Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   3 ,  June   2020 ,  pp.  3275 ~ 3283   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v10 i 3 . pp3275 - 32 83          3275       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Network   effici en cy enh ancement b y rea ctive chann el state  based  allocatio n schem e       Umesh a G .   B . ,  M .   N .   S hanm ukh a  Sw am y   Depa rtment   o f  E le c troni cs  and  C om m unic at ion  E ngine er ing ,   Sri  Ja y ac h amara je ndra   Coll ege o f  Engi n ee ring   (S JCE) ,   Indi a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   10 , 201 9   Re vised  Dec   11 ,   20 19   Accepte d  J an   8 , 2020     Now   a  day   th e   la rge   MIM O  h as  conside red   a s  the   eff ic i ent   a pproa ch  to   improve  the   spec tral  and  ene rg y  eff ic i ency   a t  W MN .   Ho weve r,   the   PC   is     a  big  issue  th at   ca used  b y   re using  sim il ar  pil o t  seque nc e  a t  cells,   which  al s o   restr ict  the   p er form anc e  of  m assive  M IMO  net work.  Her e,   we  giv e    the   a lt e rna t ive   answer,   wher e  ea ch   of  UEs  re quire d  a ll ot ti ng   a  ch annel   seque nce s  b efo r e  passing  the  pa y loa d   data,  so  as  to   avo id  the   cha nn el  col li sion  of  inter - cell .   Our  pr oposed  protoc ol   will   rea d y   to   det ermine     the   ch anne l  col l isions  in  distri b ute d  and  sc alabl e  proc ess,  howe ver   givi ng   unique   prope r ties  of  the   la rg e   MIM O  cha nnel s.  Here   we  ha ve  proposed     a  RCS A  (Rea ct i ve  cha nne l  state   base d  al lo ca t io n)  sche m e,   whic h  will   ver y   produc ti v ely   w ork  with  the   R AP   bloc ker s  at  la rge   n et wo rk   of  MIM O.     The   positi on  of  ti m e - fre quen c y   of  RAP   bloc ks    is  m odifi ed  in  the   m iddl e  of  the   adjac en t  ce l ls,  bec ause   of  t his  design  dec ision  the   RAP   def end  from     the   har d est  t ypes  of  interfe r enc e   at  inter - ce l l.   Furth er,   to  valida t e     the   per form ance   of  our  propose d  sche m e  it   will   be  compare d  with  othe r   exi sting   techniq ue.   Ke yw or d s :   Ba se  sta ti on s   ( BSs)   M ulti ple - in m ulti ple - ou t  (MIMO )   Pil ot  co ntam in at ion   (P C)   Ra ndom   acce ss pro t oco l  (RA P)   User  eq uip m ent’s  ( UEs )   Copyright   ©   202 0   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Um esha G .   B . ,    Dep a rtm ent o f  Ele ct ro nics  and C omm un ic ation   En gin ee rin g ,    Sr i Jay acham araj en dra Coll e ge  of E ng i neer i ng  ( S JCE ) ,    My so re, Ka rn a ta ka,   India .   Em a il :  u m esh2719 @r e diff m ai l.com       1.   INTROD U CTION   Ma ssive  MIM O  is  a  te ch no l og y  wh e re  cel lular  BSs  are  hav i ng   la rg e  num ber   of   a nte nn a s  ( NoA).    It  sho ws  si gn i f ic antly   a m ou nt   of  im pr ovem e nt  in   reli abili ty   an d  ca pacit y  of  the   wi reless  s yst e m ,  al so   it   al lows  i m pr ove  orders   of  m agn it ude  in  the   spe ct ral.   The   e nergy  ef fici ency  is  al s o  can   be   pr ov i de d  t hroug h  relat ively  si m ple  pr oce ss ing   in  m assive  MIM O  (m MIM O) ,  t her e fore   it   has  been   broad ly   stu died  f ro m   la st  two  decad es,   al so   co ns i der e d  at   m any  wir el ess  sta nd a r ds.  