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문제 정의
- 본 논문에서는 상향링크 FDD 시스템에서 위의 두 가지 요구조건을 만족시키기 위한 세 가지의 발견적(heuristic) 안테나 선택 기반 MIMO 다중 사용자 스케줄러를 제안한다. 지금까지 제한된 사용자수, 제한된 송수신 안테나 환경에서의 최대의 합 채널용량에 도달하기 위해 선택된 안테나 채널의 필요충분 조건은 알려져 있지 않다.
- 본 논문에서는 안테나 선택 기반의 상향 링크 다중사용자 MIMO/FDD 시스템에서 낮은 복잡도로 최적의 성능을 보이는 세 가지 발견적(heuristic) 스케줄러를 제안하고 복잡도, 채널 용량, SER 관점에서 성능을 비교하였다. 제안된 세 가지 스케줄러증, CSS와 SOAS 기법은 낮은 복잡도로도 가장 복잡하면서도 성능이 우수한 BFS의 성능과 일치함을보였^, RC-SOAS 기법은 안테나의 수가 작은 시스템에서 BFS의 성능과 일치함을 확인하였다 또한 SS 방식으로 스케줄링의 후보가 되는 안테나 집합인 스케줄링 집합을 형성함으로써 송수신 단 안테나가 적은 상황에서 성능의 손실 없이 추가적인 복잡도의 감소 효과를 얻을 수 있다.
- 하지만, 안테나와 사용자의 수가 증가할수록 지수적인 복잡도의 증가를 보이기 때문에, BFS의 성능을 보존하면서 낮은 복잡도를 가지는 스케줄링 알고리즘의 설계가 요구된다. 본 논문은 이러한 목적을 달성하기 위한 스케줄러를 제안하고, 그 성능을 채널 용량 복잡도, SER(Symbol Error Rate)의 관점에서 분석한다. 또한 스케줄링 집합(Scheduling Set)을 정의하여, 성능 저하 없이 복잡도를 추가적으로 줄일 수 있는 상황을 살펴본다.
가설 설정
- ii) 놈들을 내림차순으로 정렬한다.
- „NT 는 M XI인 평균 0이고 분산 1인 복소 가우시안 채널을 나타낸다. 본 논문에서는 모든 사용자의 기지국에서의 수신 SNR 은 동일하다고 가정한다.
- 그림 4 는 송수신 안테나가 2개씩 있고, 사용자가 6명, BPSK 변조가 사용되었을 때의 SER 성능이다. 스케줄링 집합은 SS를 사용한 것으로 가정했다. MSS 의 경우는 채널 놈이 큰 안테나만 선택했기 때문에, 각각의 안테나의 채널 상황은 좋지만, 선택된 안테나끼리의 상관도는 커지게 된다.
- 앞서 언급했듯이, 본 논문에서는 FDD 방식이 가정되었다. 이 경우 각 사용자는 모든 안테나를 통해서 기지국으로 스케줄링용 채널 탐색 신호(channel probing signal)을 전송한다.
- 이 경우 각 사용자는 모든 안테나를 통해서 기지국으로 스케줄링용 채널 탐색 신호(channel probing signal)을 전송한다. 이때, 모든 사용자의 모든 안테나의 채널 탐색 신호를 기지국에서 정확히 수신할 수 있다고 가정한다. 따라서, 기지국은 시스템 내의 모든 안테나 채널을 추정할 수 있지만, 각 사용자들은 채널 정보를 가지고 있지 않다.
- 이때를 공간 자유도(spatial degrees of freedom)라 한다. 이러한 공간 자유도의 문제는 단일 사용자 MIMO 시스템에서의 논의와 매우 유사하며 也 공간 자유도를 초과한 개수의 스트림의 용량이 시스템의 합 채널 용량에서 차지하는 비중은 미미함이 알려져 있다본 논문에서의 다루는 상황은 이므로 스케줄러 설계시 최대 些 개의 스트림, 즉 舞개의 안테나를 선택하도록 가정하게 된다. 따라서, 지금까지 가정한 스케줄러 q의 목적이」VrXK 차원의 H/] 아닌, 모든 가능한 안테나 채널의 집합에서 NrXNr 차원의 鸟를 골라내는 것으로 바뀌게 된다
- 그림이다. 평균 수신 SNRe 역시 5dB로 가정되었고, 안테나 수와 사용자 수는 변수로 가정되어있다. 먼저 사용자 수에 따른 성능차이를 보기 위해가장 왼쪽의 두 선을 보자.
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