Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
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Transmit Antenna Selection Technique Based on Channel Capacity for Spatial Modulation Systems

공간변조 시스템에서 채널 용량 기반 송신 안테나 선택 기술

  • Yim, Han Young (KAIST Institute for Information Technology Convergence, KAIST) ;
  • Jung, Bang Chul (Department of Information and Communication Engineering, Gyeongsang National University)
  • Received : 2013.09.23
  • Accepted : 2013.11.10
  • Published : 2013.11.30
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Abstract

In this paper, a novel spatial modulation (SM) with transmit antenna selection (TAS) based on maximizing channel capacity is proposed. Comparing to the conventional TAS technique, the proposed TAS considers the channel capacity of the MIMO channel with antenna selection. The optimal antenna set selection is applied to SM by taking account of the all possible sets, and then, a sub-optimal antenna set selection is also proposed for reducing the computational complexity of the optimal method. Computer simulations show that the proposed TAS significantly outperforms the existing SM scheme based on the magnitude of the channel vectors in terms of bit error rate (BER) in various environments.

본 논문에서는 공간변조 (Spatial Modulation, SM) 시스템에서 다중안테나 채널 용량을 고려한 송신 안테나 선택 기술을 제안하고 그 성능을 분석한다. 각 송신 안테나에서 수신안테나까지의 채널 벡터의 크기에 기반하여 안테나를 선택하는 기존 기술과 비교할 때, 제안하는 기술은 채널용량 자체를 계산하여 전체적인 공간변조 시스템의 용량 증가를 가져온다. 전체 안테나 중 사용할 안테나의 집합을 선택하는 모든 경우를 비교하여 최적의 안테나 집합을 선택하는 최적 방법 (Optimal)을 제시하고, 추가적으로 계산 복잡도를 줄이면서 최적 성능과 유사한 성능을 제공하는 Sub-Optimal 기술을 함께 제시한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 안테나 선택 방법이 기존의 안테나 선택 방법에 비하여 bit error rate(BER) 측면에서 월등한 성능을 제공함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. M. Di Renzo, H. Haas, and P. M. Grant, "Spatial modulation for multiple antenna wireless systems A survey," IEEE Commun. Mag., vol. 49, no. 12, pp. 182-191, Dec. 2011.
  2. J. Jeganathan, A. Ghrayeb, and L. Szczecinski, "Spatial modulation: optimal detection and performance analysis," IEEE Commun. Lett., vol. 12, no. 8, pp. 545-547, Aug. 2008. https://doi.org/10.1109/LCOMM.2008.080739
  3. R. Mesleh, H. Haas, C. W. Ahn, and S. Yun, "Spatial modulation - A new low complexity spectral efficiency enhancing technique," in Proc. Conf. Comm. and Networking in China, Oct. 2006.
  4. R. Mesleh, H. Haas, S. Sinanovi´c, C. W. Ahn, and S. Yun, "Spatial modulation," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 57, no. 4, pp. 2228-2241, July 2008. https://doi.org/10.1109/TVT.2007.912136
  5. R. Rajashekar, K. V. S. Hari, and L. Hanzo, "Antenna selection in spatial modulation systems", IEEE Commun. Lett., vol. 17, no. 3, pp. 521-524, Mar. 2013. https://doi.org/10.1109/LCOMM.2013.012213.122650
  6. A. Gorokhov, "Antenna Selection Algorithms for MEA Transmission Systems," Proc. IEEE ICASSP, Orlando, FL, May 2002, pp. 2875-60.
  7. S. Sugiura, C. Xu, S. X. Ng, and L. Hanzo, "Reducedcomplexity QAM-aided space-time shift keying," in IEEE Global Telecommunications Conf., Dec. 2011, pp. 5-9, GLOBECOM'11.