결합 적응형 어레이 안테나를 적용한 무선 인터넷 시스템 구조 제안 및 성능분석 = Performance analysis of Wireless Internet system employing joint adaptive array antennas

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 4세대 이동 통신의 핵심 중의 하나라 할 수 있는 무선인터넷(WiBro) 시스템에 단말과 기지국에서 상호 결합하여 동작하는 결합 적응 어레이 안테나(joint adaptive may antenna)를 사용하는 WiBro시스템 구조를 제안하고 이에 따른 성능을 평가하였다. 단말과 기지국에 적응 어레이 안테나를 사용하지 않는 시스템과 비교하여 각 부반송파의 순시 (instantaneous) SINR이 증가하고 부반송파의 변화가 줄어들므로 시스템에서의 사용되는 전력도 감소하게 된다. 그러나 이러한 시스템의 성능 향상을 위해서는 기지국과 단말에서 최적 가중치(optimum weight) 계산이 요구되는데 이것은 시스템에 많은 계산량을 필요로 하게 된다. 이러한 계산량을 감소시키기 위해 부반송파를 그룹화하여 응집 대역폭(coherence bandwidth)내에 존재하는 부반송파에 대해서 동일한 가중치를 사용함으로써 시스템의 계산량을 줄일 수 있게 된다. 이때 응집 대역폭 내에 존재하는 부채널을 그룹화 하면 비록 수신 성능의 감쇠가 나타나지만 근소한 성능의 저하를 가져온다. 본 논문에서는 결합 적응적 어레이 안테나를 적용한 무선 인터넷 시스템의 성능을 타 시스템과 비교하여 단말과 기지국에서 상호 결합하여 동작하는 시스템은 전력 소비 감소, SINR 향상, 그리고 에러율 감소, 채널 변화 완화 등의 다양한 성능이 향상됨을 정량적으로 평가한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we have proposed WiBro receiver structure employing joint adaptive antenna scheme at the base station (BS) and the mobile station (MS) and evaluated its performance. 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 can be reduced by using the jointly updated weight. However, it needsthe calculation of the antenna weights in every subcarrier for performance improvement. This could imply an enormous computational burden. However, the computational complexity can be reduced significantly by using the same set of the antenna weights for the adjacent subcarriers instead of calculating antenna weights for every subcarrier. We have analyzed the impact of subcarrier grouping for weight calculation on the system performance.