Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

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Performance Analysis of Rotation-lock Differential Precoding Scheme

회전로크 구조의 차분 선부호화 기법의 성능 분석

  • Kim, Young Ju (Research Institute for Computer and Information Communication, College of Electrical & Computer Engineering, Chungbuk National University)
  • 김영주 (충북대학교 전자정보대학 컴퓨터정보통신연구소)
  • Received : 2012.12.05
  • Published : 2013.04.25
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Abstract

Long term evolution (LTE) and LTE-Advanced (LTE-A) systems adopt closed-loop multiple-input multiple-output antenna techniques. Equal gain transmission which has equal gain property is the key factor in their codebook design. In this paper, a novel differential codebook structure which maintains the codebook design requirements of LTE or LTE-A systems. Especially, eight-phase shift keying (8-PSK) constellations are used as elements of codewords, which not only maintain equal gain property but also reduce the computation complexity of precoding and decoding function blocks. The equal gain property is very important to uplink because the performance of uplink is very sensitive to the peak-to-average power ratio (PAPR). Moreover, the operation of the proposed differential codebook is explained as a rotation-lock structure. As the results of computer simulations, the steady-state throughput performance of the proposed codebook shows at least 0.9dB of SNR better than those of the conventional LTE codebook with the same amount of feedback information.

LTE (long term evolution) 및 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템에서는 폐회로 기반의 다중 안테나 기술이 적용되었으며, 최대 비 전송 방식 (maximum ratio transmission, MRT) 보다 성능은 감소되지만, 동 이득 (equal gain) 특성을 유지할 수 있는 동 이득 전송 (equal gain transmission, EGT) 코드북을 채택하고 있다. 본 논문에서는 LTE 및 LTE-A 시스템에서 사용되는 코드북보다 성능을 향상시킬 수 있는 차분 코드북을 제안한다. 특히 동 이득 특성을 그대로 유지하면서 LTE 시스템의 코드북 요구조건을 모두 만족시키는 코드북을 제안한다. 코드북을 구성하는 코드워드들의 인자들 (elements)이 8-PSK(phase-shift keying) 성운 (constellation) 만을 사용하므로, 선부호화 및 복호 시 계산량이 낮아지는 LTE 코드북의 장점을 그대로 유지할 수 있다. 동 이득 성질은 특히 상향 링크에서 첨두 전력 대 평균 전력비 (PAPR)에 상당한 영향을 미치므로 매우 중요하다. 본 논문에서는 각 송신 안테나에 동 이득을 유지하는 성질을 이용한 새로운 차분 코드북을 제안하고, 동작원리를 회전 로크 구조로 설명한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 성능 분석에서, 동일한 피드백 비트 수를 갖는 같은 크기의 코드북에서 제안하는 차분 코드북은 기존 LTE 코드북보다 최소 0.9dB 성능 향상을 보인다.

Keywords

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