Low complexity MIMO scheduler based on limited channel quality information = 제한된 채널 품질 정보를 이용한 낮은 복잡도의 MIMO 스케줄러

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The multiuser diversity has a potential to provide very significant performance boosts to wireless system. Combining multi-element antenna systems with radio resource management are the practical solution to increase system capacity in multiuser environment. In this thesis, the system is limited in a way that the station should be able to run scheduling with channel quality information reported from mobile users. Two utility functions are proposed for low SNR and high SNR respectively and the algorithm to maximize a utility function is derived.Complexity of MIMO scheduler is considered in two aspects: the computational complexity of a algorithm and the amount of feedback information. To reduce a computational complexity of scheduling, the heuristic algorithm named as the max-SINR algorithm is proposed in the broadcast channel that offers remarkable computational speed-up and shows little performance gap compared with the optimal algorithm. The max-norm algorithm is proposed in the multiple access channel. It is proved that max-norm algorithm is equivalent to the full search algorithm for low SNR and shows asymptotically same performance with the full search algorithm for high SNR.In order to reduce the amount of feedback, the selective multiuser diversity (MUD) concept, that the only channel having larger channel quality than the threshold level is reported, was adopted. By adopting the selective MUD, it is possible to reduce the amount of feedback significantly with little performance degradation by setting the threshold level properly.

국문 초록 (Abstract)

다중 사용자 다이버시티는 무선 링크에서 큰 성능 향상을 가져올 것으로 기대되며 다수의 안테나와 무선 자원 관리의 결합은 시스템 용량 증대를 위한 핵심 기술이다. 본 논문에서는 MIMO 스케줄링 시 피드백 되는 데이터를 채널 품질 정보로만 한정하고 있으며 기지국에서는 이를 바탕으로 스케줄링을 수행하도록 하였다. SNR이 높은 환경과 낮은 환경에서의 유틸리티 함수를 각각 제안 하였으며 주어진 유틸리티 함수를 최대화하는 알고리즘을 유도하였다.MIMO 스케줄러의 복잡도는 알고리즘 계산의 복잡도와 피드백 데이터의 양으로 나뉠 수 있다. 계산의 복잡도를 줄이기 위하여 하향 링크의 경우 max-SINR 알고리즘을 제안 하였으며 큰 성능 저하 없이 복잡도를 줄일 수 있음을 확인하였다. 상향 링크의 경우 max-norm 알고리즘을 제안 하였으며 이는 낮은 SNR을 위한 유틸리티 함수에서는 최적이며 높은 SNR을 위한 유틸리티 함수에서는 접근적으로 최적의 성능에 가까워짐을 증명하였다.피드백 데이터의 양을 줄이기 위한 방안으로 selective MUD를 도입하였으며 특정 기준값 이상이 되는 채널 품질 정보만 전송함으로써 시스템 용량의 큰 저하 없이 피드백 데이터의 양을 효과적으로 줄일 수 있음을 확인하였다.