배열안테나 빔포밍 학습과정의 성능 분석 및 개선

초록

본 논문은 밀리미터파 통신에서 흔히 사용하는 배열안테나 시스템의 학습 성능에 대해 고찰한다. 특히, 송신 빔포밍(beamforming)과 수신 빔포밍을 동시에 사용하는 시스템의 학습과정의 특성에 대해 분석한다. 단일 데이터 스트림만 전송하는 경우뿐만 아니라 공간다중화를 이용한 다중 데이터 스트림 전송의 경우도 고려한다. 빔포밍 벡터로 어느 방향이나 다 가능한 이상적인 상황을 가정했을 경우와 그렇지 않고 유한 개의 벡터로 이루어진 집합 내의 벡터들만 빔포밍 벡터로 사용할 수 있는 실제적인 경우를 각각 고려하여 학습 성능의 특성을 분석하였다. 이상적인 상황과는 다르게 실제적인 시스템에서의 특징은 학습결과가 광역 최적점이 아닌 지역 최적점에 갇히게 되는 경우가 발생한다는 것이다. 이러한 결과에 동기를 얻어서, 실제적인 시스템에서 기존의 일반적인 학습알고리즘보다 개선된 성능을 갖는 방안을 제안하고 그 성능 이득의 정량적 값을 시뮬레이션을 통해 계산하여 제시한다.

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