Core Concepts
대규모 MIMO 시스템에서 전자기장 제약 하에서 최소 데이터 전송률을 최대화하는 전력 제어 기법을 제안한다. 셀 프리 대규모 MIMO와 셀룰러 대규모 MIMO 시스템을 비교하여 전자기장 제약 하에서 셀 프리 시스템이 더 나은 성능을 보임을 입증한다.
Abstract
이 논문은 대규모 MIMO 시스템에서 전자기장(EMF) 제약 하에서 최소 데이터 전송률을 최대화하는 전력 제어 기법을 다룬다.
다운링크 및 업링크 전송에 대한 EMF 노출을 모델링한다. 다운링크의 경우 입사 전력 밀도(IPD)를, 업링크의 경우 비흡수율(SAR)을 고려한다.
셀 프리 대규모 MIMO(CF-mMIMO) 시스템과 셀룰러 대규모 MIMO(MC-mMIMO) 시스템에 대해 EMF 제약 하에서 최소 데이터 전송률을 최대화하는 최적 전력 제어 문제를 각각 정식화한다.
CF-mMIMO의 경우 비볼록 최적화 문제를 해결하기 위해 반복적인 근사 기법을 제안한다. MC-mMIMO의 경우 볼록 최적화 문제로 전환되어 전역 최적해를 구할 수 있다.
모의실험을 통해 제안된 전력 제어 기법이 EMF 제약을 만족하면서도 최소 데이터 전송률을 크게 향상시킬 수 있음을 보인다. 또한 CF-mMIMO가 MC-mMIMO에 비해 우수한 성능을 보임을 확인한다.
Stats
제안된 전력 제어 기법을 적용하면 EMF 제약을 만족하면서도 최소 데이터 전송률이 크게 향상된다.
CF-mMIMO 시스템은 MC-mMIMO 시스템에 비해 더 나은 성능을 보인다.
사용자 수가 많을수록 CF-mMIMO의 성능 이점이 더 두드러진다.
Quotes
"EMF 안전 제한은 데이터 전송률을 크게 저하시키지 않고도 쉽게 충족될 수 있다."
"제안된 전력 제어 전략은 시스템의 공정성을 크게 향상시킨다."
"CF-mMIMO는 다중 셀 대규모 MIMO 배치보다 우수한 성능을 보인다."