マルチユーザマルチアンテナOFDMシステムにおける高いシステムキャパシティと公平性を達成するランダムビームフォーミング方式

摘要

本稿では，マルチユーザマルチアンテナOFDMシステムにおいて高いシステムスループットやユーザ間の公平性を達成するランダムビームフォーミング方式を提案する．提案方式では、，基地局(BS)は各ユーザからフィードバックされた，ランダムユニタリ行列で形成された各サブキャリアの全ビームに対するSignal-to-Interference-Plus-Noise Ratio (SINR)から，各ビームに対して最も高いSINRを選択し，ビームどとに各サブキャリアのSINRの合計を計算する．次にBSは，最も高いSINRを持つユーザに割り当てる各サブキャリアのビーム数を決定し，SINRの合計が高いビームから順にユーザに割り当てる．残りのビームに対しては，ユーザ間の公平性を実現，すなわちユーザ間のキャパシティ差を小さくするため，キャパシティと平均キャパシティの比を使用するProportional Fairness (PF)アルゴリズムを適用し割り当てる．計算機シミュレーションの結果，提案方式は，最大のSINRを持つユーザに割り当てるビーム数やPFアルゴリズムで使用する平均キャパシティの更新重みを変化させることで，システムキャパシティとユーザ間の公平性を調節できることを示す．また，大きなSINRを持つビームから割り当てることで，同じ割り当て法でもユーザ間のより高い公平性を実現できることを示す．