:: The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication ::, Vol.19 No.5 | (2019) pp.55~62

MIMO 간섭채널에서 정보와 전력의 동시 전송 (SWIPT)을 위한 송수신기 설계

Bangwon Seo

(종신회원, 공주대학교 전기전자제어공학부/ IT융합기술연구소)

Abstract

본 논문에서는 K 사용자 MIMO 간섭 채널을 고려하였으며, 정보와 전력을 동시에 전송하는 SWIPT 시스템을 위한 송수신기 설계 방법에 대해서 다룬다. 그리고, 정보 수신 장치와 전력 수확 장치가 같은 수신기에 존재하는 SWIPT 시스템을 고려한다. 제안하는 방식에서는 신호대 누수 잡음비 (SLNR)를 비용 함수로 사용하고, 수확 전력에 대한 임계값 을 만족하도록 송수신기를 설계한다. 즉, 수확 전력에 대한 제약 조건 하에서, SLNR을 최대화시키도록 송신단 프리코딩 벡터, 수신단 검파기 벡터, 전력 분배 상수를 동시에 설계한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여, 제안하는 기법과 기존 기법의 신호 대 간섭 잡음비 (SINR) 성능을 비교하였다. 사용자 수, 송신 안테나 개수, 수신 안테나 개수 간의 특별한 제약 조건 을 만족하는 경우, 제안하는 기법은 낮은 SNR에서 기존 기법보다 우수한 SINR 성능을 나타낸다는 것을 보였다. 또한, 특별한 제약 조건을 만족하지 못하는 경우에는, 제안 기법이 모든 SNR 범위에 대해서 기존 기법보다 더 우수한 성능을 나타낸다는 것을 보였다.
In this paper, we consider K-user multiple-input multiple-output (MIMO) interference channel and present a transceiver design for simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) systems. In addition, we consider a SWIPT system where an information decoding receiver and an energy harvesting receiver are co-located at the same receiver. In the proposed scheme, signal-to-leakage plus noise ratio (SLNR) is used as a cost function and a transceiver is designed to satisfy the threshold of the harvested energy. More specifically, transmitter precoding vector, receiver filter vector, and power spitting factor are simultaneously designed to maximize SLNR with a constraint on the harvested energy. Through computer simulation, we compare the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) performance of the proposed and conventional schemes. When a special condition among the number of transmit antennas, receive antennas, and users is satisfied, the proposed scheme showed better SINR performance than the conventional scheme at low signal-to-noise ratio (SNR) range. Also, when the condition is not satisfied, the proposed scheme showed better performance than the conventional scheme at all SNR range.
  MIMO interference channel; simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT); power splitting; transceiver design; SLNR (Signal-to-Leakage plus Noise Ratio)

Download PDF List