DOI QR코드

DOI QR Code

Antenna Selection Scheme for BD Beamforming-based Multiuser Massive MIMO Communication Systems

BD 빔포밍을 이용한 다중 사용자 기반 거대 안테나 통신 시스템용 안테나 선택 기법

  • 반태원 (경상대학교 정보통신공학과, 해양산업연구소) ;
  • 정방철 (경상대학교 정보통신공학과) ;
  • 박연식 (경상대학교 정보통신공학과)
  • Received : 2013.05.01
  • Accepted : 2013.05.24
  • Published : 2013.06.30

Abstract

Intensive researches on multiuser-based Massive MIMO are performed to increase the spectral efficiency. Although the Massive MIMO scheme based on huge number of antennas inevitably causes hardware and computational complexity in baseband and radio frequency (RF) elements, the problem can be mitigated without serious performance degradation by limiting the number of baseband and RF elements below the number of transmit antennas of base station and opportunistically selecting transmit antennas according to channel states. Accordingly, this paper proposes a simple antenna selection scheme for multiuser-based Massive MIMO systems.

부족한 주파수 자원의 효율성을 높이기 위하여 다중 사용자 기반 Massive MIMO에 대한 활발한 연구가 이루어진다. 이렇게 많은 송신 안테나를 사용하는 Massive MIMO 기술은 기지국의 기저대역 (Baseband)과 Radio Frequency와 같은 전송단의 하드웨어 복잡도와 빔포밍 벡터 계산량이 급격히 증가시키는 문제를 야기한다. 이러한 문제점은 기지국에서 전송단의 개수를 송신 안테나 수보다 작게 제한하고, 전체 송신 안테나들 중에서 채널 상태를 고려하여 전송단의 개수에 해당하는 안테나만을 선택하여 데이터를 전송함으로써 큰 성능 저하 없이 해결될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 다중 사용자 기반의 Massive MIMO 시스템에 적용할 수 있는 간단하고 효율적인 안테나 선택 기법을 제안한다.

Keywords

References

  1. K. Dong, N. Prasad, X. Wang, and S. Zhu, "Adaptive antenna selection and Tx/Rx beamforming for large-scale MIMO systems in 60 ghz channels," EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, http://jwcn.eurasipjournals.com/content/2011/1/59, 2011
  2. G. Lee, J. Park, Y. Sung, and J. Seo, "A new approach to beamformer design for massive MIMO systems based on k-regularity," IEEE GLOBECOM, June 2012
  3. R. W. Heath, S. Sandhu, and A. Paulraj, "Antenna Selection for Spatial Multiplexing Systems with linear receivers," IEEE Commun. lett., Vol. 5, no. 4, pp. 142-144, Apr. 2001. https://doi.org/10.1109/4234.917094
  4. A. F. Molisch, M. Z. Win, Y. S. Choi, and J. H. Winters, "Capacity of MIMO systems with Antenna Selection," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 4, no. 4, pp. 1759-1772, July 2005. https://doi.org/10.1109/TWC.2005.850307
  5. R. Chen, J. G. Andrews, and R. W. Heath, "Efficient transmit antenna selection for multiuser MIMO systems with block diagonalization," IEEE GLOBECOM, pp. 3499 - 3503, Dec. 2007
  6. F. Wang and M. E. Bialkowski, "Fast transmit antenna selection scheme employing block diagonalization for multiuser MIMO system," Asia-Pacific Microwave Conference, pp. 2087-2090, Dec. 2010
  7. J. Feng and J. Wang, "A low complexity antenna selection algorithm for multiuser MIMO systems," International Conference on CECNet, pp. 4630-4633, Apr. 2011
  8. G. -H. Lin and S.-H. Tsai, "Performance analysis and algorithm designs for transmit antenna selection in linearly precoded multiuser MIMO systems," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 61, no. 4, pp. 1698-1708, May 2012 https://doi.org/10.1109/TVT.2012.2190435
  9. 이병수, 반태원, 정방철, "Multiuser Massive MIMO 네트워크에서의 안테나 선택 알고리즘," 제23회 정보.통신 합동학술대회, 2013년 5월.
  10. S. Shim, J. S. Kwak, R. W. Heath, and J. G. Andrews, "Block diagonalization for multi-user MIMO with other-cell interference," IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 7, no. 7, pp. 2671-2681, July 2008. https://doi.org/10.1109/TWC.2008.070093