In this thesis, we consider zero-forcing beamformer design in multi-input single-output (MISO) broadcast channel based on k-regularity. k-regularity (or k-regular structure) is a new beamformer design paradigm for massivemulti-inputmulti-output (MIMO) systems proposed by Lee et al. [1]. In k-regular beamforming structure, each data stream is assigned to k out of N available transmit antennas. Thus, each data stream is multiplied by
only k complex gains instead of N before transmission. Two zero-forcing beam design problems under k-regular structure are considered. First, we tackle whether zero-forcing beamforming is feasible with k-regular structure in MISO broadcast channel. Then, the problem of how to determine the optimal position of k transmit antennas for each data stream is considered. The second problem can be solved by the combinational approach (bruteforce search), but it will incur intractable computational complexity. Two zero-forcing beam design algorithms under k-regularity based on successive elimination strategy are proposed to reduce the computational burden. The proposed algorithms are shown to yeild almost the same performance to that which can be obtained by the combinational approach while having much smaller computation complexity. Moreover, it is shown that proposed
algorithms achieve superior performance than random selection algorithm.
다중-입력 단일-출력 브로드캐스트 상황에서 k-regularity를 기반으로 하는 제로포싱 빔 디자인 문제를 고려하였다. k-regularity란 각 데이터 스트림이 모든 안테나에 할당 되지 않고 k개의 안테나에만 할당 된 후 각각 복소수 이득이 곱해져 처리됨으로써 하드웨어 복잡도를 감소 시키기 위한 구조이다. 이러한 k-regular 구조 상에서 각 유저의 빔포밍 벡터는 임의의 k에 대해서 제로 포싱 제약 조건을 만족 할 수 있게 디자인 될 수 있음을 보였고, 각 유저의 빔포밍 벡터 디자인 문제는 각각 독립적으로 고려 될 수 있음을 보였다. 그 결과 최종 문제는 어떠한 방법으로 k 안테나에 할당 될 것인가에 대한 문제인데, 모든 경우를 다 고려해 보는 조합적 접근으로 해결 할 수 있다. 하지만 조합적 접근의 경우 많은 계산 복잡도가 필요로 하게 되고 따라서 연속적 제거 기법을 토대로 한 계산량 복잡도를 충분히 줄일 수 있는 두 가지 알고리즘을 제안하였다.
