MIMO-OFDM 시스템에서 Superposition 변조 기반 시공간블록부호화 적응변조 기법

Abstract

다수의 송신 및 수신 안테나를 사용하여 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 MIMO의 장점과, 심볼간 간섭을 줄이면서도 고속의 데이터를 전송할 수 있는 OFDM의 장점을 모두 얻을 수 있는 MIMO-OFDM 환경에서 적응변조 기법의 연구가 진행 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 MIMO-OFDM 환경에서 superposition 변조를 기반으로 하는 시공간 블록 부호화 적응변조 기법을 제안한다. 또한 제안하는 기법의 성능을 비트에러확률을 통해 분석 하였다. 기존의 시공간 블록 부호화에 적응 변조를 적용시킨 기법들은 각 안테나마다 독립적인 채널 SNR값을 가질 때 전송 안테나의 평균 SNR값으로 변조레벨을 선택하여 각 안테나 채널 환경에 최적화된 적응 변조가 불가능하였다. 이에 제안하는 기법은 superposition 변조 기반의 적응변조를 통해 각 안테나의 채널환경에 최적화 된 변조 레벨을 적용할 수 있다. Superposition 부호화 적용 시 발생하는 잉여 파워 자원을 다른 OFDM 부채널에 할당하여 시스템 전체 전송률을 높일 수 있도록 하였다. 또한 superposition 변조를 이용하여 각 안테나마다 다른 변조레벨의 심볼을 송신 할 수 있는 변형된 시공간 블록 부호화 기법을 제안하였다. 제안한 기법을 적용할 경우 기존의 기법에 비하여 각 안테나의 채널환경에 적합한 심볼을 송신함으로써 더 많은 데이터를 송신 할 수 있다. 다음으로는 superposition 변조의 성능을 비트에러확률(BER)을 기반으로 분석하였다. 분석한 수식을 기반으로 기존의 기법과 제안하는 기법의 BER 및 전송량을 비교 분석 하였다. 본 논문에서는 와이브로(WiBro) 시스템 환경에서의 모의 실험을 통해 제안하는 기법이 기존의 평균 SNR 기반으로 모든 안테나에 동일한 적응변조를 적용한 시공간 블록 부호화 기법의 성능을 비교 분석 하였다.