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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 姜忠求
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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본 논문은 다중 사용자 MIMO 시스템에서 셀 평균 수율의 성능 향상을 위해 채널 정보의 feedback과 beamforming 기법을 다룬다. 여기서, 기지국에서 사용자 선택을 위해 단말은 pre-coding matrix index (PMI)와 channel quality indication (CQI) 정보를 보고하며, 이때 일반적으로 정해진 수의 PMI와 코드북의 크기를 적용한다. 본 논문에서는 셀 내의 단말의 수, 선택되는 사용자의 수, 그리고 코드북(codebook)의 크기가 best companion grouping (BCG) 방식 스케쥴링의 성능에 복잡하게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이 때, 셀 내의 사용자 수와 코드북의 크기에 따라 동시에 스케쥴링 되는 사용자들의 그룹이 형성될 수 있는 확률이 달라지며, 주어진 피드백 오버헤드의 범위 내에서 피드백하는 PMI의 수와 사용하는 코드북의 크기를 적응적으로 선택함으로써 시스템의 평균 수율 성능을 최적화할 수 있음을 보였다. 이와 같이 시스템의 부하에 따라 코드북 크기를 동적으로 변경하여 최적의 성능을 유지할 수 있는 구조를 확보할 수 있다.
한편, 단일 셀에서 동일한 대역을 사용면서 2개의 수직 빔을 이용하는 conventional double-beam tilting (CDT)을 위해 최적의 각도를 결정하는 문제를 정식화하고, sub-optimal solution으로 K-means and interference algorithm (KIA)를 제안한다. 또한, 주파수 대역을 분할하여 각 빔이 서로 미치는 간섭을 완화하는 fractional frequency double-beam tilting (FFDT) 방식을 제안하고, 이를 통해 CDT에서 발생하는 빔간의 간섭(inter-beam interference: IBI)과 빔간의 부하 불균형 문제를 완화시키는 것을 확인한다. 한편 double beam의 성능을 1개 빔을 사용하는 conventional one-beam tilting (COT)과 비교하고자 하며, 이때 FFDT와 COT의 해는 KIA의 특별한 경우(special case)로서 sub-optimal solution을 구할 수 있음을 보인다. 추가적으로 시스템 레벨 시뮬레이션을 단일 셀과 다중 셀 환경에서 FFDT, CDT, COT 방식의 성능을 제시하고, 다중 셀 환경에서는 FFDT의 성능이 다른 방식과 비교하여 높은 수율을 보이는 것을 확인한다. 또한 단일 셀에서 제안한 KIA가 다중 셀에서는 이들 세가지 방식의 sub-optimum 해가 되는 것을 보인다. 이와 같이 다중 셀 환경에서도 KIA를 통해 FFDT 방식의 sub-optimal solution를 만족할 수 있고, 이를 통해 전체적인 셀 평균 수율의 향상을 기대할 수 있다.
한편, 단일 셀에서 동일한 대역을 사용면서 2개의 수직 빔을 이용하는 conventional double-beam tilting (CDT)을 위해 최적의 각도를 결정하는 문제를 정식화하고, sub-optimal solution으로 K-means and interference algorithm (KIA)를 제안한다. 또한, 주파수 대역을 분할하여 각 빔이 서로 미치는 간섭을 완화하는 fractional frequency double-beam tilting (FFDT) 방식을 제안하고, 이를 통해 CDT에서 발생하는 빔간의 간섭(inter-beam interference: IBI)과 빔간의 부하 불균형 문제를 완화시키는 것을 확인한다. 한편 double beam의 성능을 1개 빔을 사용하는 conventional one-beam tilting (COT)과 비교하고자 하며, 이때 FFDT와 COT의 해는 KIA의 특별한 경우(special case)로서 sub-optimal solution을 구할 수 있음을 보인다. 추가적으로 시스템 레벨 시뮬레이션을 단일 셀과 다중 셀 환경에서 FFDT, CDT, COT 방식의 성능을 제시하고, 다중 셀 환경에서는 FFDT의 성능이 다른 방식과 비교하여 높은 수율을 보이는 것을 확인한다. 또한 단일 셀에서 제안한 KIA가 다중 셀에서는 이들 세가지 방식의 sub-optimum 해가 되는 것을 보인다. 이와 같이 다중 셀 환경에서도 KIA를 통해 FFDT 방식의 sub-optimal solution를 만족할 수 있고, 이를 통해 전체적인 셀 평균 수율의 향상을 기대할 수 있다.
목차
제 1 장 서 론제 2 장 다중 사용자 MIMO 시스템의 사용자 스케쥴링을 위한 동적 피드백 기법제 1 절 시스템 모델제 2 절 반송파 집성을 고려한 셀간 분산 협력 스케쥴링1. 피드백 정보와 사용자 선택 방식2. 성능 분석제 3 절 동적 피드백 선택 방식의 성능제 3 장 다중 사용자 MIMO 시스템에서 두 개의 수직 빔 조절을 통한 수율 최적화제 1 절 시스템 모델제 2 절 단일 셀에서의 beam tilting 기법 및 성능1. CDT 기법의 성능2. FFDT, COT 기법의 성능제 3 절 다중 셀에서의 beam tilting 기법 및 성능1. CDT 기법의 성능2. FFDT 기법의 성능제 4 절 시뮬레이션 결과1. 단일 셀 성능2. 다중 셀 성능제 4 장 결론참고 문헌
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