8-PSK 성운을 이용하는 이중계층 차분 선부호화 기법의 성능 분석

Abstract

LTE 및 LTE-A 시스템에서 8-PSK 성운을 알파벳으로 가지는 이중계층 차분 코드북을 제안한다. 인접하는 무선 채널의 시간 상관으로 선부호화 행렬은 천천히 변화하므로, 무선 채널 공간의 전체를 양자화 하지 않고, 시간 상관에 따른 채널 공간의 일부분의 차분 성분만을 양자화하여 피드백을 한다면, 기존과 동일한 크기의 코드북으로도 가상적으로는 코드북이 매우 커지는 효과를 얻을 수 있어 채널 용량이 증가한다. 특히 제안하는 코드북은 LTE release-8의 코드북 설계조건인 8-PSK 성운을 사용하는 동 이득 특성 및 이중 계층 코드북이 단일 계층 코드북을 포함하는 특성을 가지는 새로운 차분 코드북이다. 코드북 내 코드워드들의 인자들이 8-PSK 성운만을 사용하므로, 선부호화 및 복호 시에 계산량이 낮아지는 LTE 코드북의 장점을 그대로 유지할 수 있다. 또한 동 이득 성질은 상대적으로 저렴한 비선형 증폭기를 사용할 수 있는 장점이 있어 가격의 제한을 받는 단말기 설계에는 필수적인 요소이다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 이중계층 선부호화 기법의 성능 분석에서, 동일한 피드백 비트 수를 갖는 같은 크기의 코드북에서 제안하는 차분 코드북은 정상상태에서 기존 LTE 코드북보다 최소 1.2dB 성능 향상을 보인다. Dual-layer differential codebook using 8-PSK (phase shift keying) constellation as its codeword elements, is proposed for Long term evolution (LTE) and/or LTE-Advanced systems. Due to the temporal correlation of the adjacent channel matrices, the consecutive precoding matrices are likely to be similar. This approach quantize only the differential information of the channel instead of the whole channel subspace, which virtually increase the codebook size to realize more accurate quantization of the channel. Especially, the proposed codebook has the same properties of LTE release-8 codebook that is, constant modulus, complexity reduction, and nested property. The mobile station can be designed by using less expensive non-linear amplifier utilizing constant modulus property. Computer simulations show that the capacity of the proposed dual-layer codebook performs almost 1.2dB better than those of any other non-differential codebooks with the same amount of feedback information.