SM   Spatial Multiplexing   공간 다중화

(2023-07-10)

SDM, Space Division Multiplexing, Spatial Division Multiplexing, 공간 분할 다중화, 공간 역다중화, Sptial Channel, 공간 채널, BLAST


1. 공간 다중화(Spacial Multiplexing,SM) / 공간분할 다중화(Spatial Division Multiplexing,SDM) 시간(TDM) 또는 주파수(FDM)가 아닌 공간 차원(SDM)에서 다중화하는 기술
     - 공간 분리된 다수의 물리적인 채널들을 통해, (Spatial Channel, Multipath Channel)
     - 여러 독립된 데이터 스트림들을 각각 동시에 전송함으로써, (Spatial Stream)
     - 마치 단일 논리 채널에 의한 다중화 처럼 전송용량 증대 효과를 얻음 (Spatial Multiplexing)

  ㅇ 공간채널을 더욱 효율적으로 이용하는 기술 (Multiplexing)


2. 공간 다중화 특징

  ㅇ 다수의 정보 스트림을 복수의 안테나를 통해 동시에 송신
     - 송신측에서는, 공간 다중화를 통해, 여러 분리된 `공간 스트림`을 공간을 향해 동시에 전송하고,
        . 다수의 정보들을, Layer 라고 불리는 다수의 송신 안테나들의 조합을 통해서,
        . 동일한 수신측에 동시에 전송
     - 수신측에서는, 공간 역다중화를 통해, 다수의 공간 스트림을 개별적으로 나누어 처리

  ㅇ 장점 둘
     - ① (대용량 고속화)
        . 용량이 큰 정보 신호를 여러 공간 스트림으로 나누어 한번에 다중 전송 
     - ② (다중화)
        . 서로 다른 개별 신호들을 공간적으로 여러 경로를 통해 한번에 다중 전송

  ※ 결국,
     - `주파수 대역폭` 및 `송신 전력`을 증가시키지 않아도, 채널용량을 크게할 수 있음
        . 즉, 대용량,고속화 등 다중화 이득(성능 이득)을 얻게됨

  ※ [참고] ☞ 다중안테나기술(MIMO), 공간스트림 참조


3. 공간 역다중화 (디코딩)

  ㅇ 수신측에서, 다수 안테나들을 사용하여,
     - 여러 공간 스트림으로 나누어 처리하는 방식에 따라 구분 가능

  ㅇ 구분
     - Zero Forcing (ZF)
     - Zero Forcing with Interference Cancellation (ZF-IC)
     - Linear Minimum Mean Square Error (LMMSE) 
     - Linear Minimum Mean Square Error with Interference Cancellation (LMMSE-IC)


4. 공간 다중화 방법 구분

  ㅇ BLAST (Bell Labs Layered Space Time Scheme)
     - H-BLAST
     - V-BLAST
     - D-BLAST

  ㅇ MGSTC (Multi Group Space Time Coding Scheme)
     - `공간 다중화` 및 `공간 시간 코딩` 기술 모두를 사용

다중화(Multiplexing)
   1. 다중화   2. SDM   3. FDM   4. TDM   5. CDM   6. WDM   7. OFDM   8. OTDM   9. SM  
MIMO 성능 잇점
   1. 공간 다이버시티   2. 공간 다중화   3. 빔 형성  


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