다중 랭크 전송을 지원하는 코드북 확장 기법 및 시공간적 채널 추정 방식 연구
A Study on Codebook Extension Techniques Supporting Multi-Rank Transmission and Spatio-Temporal Channel Estimation
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 성원진
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000055329
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) 이후 무선 통신 시스템에서는, 시스템 전송률의 향상을 위해 증가한 개수의 입출력 안테나를 사용하는 MIMO (multiple-input multiple-output) 시스템이 활용될 것이다. 이러한 증가한 개수의 안테나 어레이를 사용하는 경우, 채널 정보의 궤환에 있어서 과도한 오버헤드가 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 상황에서 채널 정보의 궤환 오버헤드를 줄이기 위한 빔포머 확장 방안과, 특히 수신단에서 두 개 혹은 그 이상의 수신 안테나를 사용하는 다중 랭크 전송 시의 적용 방안을 제안한다. 수신단에서 송신단으로 일시에 궤환되는 정보의 양을 줄이기 위해 안테나 어레이를 분할하여 추정하는 채널을 기반으로 특이값 분해 (SVD, Singular Value Decomposition)를 활용하는 빔포밍 방안을 제시한다. SVD의 연산 과정의 특성 상, 분할된 행렬에 대한 SVD 연산은 원 행렬의 특성을 상실시킬 수 있으므로 이에 대한 대응 방안에 대해서도 설명한다. 시공간적 채널 추정 기법은 빔포머 확장 기법에 적용 가능한 방식으로서, 시간적, 공간적 차원의 상관 특성을 활용한다. 본 제안 방식은 3차원 공간적 채널 모델의 환경에서 동작하는데 이 채널 모델은 3GPP (3rd Generation Partership Project)에서 제정한 채널 모델로 실제 공간적 환경을 반영한 채널 모델이다. 본 논문에서는 빔포머 확장 방식에서 야기되는 시간 지연에 따른 채널 왜곡 현상을 극복하기 위한 채널 추정 방식을 제안한다. 제안 방식과 성능 평가 부분에서는, 제안 방식의 적용으로 인해 채널 상태 정보의 정확도 향상을 확인하며, 또한 이로 인한 전송률 증가도 입증한다.
more초록/요약
For wireless communication systems based-on LTE-Advanced and many other future standards, multiple-input multiple-output (MIMO) with an increased number of antennas will be utilized for system throughput improvement. When using such an increased number of antennas, an excessive amount of overhead in channel state information (CSI) feedback can be a serious problem. In this thesis, we propose extended beamforming methods which reduce the CSI feedback overhead, including application strategies for multi-rank transmission targeted for two or more reception antennas. To reduce the information which is instantaneously transmitted from the reception node to the transmission node, we present a beamforming method utilizing singular value decomposition (SVD) based on channel estimation of partitioned antenna arrays. Since the SVDs for partial matrices of the channel may lose the characteristics of the original unpartitioned matrix, we explain an appropriate scheme to cope with this problem. A spatio-temporal channel prediction method applicable to extended beamforming schemes is also proposed, which utilizes correlation properties of spatial and time domain. The proposed method operates on 3-dimensional spatial channel model (3D-SCM) of 3GPP (3rd Generation Partnership Project), which reflects actual environments of spatial characteristics. We propose the prediction method to overcome distortion of channel information due to time lag of feedback. Performance evaluation results show that the accuracy of channel state information can be improved in addition to the increased data rates.
more