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Joint Adaptive Array Antenna를 사용한 WiBro system의 성능 분석

Title
Joint Adaptive Array Antenna를 사용한 WiBro system의 성능 분석
Other Titles
Performance analysis of WiBro system using joint adaptive array antenna
Authors
박현화
Issue Date
2005
Department/Major
과학기술대학원 정보통신학과
Publisher
이화여자대학교 과학기술대학원
Degree
Master
Abstract
본 논문에서는 4세대 이동 통신의 핵심 기술인 WiBro system에 단말과 기지국에서 상호 결합하여 동작하는 joint adaptive array antenna를 사용했을 때의 시스템의 성능 향상에 관해 고찰하였다. WiBro system은 2.3GHz의 주파수 대역을 활용하여 언제, 어디서나 저렴한 가격으로 고속의 무선 인터넷을 이용할 수 있는 기술을 뜻한다. 이동 통신 시장의 가입자 수가 증가하고 보다 많은 정보를 요구하는 컨텐츠의 활용도가 높아지면서 자연스럽게 고속의 데이터를 더 많은 사용자에게 제공해 주고자 하는 연구가 활발히 진행되었다. 따라서 언제, 어디서나 고속의 무선 인터넷을 활용할 수 있는 WiBro system에 기지국 당 coverage를 늘리고 시스템의 용량을 증가시키며 SINR을 향상 시킬 수 있는 smart antenna를 적용시켜 시스템의 성능을 향상 시키고자 연구하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 시스템의 성능을 분석하였다. Smart antenna가 단말이나 기지국 어느 한쪽에서만 beamforming을 수행하는 시스템과 비교하여 기지국과 단말에서 상호 결합하여 동작하게 되면 간섭 신호의 영향을 제거하게 되고 원하는 신호를 최대로 수신할 수 있기 때문에 average error probability가 감소하고 시스템의 성능이 향상됨을 알 수 있다. 이는 시스템의 SINR을 증가시킬 뿐만 아니라 기지국 당 커버할 수 있는 영역, 즉 coverage를 증가시킴을 뜻한다. 또한 단말과 기지국에 array antenna를 사용하지 않는 시스템과 비교하여 각 부반송파의 instantaneous SNR이 증가하고 부반송파의 variation이 줄어들므로 시스템에서의 전력 소비도 감소 함을 알 수 있다. 그러나 이러한 시스템의 성능 향상을 위해서는 기지국과 단말에서 optimum weight를 계산해야 하는데 이것은 시스템에 많은 계산량을 필요로 한다. 이러한 계산량을 감소시키기 위해 부반송파를 그룹화하여 coherence bandwidth내에 존재하는 부반송파에 대해서 동일한 weight를 사용함으로써 시스템의 계산량을 줄일 수 있게 된다. 이때 coherence bandwidth내에 존재하는 부채널을 group화 한 grouping system은 약간의 성능 감쇄를 겪게 되는데 이때 발생하는 성능 감쇄가 시뮬레이션 결과 1dB보다 작음을 알 수 있었다. 즉, 약간의 성능 감쇄를 감안한다면 시스템의 계산량을 줄일 수 있음을 뜻한다. 따라서 본 논문에서는 smart antenna를 적용한 WiBro system의 성능을 간섭 신호가 있는 경우와 간섭 신호가 없는 경우로 나누어 시스템의 성능을 분석하였다. 타 시스템과 비교하여 단말과 기지국에서 상호 결합하여 동작하는 시스템은 전력 소비 감소, SINR 향상, 그리고 에러율 감소 등의 성능 향상이 있음을 알 수 있었다.;For the past years, wireless communications have evolved with explosive demand of wireless internet service and significant increase of subscribers. Manytime manywhere, we can access internet service through the AP(access point). Recently, we can access internet with portable terminal using wireless communications. So several schemes have been proposed for the efficient wireless service. In this thesis, we have evaluated the performance of WiBro system using joint adaptive antenna scheme at the base station (BS) and the mobile station (MS). In WiBro system, the joint use of transmit beamforming at BS and receive beamforming at MS can improve the SINR significantly and increase the capacity compared to the conventional system. Moreover, power allocation level can be decreased because channel variation is reduced by joint updated weight. However, it needs the calculation of the antenna weights in every subcarrier for performance improvement of system. This could imply an enormous computation burden. So, the computational complexity can be reduced significantly, by using the same set of the antenna weights for the adjacent subcarrier instead of calculating antenna weights for every subcarrier. We have analyzed the impact of subcarrier grouping for weight calculation on the system performance.
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과학기술대학원 > 정보통신학과 > Theses_Master
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