In this paper, we propose two successive multi-cell beamforming schemes for downlink multiple-input single-output (MISO) cellular networks. In the proposed multi-cell beamforming schemes, base stations (BSs) successively determine their beamforming vectors to effectively reduce the amount of sharing information and computational complexity. Our numerical results show that the proposed schemes provide reasonable BS coordination gains while they effectively reduce the amount of information shared between BSs and computational complexity. It is also shown that the optimized order of successive multi-cell beamforming can notably enhance BS coordination gains.
최근 이동 통신 분야에서 높은 정보 전송률을 위한 다중 안테나 기법이 널리 사용되고 있다. 다중 안테나 시스템은 단일 안테나 시스템과 비교했을 때, 전력과 주파수의 증가 없이 주목할 만한 성능의 향상을 얻을 수 있다.
그러나 다중 안테나 시스템을 기존 셀룰러(구획) 방식에 적용하였을 때, 각 구획된 셀의 기지국에서의 신호가 다른 셀의 사용자에게 간섭으로 영향을 미칠 수 있으며(셀 간 간섭) 이는 전체 시스템에서의 성능에 심각한 열화를 가져온다. 이러한 셀룰러 시스템에서의 간섭을 완화하는 해결책으로서 다수의 기지국 간 조정을 통한 빔포밍 방법이 적용되고 있다. 기지국 간 조정을 통한 빔포밍 방법은 기지국 간 채널 정보의 공유를 통해 가능하며, 공유되는 채널 정보의 양에 따라서 기지국간 조정을 통한 간섭의 양이 결정되어 진다.
빔포밍을 설계하는 방식은 중앙에서 채널 정보를 모아서 직접 처리하여 각 기지국에 분배하는 방식과 각 셀의 기지국에서 직접 분산적으로 처리하여 설계하는 방식으로 나뉘어진다. 중앙직접처리방식은 분산적인 처리 방식에 비하여 좋은 성능을 얻을 수 있지만 계산량이 증가하는 단점이 있다.
본 논문에서는 제한적인 네트워크 조합을 통한 연속적인 빔포밍 설계 기술을 제안한다. 제한적인 네트워크 조합은 분산처리방식으로서 셀이 순차적으로 하나의 네트워크가 만들어지며, 연속적으로 기지국에서의 빔포밍을 설계하게 된다. 순차적으로 만들어지는 제한된 네트워크 모형에 따라 분산처리 하는 방식을 통해서, 공유되는 정보의 양을 줄일 수 있으며, 빔포밍을 설계하는 계산량을 효과적으로 줄일 수 있다.
