OFDMA 스마트 안테나 시스템을 위한 일반화된 고유 공간 빔형성 알고리즘의 설계 및 성능분석

Abstract

본 논문에서는 OFDMA 환경에서 동작하는 스마트 안테나 시스템의 성능 향상을 위한 일반화된 고유 공간 빔형성 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 다중 경로 페이딩(multipath fading) 및 각퍼짐(angular spread)에 의해 공간 상관(spatial correlation)이 낮아지는 환경에서 신호 공간에 분포된 신호를 결합하여 다이버시티 이득을 얻음과 동시에 동일 주파수 대역을 사용하는 간섭 신호를 감쇄시킬 수 있도록 설계되었다. 제안된 알고리즘의 성능 분석을 위해 다중 경로 페이딩과 각퍼짐에 따라 공간 상관이 변하는 OFDMA 벡터 채널을 모델링 하였다. 모델링된 OFDMA 벡터 채널을 이용하여 기존 알고리즘과 제안 알고리즘의 웨이트 벡터를 이용한 결합기의 신호 대 간섭+잡음비 (signal-to-interference+noise; SINR)를 계산하여 이론적 성능을 제시하였다. 또, 제시된 이론적 성능은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 두 성능 분석 결과를 통해, 제안된 알고리즘이 다중 경로 페이딩 환경에서 다이버시티 이득을 얻음과 동시에 간섭 신호를 효율적으로 제거한다는 사실을 알 수 있다.; In this thesis, a generalized eigen-space beamforming algorithm based on generalized eigen-value decomposition is proposed for the smart antenna system operating in OFDMA environment. The proposed algorithm provides a diversity gain in angular spread which reduces the spatial correlation of the received signals, and a maximum signal-to-interference ratio (SIR) in the presence of co-channel interference. For analyzing the performance of the proposed algorithm, most of all, OFDMA vector channel is modeled. Spatial correlation of the vector channel is varied as a function of number of multipath components and angle of angular spread. Then the performance comparison between the conventional algorithm based on ordinary eigen-value decomposition and the proposed algorithm is presented. The performances are provided by both theoretical analysis and computer simulations. From the performance comparison, we can see that the proposed algorithm obtains diversity gain in multipath fading environment and, simultaneously, reduces the interference significantly.