MIMO-OFDMAにおいてQR分解に基づいたプレコーディングを適用したランダムビームフォーミング

摘要

本論文では，下りリンクマルチユーザ通信においてMIMO（Multiple Input Multiple Output）技術の一つであるランダムビームフォーミングとOFDMA（Orthogonal Ftequency Division Multiple Access）を組み合わせた場合に，隣接サブキャリアをクラスタ化することによるスループット特性の劣化を低減するために，MIMO-OFDMAにおいてQR分解に基づいたプレコーディングを適用したランダムビームフォーミング方式を提案する.提案方式では，既にMIMO-OFDMにおいて提案されているチャネル分解法を適用し，周波数領域のチャネル行列をサブキャリアに依存する部分と依存しない部分に分解することにより，同－ユーザが割り当てられた全てのサブキャリアにおいて共通のビームフォーミング行列を用い急ことができる.提案方式では送受信機共通のビームフォーミングのためのコードブックを所持し，各サブキャリアにおける通信路容量と全サブキャリア共通のコードブック番号をフィードバックする.提案方式ではサブキャリアに依存せずビームフォーミングを行うことが可能であるため，隣接サブキャリアのクラスタ化によるスループット特性劣化の影響が少ない.計算機シミュレーションによる特性評価を行い，提案方式は従来のランダムビームフォーミングOFDMAにコードブックを用いた方式と比較して，隣接サブキャリアをクラスタ化した場合，提案方式はサブキャリアに依存しないため従来方式と比較してフィードバック量を削減しながら健れたスループット特性を獲得できることを示す.%Random beamforming that is one of the Multiple Input Multiple Output (MIMO) techniques applied to OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), can achieve good throughput performance. However, the throughput performance of random beamforming OFDMA with clustering adjacent subcarriers significantly degrades as the cluster size increases. In this paper, we propose a novel random beamforming system applying QRD-based precoding technique in MIMO-OFDMA. In the proposed scheme, by applying the channel decomposition scheme which has already proposed in MIMO-Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system, we divide frequency-domain channel matrix to subcarrier dependent part and subcarrier independent part. The proposed scheme uses one beamforming matrix over all allocated subcarriers for each user. Common codebook shared by the base station and all mobile stations is employed, and one beamforming matrix index and channel capacity for each subcarrier are fed back. Computer simulated results show that the proposed scheme with clustering achieves better throughput performance compared to that of the conventional scheme with clustering.