As   pe r  the   r andom   m at rix  theo ry  [ 1],  th e  cha nn el   vect or s   in  betwee n  the   B S  an d  UE  bec om e  the  pair wis e  ort hogo nal. Th ere f or e,   it   re su lt s  the  m inim iz at ion   of  sm al l - scal e   fad i ng  an d  un correla te d  noise   ef fect  as   pe r  the  increm ent  of   ante nnas  at   BS  in  t he  MIM O  net wor k.   Subseque ntly ,  the  esse nt ia l  tr ansm itted  ene r gy  as  pe r  bit  al so   ca n  be  as ym pto ti cal ly   l ess  with out  of  m uch   perform ance lo ss [2].   Ther e   are  se ve ral  co ntributi on s   w hich  pro vid e  i ns ig hts  on   t he  e nergy   eff ic ie nt  desi gn   of  syst em ;     in  [ 3],  pro vid e d  the  optim iz a ti on   at   do wn li nk   side  of   m assive  MIM O  syst e m   us ing   ze r o - forcin g  pr e - c od i ng  schem e.  Iterati ve  prot otype  was  co ns id ere d  unde r  a  tru e   power   c onsum pt ion   syst em   in  order   to  i ncr ease    the  ene rg y  e ff i ci ency.  Th ough  the  a ppr oac h  aim ed  to  get  t he  en ha nce d  e nergy  ef fici enc y  at   un if or m   rates   for  the  ever y  us e r,  w it h  co ns ide ring   the  s uitable   channel  sta te   i nfor m at ion .  More over,  a  res ource  al locat io n  based  appr oach   has  pro vid e d  in   [ 4]  to  obta in  the   optim al   ener gy  eff ic ie ncy  with   the  BS  c oord i nation,  the  outc om e  ref le ct ed  that  the  energy  eff i ci e ncy  op ti m izati on   dif ficult y  was  no t  co nvex  but  it   was  a ble  to  transform   into   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une  2020  :   32 7 5   -   32 8 3   3276   the  co nvex  fr a ct ion al   pro gra m m ing .  H ow e ver,  the  a uthor   in  [ 5],  ai m ed  towa rd s  t he  th eor et ic al   in ves ti gation  of   e ne rg y  e ff ic ie ncy  an d  s pec tral   eff ic ie ncy  for  the  m ulti - use r  ty pe  m as si ve  MIM O  syst e m .  It  showe d  so m e   visio ns   on  the  way  for  ante nnas  al locat ion,   al so   der i ved   ne arly   expressio ns   f or   the  nu m ber   of   use rs  th at   are   necessa ry  to  be  serv e d  in  a  ne twork .  Howe ver,  it   did   no t  able  to  pro vid e   the  com plete  structu re  an d  th eref or e   the  co ns i der e d m od el  w as  no t  m uch  p racti cal  to use  furthe r.     Thro ugh  the  c om par ison  with  tra diti on al   s yst e m   of   MI MO  [ 6]  as   s how n  i n  F ig ur e   1 ,   the   la r ge   MIM O  has  m any  ben e fits  su ch  as  the  pro cessi ng   of   m od est   li near   at   BS  and   al so   the  anten nas  usa ge  at   m ob il e  t er m inal.  Wh il e  co ns ide rin g  t he   Tim e  DD   ( div isi on  dupl ex)  at   la r ge  netw ork  of  MIM O,    the  sym m et ric al   pilots  hav e   so m e  resource s  an d  nee d  to  util iz e  in  ad j acent  cel l ular  s pace,   w her e ve r     the  cha nn el   uti li ze  of fers  gro w  f or   the  c hannel  co ntam inati on .  T hat  cau s es  the  ne gative   i m pact,  fo r  e xam ple,  at ta inable  rate  execu ti on  a nd   exactness  est i m at ion   at   the  up li nk  c hannel   [1 ] .  The  a uthor  in  [7 ]   ha ve  thought  about  the  CR - MIM O  (c ogniti ve  rad i o) ,  wh e rev e r  the  inter f eren ce  is  occ urred   becau se  of   the  op ti m al   us ers  of   da ta   tra ns m issio n  an d  t her e f ore  the   esse ntial   us er s  hav e   a ff ect ed   th rou gh  the   c hannel  transm issi on .  I n  [8 ] ,    the  essenti al   us ers  prom ise s  the  QoS  in  la rg e  syst e m   of   MIM O  thr ough  le arn i ng   the   i m pact  of   vast - scal e   essenti al   BS  on   fe w  optim al  networ k  of   MIM O  an d  th rou gh   set ti ng   the  best  interf eren ce  le vel  i n  la rge   netw ork  of  MIM O.  