Large-scale antenna array, with appropriate signal processing, provides the multiple signal paths, thereby higher data rate and more reliable communication can be achieved. In Green Communication, the design of the large-scale antenna system pursues an energy efficiency. In the previous works, the authors has focused on the effect of unlimited number of transmit antennas which results in reduction of fading impairment and improves data throughput and reliability. In this paper, we investigate the energy efficiency for multiple cellular systems with large-scale antenna array at base stations (BSs). In particular, to apply a practical transmit power of the BSs, we propose a practical transmit power model where the model applies increased power consumption of BSs along the increase on the number of transmit antennas. The transmit power model considers not only transmit power on the power amplifier but also circuit power dissipated by analog devices. Through construction of power model and modification of energy efficiency formulation based on established transmit power model, we demonstrate and analyze the tendency of the energy efficiency and we show that the energy efficiency reaches a maximum point at the certain number of transmit antennas.
신호 처리에 사용하는 대규모 안테나 배열은 여러 신호 경로를 제공함으로써 높은 데이터 전송률과 안정된 통신을 가능하게 한다. 그린 통신의 측면에서 대규모 안테나 시스템은 에너지 효율의 측면에 이점을 줄 수 있다. 이전의 연구에서는 수 없이 많은 송신 안테나를 이용하여 페이딩 불일치를 줄이고 데이터 전송량과 통신 안정성을 높이는데 집중해왔다. 이 연구에서는 기지국에서 대규모 안테나 시스템을 갖는 다중 셀룰러 네트워크에서의 에너지 효율성을 볼 것이다. 특히 기지국에서의 실질적인 송신 전력 모델을 적용하기 위해 안테나 수에 따라서 소모량이 증가하는 실용적인 송신 전력 모델을 제안한다. 송신 전력 모델은 신호를 보내는데 쓰이는 전력 뿐만 아니라 회로에서의 소모 전력도 고려한다. 제안한 전력 모델을 기반으로 전력 모델의 정립과 에너지 효율 식의 개선을 통해, 가정된 환경에서의 에너지 효율 경향을 분석하고 최고의 에너지 효율을 보이는 송신 안테나의 개수를 찾아본다.
