The pilot reuse issue in massive multi-input multi-output (MIMO) antenna systems with interfering cells is closely examined. This paper considers scenarios where the ratio of the channel coherence time to the number of users in a cell may be sufficiently large. One such practical scenario arises when the number of users per unit coverage area cannot grow freely while user mobility is low, as in indoor networks. Another important scenario is when the service provider is interested in guaranteeing a maximum sum rate over some subset of users rather than over all users in the cell. A sum-rate comparison analysis shows that in such scenarios less aggressive reuse of pilots involving allocation of additional pilots for interfering users yields significant performance advantage relative to the case where all cells reuse the same pilot set. For a given ratio of the normalized coherence time interval to the number of users per cell, the optimal pilot assignment strategy is revealed via a closed-form solution and the resulting net sum-rate is compared with that of the full pilot reuse. Moreover, in a practical scenario of prioritized user groups similar analysis is performed for maximizing net weighted-sum-rate, which reinforces the necessity of appropriate pilot assigning strategy.
초다중 안테나 시스템은 송수신기 안테나 수를 사용자 수에 비해 훨씬 증가시키는 방식으로, 달성가능한 통신효율을 늘릴 수 있다는 가능성 때문에 차세대 무선통신기술로 각광받고 있다. 허나, 인접한 셀 간의 파일럿 신호 재사용으로 인한 파일럿 오염효과가 그 가능성을 제한하기에 본 학위논문에서는 통신효율을 최대화하기 위한 파일럿 신호의 적합한 배치를 제안한다. 코히런트 시간 (coherent time) 내에 이용가능한 자원이 주어져 있을 때, 얼마만큼의 시간을 파일럿 전송에 할당해야하며 어떤 방식으로 시스템 내 사용자들에게 파일럿 신호를 분배할지에 대해, 수학적인 증명을 기반으로 한 닫힌-형태의 해결책 (closed-form solution)을 제시한다. 최적의 파일럿 배정방법은 기존의 파일럿 배정방법에 비해 괄목할만한 통신 효율 개선을 보였다. 또한, 셀 내의 사용자들이 중요도에 따라 분류되어 있는 현실적인 상황에서도 최적의 파일럿 배정방법이 기존의 파일럿 배정방법에 비해 큰 성능 개선을 가져온다는 것을 확인할 수 있었다.
