본 논문에서는 다중 사용자 다중 안테나 하향링크 시스템에서 maximal ratio transmission (MRT) 기법 사용 시, 에너지 효율을 최대화하는 최적의 송신 안테나 수에 대해 알아본다. Full channel state information at the transmitter (CSIT) 환경에서 평균 채널 이득, 각 단말 간 채널 독립성, 평균 path loss를 사용하여 최적화 식을 근사하고 편미분을 이용하여 closed form으로 최적의 송신 안테나 수를 구한다. 또한 limited feedback 환경에서는 동일한 방법으로 근사한 목적함수에 대하여 bisection method를 이용하여 최적의 송신 안테나 수를 찾는다. 모의실험 결과를 통해, 구해진 최적의 송신안테나 수가 exhaustive search로 찾은 최적의 송신안테나 수에 비해 오차가 크지 않음을 확인하고, 단말의 피드백 비트 수가 최적의 송신 안테나 수에 미치는 영향을 분석한다.
We propose an optimal number of transmit antennas which maximizes energy-efficiency (EE) in multi-user massive multiple-input multiple-output (MIMO) downlink system with the maximal ratio transmission (MRT) precoding. With full channel state information at the transmitter (CSIT), we find a closed form solution by partial differential function with proper approximations using average channel gain, independence of individual channels, and average path loss. With limited feedback, we get a solution numerically by the bisection with approximations in the same manner, and analyze an effect of feedback bits on the optimal number of transmit antennas. Simulation results show that the optimal numbers of transmit antenna getting from proposed closed form solution and exhaustive search are nearly same.