I n  [ 9],  a  pilot  sc hem e  for  la r ge  M IMO  of  co gnit ive  netw ork  has  been  pr opos e d  t o  i m pr ove  the   qual it y  of   c ha nnel   eval uatio n  of  opti m a l  us e rs  with  reduci ng  the  ne gativ e  reacti on  on  e ssent ia l   netw ork  of  c ha nn el   est i m at ion .  I n  [10],  pro pose  a  reciproci ty   wh ic h  is  bas ed  on  la rg e  MI MO  of   beam - f or ci ng   m et ho d,   s o  as   the  UEs  ( us e r  eq uip m ent)  durin g  a  netw ork.   Wh e reas  a  fu ll   sp at ia l  ran ge  s har i ng  at   la rg e   MIM O  of   net work  ha s  bee n  pro posed  [ 11]   wit h  the  m i nim iz ed  over he ad  of   pr e pa ring  to  reduce  t he  PC .   Likewise  it   ut il iz es  2 - D  D FT  ( Discrete   Four ie r  T ra ns f or m )  for  angular  direct ion al   an d  s pread  of     arr ival e stim at i on.           Figure  1.   MIM O netw ork dia gr am       Usu al ly   the  ce ll ular  netw ork   assigns  the  de di cat ed  re sou rces  to  i nd i vidual  act ive  of  UE,   i n  this   m ann er  it   is  vi ta l  fo r  the  B S  to  tran sm i t  tim e - fr eq uen cy   of   resou rces  area.  T he  la r ge   netw ork  of  MIM O  al locat es  al l  asset s  of  ti m e - fr equ e ncy  to   al l  UEs  a nd  c onfi nes  t hem   sp at ia ll y  in  unde rst and i ng  to  t hei r  channel  seq uen ces .  T he re  are  restrict ed  num ber s  of  c hannel  beca us e   of   rati on al   bloc k  siz e,  wh il e  the  co nce pt  of  la rge   MIM O  [ 12 ] , the  i m po rtant ch ann el  use agai n  over th e cel lular area a nd  it  causes  the ch a nn el  contam inati on  of   inter  cel l,  wh i ch  le ads  to w a rd   the  e xtra  i nterf e re nce  [ 13] .  Thi nk i ng   a bout  the  cr ow ded   urba n  sit ua ti on s,    the  num ber   of   act ive  and   i nac ti ve  UEs  pr ese nt  in  the  CN  (c el lular  netw ork )  w hich  is  sig ni ficantl y  m or e  than   the  al l  acce ssible  cha nnel   carrier  gro up i ngs .    I n  this  way  the  cha nne l  can’ t  be  dete rm i ned   f or   al l  tim e  with     the  sp eci fic  U E  in  cel l,  beca us e  of   t his  pr es ent  it   is  nee ded  to  be  de vi ou sl y  al locat ed  an d  de - al l ocated  s o  as  t o  purs ue  it s  unpredict able  rec urre nt  in form at i on  tra ff ic   desi gn.  T he  R AP  (r a ndom   acce ss  prot oco l )  ca n  b e    the  be st  decisi on  f or  this  s or t   of  ch an nel  re s ources  al locat i on ;  howe ve r  th e  desi gn  is  ad di ti on al ly   exp ec te d  to   beat  the  colli s ion   in  de ns e  c el ls  i m m ediat e ly .  In   [ 9],  pr opose d  a  te ch ni qu e  w her e  the   UEs  ca n  rea dy  to  transm it   the  inform ation   unde r  a  c ho se n  ra ndom   channel  from   the  nor m al   po ol,  t his   reduces  t he  e ntra nce  delay s at the c os t  of  c ha nn el   colli sion  t hat c auses  t he  int ra - cel l PC.   The  colli sio n  is  introd uced   be cause  the  gr a ph   c ode  in  [ 14]   and   al so   the  belie f  pro pa gation  is  ta ke n  into  acco unt  to   m od e rate  the  PC  thr ough  ap plyi ng   the  pr i nc iple  of   R AC  ( rand om   acce ss   cod e ).   T he  m a ny  SE   (sp ect ral  eff ic i ency)  ex pressi on s  a re  c on si der e d  in  [15]  and   util iz ed  to  en han ce  t he   prob a bili ty   of   UE   act ivati on   an d  al so   the  channel  le ng th .  Al so ,  the  asy nc hro nous   of   tim i ng   U E  is  sp eci fied  in  [9 ]   so  as  to   determ ine  and  detect   the  c ha nnel   c olli sion   i n  RAP .  