Effect of transmit power on the optimal number of feedback bits in dense cellular networks

셀룰러 네트워크에서 송신파워가 최적의 피드백 정보량에 미치는 영향에 관한 연구

In this paper, a dense cellular network is considered in which each base station equipped with multiple antennas simultaneously communicates with multiple single-antenna users. Based on limited feedback, each user feeds back its quantized channel state information (CSI) to its associated transmitter, and the transmitter broadcasts multiple data streams prepared for the scheduled users using a space-division multiple access scheme. As the amount of CSI is limited at the transmitter, the downlink throughput increases with the number feedback bits. However, the increased number of feedback bits requires the correspondingly increased amount of uplink resources. Thus, an appropriate balance between the downlink throughput and the uplink resource usage should be considered in realistic systems. A net spectral efficiency defined in this context is used in this paper, and the optimal number of feedback bits that maximizes the net spectral efficiency is analyzed. This paper particularly focuses on the case when the received signal power is much smaller than the noise power.

본 논문은 복수의 안테나를 보유한 기지국이 잡음제한 된(noise-limited) 셀룰러 환경에서 복수의 단일 안테나 사용자와 동시에 통신 하는 시스템을 고려한다. 각 사용자는 제한된 피드백을 통해 송신부에 자신의 채널 상태 정보를 공유하고 송신부는 공유된 채널 정보를 바탕으로 다중사용자 기반의 공간다중화를 진행한다. 채널 정보가 제한되어있기 때문에 시스템의 하향링크 데이터 율은 채널 정보의 피드백 양에 비례한다. 하지만 피드백 양이 증가하면 피드백에 사용되는 상향링크의 자원소모가 동시에 증가하기 때문에, 실제의 통신시스템은 하향링크 통신량과 상향링크 제어정보량 사이의 균형을 적절히 고려할 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 측면을 고려하여 정의된 순(net) 주파수 효율을 사용하며 이를 최대화 하는 최적의 피드백 양을 분석한다. 특히, 단말의 수신 파워가 수신 노이즈에 비해 낮을 때의 시스템의 최적 피드백 양을 주로 연구한다.