO-OFDM 시스템에서 적응적 신호 송신 기법이다. 송신기는 공간 다이버시티 기법과 공간 다중화 기법을 적응적으로 사용함으로서 결과적인 신뢰성과 전송율을 향상시킨다. 제안된 기법에서 공간 다이버시티 기법으로는 간단한 신호 송수신 구조를 위해 CDD를 사용하였으며, 높은 신뢰성 및 낮은 복잡도를 위해 공간 다중화 기법으로는 LR-MMSE를 사용하였다. 제안된 기법의 오류 성능은 LR-MMSE보다 우수하다. 하지만, 이에 따른 전송율 손실이 있어 현재 적응적 하이브리드 송수신 기법을 통한 전송율 손실의 최소화에 대한 연구가 진행중이다.
두 번째 제안된 기법은 MIMO-OFDM 시스템에서 비선형 신호 검출 기법의 복잡도를 선형 검출 기법의 복잡도에 근사화시키는 신호 검출 기법이다. 제안된 신호 검출 기법은 세 가지의 단계로 나누어지는데, 이는 partial ZF, DFE 그리고 QRD-M이다. 이는 기존의 다수의 송수신 안테나를 지닌 MIMO-OFDM 시스템을 여러개의 소수의 송수신 안테나를 지닌 MIMO-OFDM 시스템으로 분해함으로서 그 복잡도가 ZF 검출 기법에 근사화한다. 또한, 높은 신뢰성을 위해 DFE와 QRD-M이 함께 적용되는데, 제안된 신호 검출 기법의 오류 성능은 기존의 DFE보다 우수하다.
세 번째 제안된 기법은 MIMO-OFDM 시스템에서 낮은 복잡도를 지니는 QRD-M 신호 검출 기법이다. 기존의 QRD-M은 매우 불필요한 연산으로 인해 복잡도가 높다. 따라서, 제안된 QRD-M 신호 검출 기법은 문턱값을 계산하여, 이를 통해 불필요한 연산을 하지 않는다. 특히 QRD-M에서 복잡도를 낮추는데 있어서의 핵심은 상위 layer에서 최대한 적은 연산을 하는 것이다. 이를 고려한 제안된 QRD-M 신호 검출 기법의 오류 성능은 기존의 QRD-M 혹은 ML과 동일하며, 복잡도는 기존의 QRD-M (M=1)에 근사하는 매우 낮은 복잡도를 지닌다.
본 논문에서 제안된 기법 각각은 신뢰성, 전송율 그리고 복잡도를 모두 고려하여, 전체적인 시스템의 성능을 높이고자 하였으며, 이에 따라 MIMO-OFDM 시스템에서 개개의 목적에 따라 다양하게 사용될 수 있다.
첫 번째 제안된 기법은 MIMO-OFDM 시스템에서 적응적 신호 송신 기법이다. 송신기는 공간 다이버시티 기법과 공간 다중화 기법을 적응적으로 사용함으로서 결과적인 신뢰성과 전송율을 향상시킨다. 제안된 기법에서 공간 다이버시티 기법으로는 간단한 신호 송수신 구조를 위해 CDD를 사용하였으며, 높은 신뢰성 및 낮은 복잡도를 위해 공간 다중화 기법으로는 LR-MMSE를 사용하였다. 제안된 기법의 오류 성능은 LR-MMSE보다 우수하다. 하지만, 이에 따른 전송율 손실이 있어 현재 적응적 하이브리드 송수신 기법을 통한 전송율 손실의 최소화에 대한 연구가 진행중이다.
두 번째 제안된 기법은 MIMO-OFDM 시스템에서 비선형 신호 검출 기법의 복잡도를 선형 검출 기법의 복잡도에 근사화시키는 신호 검출 기법이다. 제안된 신호 검출 기법은 세 가지의 단계로 나누어지는데, 이는 partial ZF, DFE 그리고 QRD-M이다. 이는 기존의 다수의 송수신 안테나를 지닌 MIMO-OFDM 시스템을 여러개의 소수의 송수신 안테나를 지닌 MIMO-OFDM 시스템으로 분해함으로서 그 복잡도가 ZF 검출 기법에 근사화한다. 또한, 높은 신뢰성을 위해 DFE와 QRD-M이 함께 적용되는데, 제안된 신호 검출 기법의 오류 성능은 기존의 DFE보다 우수하다.
세 번째 제안된 기법은 MIMO-OFDM 시스템에서 낮은 복잡도를 지니는 QRD-M 신호 검출 기법이다. 기존의 QRD-M은 매우 불필요한 연산으로 인해 복잡도가 높다. 따라서, 제안된 QRD-M 신호 검출 기법은 문턱값을 계산하여, 이를 통해 불필요한 연산을 하지 않는다. 특히 QRD-M에서 복잡도를 낮추는데 있어서의 핵심은 상위 layer에서 최대한 적은 연산을 하는 것이다. 이를 고려한 제안된 QRD-M 신호 검출 기법의 오류 성능은 기존의 QRD-M 혹은 ML과 동일하며, 복잡도는 기존의 QRD-M (M=1)에 근사하는 매우 낮은 복잡도를 지닌다.
본 논문에서 제안된 기법 각각은 신뢰성, 전송율 그리고 복잡도를 모두 고려하여, 전체적인 시스템의 성능을 높이고자 하였으며, 이에 따라 MIMO-OFDM 시스템에서 개개의 목적에 따라 다양하게 사용될 수 있다.
목차
1 Introduction 12 System Model 43 Conventional Signal Transmission and Detection Schemes 63.1 CDD 63.2 ZF and MMSE 73.3 ML 83.4 DFE 93.5 QRD-M 113.6 Simulation Results 134 Adaptive Signal Transmission Scheme in MIMO-OFDM Systems 204.1 Proposed Scheme 204.2 Simulation Results 225 Linear Approximation Signal Detection Scheme in MIMO-OFDM Systems 265.1 Proposed Detection Scheme 275.1.1 Partial ZF Stage 275.1.2 DFE Stage 285.1.3 QRD-M Stage 295.2 Simulation Results 306 Low Complexity QRD-M in MIMO-OFDM Systems 346.1 Proposed QRD-M 346.2 Simulation Results 367 Conclusions 41Bibliography 43List of Abbreviations 48
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