적응 공간 다중화 MIMO 시스템을 위한 효율적인 전력 할당 알고리즘

Abstract

Water-filling 알고리즘은 적응 MIMO 시스템의 ergodic 용량을 최대화하는 효율적인 전력 할당 방식이지만 이산 변조 지쉬discrete modulation index)를 사용하는 실제의 시스템의 경우 과도한 잉여 전력(residual power)으로 인해 스펙트럼 효율이 감소하는 단점이 있다. 본 논문에서는 water-filling 알고리즘의 잉여 전력을 효율적으로 재할당 함으로써 적응 MIMO 시스템의 스펙트럼 효율을 향상시키는 새로운 전력 할당 알고리즘을 제안한다. 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 터보 코드가 적용된 적응 MIMO 시스템을 구성하고 다양한 환경에서 시뮬레이션을 수행한다 시뮬레이션 결과, 레일리이 페이딩 환경에서 SNR이 20dB일 때 제안된 알고리즘의 스펙트럼 효율이 기존의 water-filling 알고리즘에 비해 대략 8.9% 향상됨을 알 수 있었다. While the water-filling algorithm is an efficient power allocation method that maximizes the ergodic capacity of adaptive MIMO systems, its excessive residual power causes spectrum loss in real systems employing discrete modulation indices. In this paper we propose new power allocation algorithms that improve the spectral efficiency of MIMO systems by efficiently reallocating the residual power of the water-filling algorithm. We apply the proposed algorithms to the adaptive turbo-coded MIMO system to verify their performance through computer simulation in various environments. Simulation results show that the spectral efficiency of the proposed algorithms is better than that of the water-filling algorithm by about 8.9% at SNR of 20dB in Rayleigh fading environments.