Orthogonal multi-beam techniques for multi-user diversity and multiplexing gain in packet-based wireless systems

Abstract

In this paper, we consider the use of orthogonal multiple beams (OMBs) to simultaneously achieve multi-user diversity and multiplexing gain in a packet-based wireless system. Previous OMB scheme considers the use of a fixed number of multiple beams equal to the number of transmit antennas. However, unless the number of active users is sufficiently large, the use of a fixed number of multiple beams may not provide desired performance due to the interference signal transmitted through other beams, being even worse than the use of a single beam. To alleviate this problem, we consider the adjustment of the number of beams in use to maximize the spectral efficiency according to the operating condition. Simulation results show the validity of the proposed scheme. ; 본 논문에서는 패킷 기반 무선 전송 시스템에서 다중 사용자 이득과 다중화 이득을 동시에 얻을 수 있는 직교 다중빔 전송 기법을 제안한다. 기존의 직교 다중빔 전송 기법에서는 채널 환경에 상관없이 항상 송신 안테나 개수만큼의 빔을 생성하였다. 하지만 이 경우 사용자 수가 적은 환경에서 다른 사용자로부터의 간섭 신호 영향으로 인해 시스템 성능이 저하되는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 채널 상황에 따라 동적으로 빔의 개수를 조절하는 전송 기법에 대해 제안한다. 제안 기법은 채널의 상황에 따라 빔의 개수를 유동적으로 조절함으로써 사용자 수가 적은 환경에서도 높은 성능을 보장할 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 기존 다중 직교 빔에 비해 성능 향상이 있음을 확인하였다.