マルチユーザMIMOにおけるユーザ数選択・電力配分方法

摘要

Multiuser (MU) - multiple input multiple output (MIMO) techniques are attractive since they allow a small number of antennas at user stations (STAs) to increase the downlink spectrum efficiency. Although MU-MIMO requires accurate channel state information (CSI) at the transmitter, CSI at the transmitter (CSIT) suffers from estimation errors in practical systems because of quantization error, time varying channels, and the distance between the access point (AP) and STA. The CSIT error causes inter user interference (IUI), which degrades the transmission performance in MU-MIMO. We propose a power allocation scheme that overcomes the transmission performance deterioration due to the imperfect CSIT. The scheme identifies the primary STA and then calculates the ratio of the transmission power for the primary STA and that of the other STAs based on CSIT error information. The scheme reduces the transmission performance degradation in the STA with large CSIT error while increasing the sum rate compared to single user MIMO (SU-MIMO) systems.%高い周波数利用効率を実現する技術としてマルチユーザMIMO技術が注目されている。マルチユーザMIMO技術は、少数のアンテナを有する複数めユーザ端末に対し、チャネル情報を用いてユーザ間干渉を抑圧するように送信ウエイトを決定し、同時刻、同一周波数で複数のユーザ端末と通信することを可能にする。しかし、チャネル情報に誤差が生じると、ユーザ間干渉が生じ、伝送特性の劣化を招く。チャネル推定誤差は、通信路の信号対雑音電力や量子化誤差、チャネルの時変動により生じる。本報告では、ユーザ端末に対してそれぞれ推定誤差が生じる環境を考え、それらの誤差量の情報を基地局が推定可能なシステムにおける誤差量に基づくユーザ数選択方法を提案する。提案方法に基きユーザ数を判定し電力配分することで、送信アンテナ4素子、受信アンテナ1素子、4ユーザの環境で、Achievable bit rateの累積確立分布の1%値を2.1倍改善することを確認した。