The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

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Coordinated Beamforming Systems with Channel Prediction in Time-varying MIMO Broadcast Channel

시변 다중입출력 방송 채널을 위한 채널예측이 적용된 협력 빔형성 시스템

  • 김진 (성균관대학교 정보통신공학부 통신 및 부호이론 연구실) ;
  • 강진환 (성균관대학교 정보통신공학부 통신 및 부호이론 연구실) ;
  • 김상효 (성균관대학교 정보통신공학부 통신 및 부호이론 연구실)
  • Received : 2011.03.09
  • Accepted : 2011.05.02
  • Published : 2011.05.31
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Abstract

In this paper we propose a coordinated beamforming(CBF) scheme considering the effects of feedback quantization and delay in time-varying multiple-input multiple-output(MIMO) broadcast channels. By equal power allocation per data stream, the proposed CBF scheme transmits multiple data streams per user terminals without additional feedback overhead when quantized feedback information is used. The proposed CBF scheme also applies a linear channel predictor to each user terminals to prevent errors due to feedback delays that are not evitable in practical wireless systems. Each user terminal utilizes Wiener filter to predict future channel responses and generates feedback information based on the predicted channels. Consequently the proposed CBF scheme adapting Wiener filter improves system performances compared with the conventional scheme using delayed feedback.

본 논문에서는 시변 다중 입출력 (multiple-input multiple-output) 방송(broadcast) 채널에서 피드백 양자화와 지연을 고려한 협력 빔형성 (coordinated beamforming: CBF) 시스템을 제안한다. 다중 데이터 스트림을 전송하는 CBF 시스템에 피드백 양자화 기법을 적용하고, 구현 복잡도와 피드백 오버헤드 측면에서 효율적인 CBF 시스템을 제시한다. 또한, 실제적인 무선통신 환경에서 발생하는 피드백 지연에 의한 오류를 최소화하기 위하여 사용자 단말에 선형 채널 예측기를 적용한다. 선형 예측기로 Wiener 필터를 이용하여 피드백 지연시간 후의 미래 채널을 예측하교 이를 토대로 피드백 정보를 생성함으로써 지연된 피드백 정보를 이용하는 CBF 시스템의 성능을 향상시킨다. 모의실험을 통해 다양한 도플러 (Doppler) 주파수의 MIMO 방송 채널에서 양자화와 Wiener 필터를 적용한 CBF 시스템의 향상된 심볼 오율과 합 전송률 성능을 확인한다.

Keywords

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