상향링크 다중사용자 MIMO 시스템 환경에서의 공간변조 성능 분석

Abstract

다중 안테나 전송방식(multiple input multiple output: MIMO)의 등장으로 단일 안테나 전송방식에 비해 채널용량과 신뢰성을 증대 됐다. 그러나 다중 안테나를 사용으로 시스템의 복잡도는 증가했고 채널간 간섭(inter-channel interference: ICI)과 안테나간 동기화(inter-antenna synchronization: IAS) 등의 문제가 발생했다. 그래서 기존 다중 송수신 안테나 시스템보다 복잡도를 줄이면서 IAS와 ICI에 강한 공간변조(spatial modulation: SM)가 최근 제안되었다. 하지만 공간변조 방식은 단일 사용자 환경에서만 연구되었다. 본 논문에서는 상향링크 다중사용자 환경에서의 공간변조(spatial modulation: SM) 방식의 성능을 최적의 복조방식인 최대우도(maximum likelihood: ML) 검출기법을 이용하여 비교하였다. 서로 독립적이고 동일한 분포(independent identically distributed: i.i.d.)를 갖는 레일레이(Rayleigh) 채널환경에서의 모의실험과 복잡도 분석을 통해 기존에 제안된 다중사용자 환경에서의 같은 스펙트럼 효율로 전송하였을 때 공간변위방식(space shift keying: SSK)과 단일 전송 안테나 방식의 성능을 비교 분석하여 다중사용자 환경에서의 공간변조 방식이 복잡도와 BER(bit error rate) 성능 면에서 우수했다. 또한 사용자 수가 증가 할수록 약 2.5dB 정도 성능 감소가 나타나고 수신안테나 수가 증가할수록 급격한 성능 향상이 발생했다.