대규모 MIMO: 우리는 몇 개의 안테나가 필요할까?

우리는 각 기지국(BS)이 많은 수의 안테나 N을 갖춘 다중 셀 MIMO 업링크 채널을 고려한다. BS는 사용자 단말기(UT)가 전송한 파일럿 시퀀스를 기반으로 자신의 채널을 추정하는 것으로 가정한다. 최근 연구에 따르면, N이 무한히 증가할 때, (i) 가장 간단한 형태의 사용자 검출, 즉 매칭 필터(MF)가 최적이 되고, (ii) UT당 전송 전력이 임의로 작아질 수 있으며, (iii) 시스템 성능은 파일럿 오염에 의해 제한된다. 이 논문의 목적은 위의 결론이 크지만 유한한 N에 대해 얼마나 유효한지를 평가하는 것이다. 특히, 우리는 궁극적인 성능의 η %를 달성하기 위해 UT당 몇 개의 안테나가 필요한지를 도출한다. 그런 다음, 더 정교한 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 검출을 통해 얼마나 많은 이점을 얻을 수 있는지와 같은 성능을 달성하기 위해 MF가 필요한 추가 안테나 수를 연구한다. 우리의 분석은 무작위 행렬 이론의 새로운 결과에 의존하여, 선형 수신기 클래스의 달성 가능한 전송 속도의 정확한 근사를 도출할 수 있도록 한다.