Durin g  this  pa pe r,   we  giv e  t he  al te r na ti ve  ans we r,   wh e re   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Ne tw or k Eff ic ie ncy e nhancem ent b y  re activ e chan nel state  base d all oca ti on  sch e me   ( U mes ha G. B . )   3277   ever y  of  U Es   re qu ire d  al lo tt ing   a  c ha nnel   seq uen ce s  befor e   pa ssin g  the  payl oa d  data,  s o  a s  to   av oid    the  channel   col li sion   of   int ra - cel l.  These  represent  the  th ough t  ab out  scen ario  of  payl oa d  transm issi on   within   the  la rg e  MIM O  netw ork  [12 - 13] .  He re,  we  hav e g ot  ta r geted  on  the  urba n  orga nizat ions  with  the  help   of   f e w   init ia l  var ia ti on   of  the  ti m ing  and   pro po se  a  RAP   f or   UEs  t hat  nee d  to  get   the  cel lular  ne twork .  O ur   pro po s ed   protoc ol  will   r eady  to   deter m ine  the  c hannel  colli sio ns   i n  distrib uted   a nd  scal able  pr ocess,  ho wev e r  giv in g   un i qu e   pro pe rtie s  of   t he  la r ge   MIM O  c ha nnel s.  Her e  we  hav e   co ntri bu t ed  a  RC S A  (R eact ive   cha nn e l  sta te   base d  al locat io n)   sc hem e,  whic h  will   ver y  pro duct ively   work   the  R AP   blo cke rs  at   la rg e   netw ork  of  MIM O .   The  posit ion  of   tim e - fr eq ue nc y  of   R AP  bl oc ks     is   m od ifie d  in  the   m idd le   of   t he  a djacent   cel ls,  beca us e o f  t his  desig n decisi on the  RA P  def e nd fro m  the h a rd est  ty pe s  of  i nterf e re nce at i nter - cel l.       2.   LIT ERATUR E SU RV E Y   A  m MIM O  is   on e  of   t he  m os t  well - kn own  te c hnologi es  for  the  wir el ess  com m un ic at ion   an d  at tract ed  the  huge  nu m ber   of   r esearc hers   du e  to  it s  va st  sp at ia l  div ersit y  and   hi gh  data  tra ns m issi on    rate  [16,   17 ] .  Howe ver,  in  m MIM O  syst em ,  the  PC  is  a  big   issue  t ha t  caused   by  reu si ng   sim il a r  pilot  seq uen ce  at   cel ls,  wh ic h  al so   r est rict   the  perf or m ance  of   net work   a nd  can not  be  re duced  t hro ugh  m axi m iz ing   the  NoA  [ 1].  P il ot  or   cha nn el   al locat ion   is  t he  eff ect iv e  pro cess  to  m ini m iz e  the  PC  [1 8 - 20 ] .   I n  pa pe r  [21],   pro po se d  a  pilot  seq uen ce  ba sed  al locat ion   appr oach   in  order   to  m itigate  the  con se quen ce  of   PC  in  m assive   MIM O  syst em ;  firstly   de riv ed  t he  s um   rate  of  up li nk  syst e m   wh e n  the  BS  ante nnas  te nd  to   infi nity .     In   acc orda nce   to  the  der i ve d  ex pr e ssio n,   the  co ntam inati on   of   pilot  is  on ly   i m pairm ent  with  res pe ct   to     the  syst em   per form ance.  A fterw a rds,  pro vid ed   an   op ti m i zed  m od el   of  pilot  al locat io n  in   order  to  i ncr eas e     the  syst em   su m - rate,  wh ere   the  outc om e  is  ob ta i ned   t hro ugh  al l  the  c oncei va ble  al loc at ion s  require d  to  be  exam ined  that  le ads  to wards  the  higher  co m pu ta ti onal  c omplexit y.    In  pa per  [ 22] ,  pro po se d  t he  a synch ron ous  s cheduli ng  a ppr oach  that  base d  upon  t he  f ra ct ion al   re use   o f  pilot  re us e,  wh ic h  al lows   the  us e rs  to  be  fr ee  f ro m   PC  a t  the  tim e  of   up li nk   tra ns m is sion.  In   acc ord ing   to   the  interfe ren c e  le vel,  two  gro ups  are  crea te d  from   the  us ers  that  ca n  be  denoted  a s  center  us e rs,  who’ s   hav i ng  the  m ino r  PC;   al so   the   edge  us e rs,  w ho’s  hav i ng  th e  si m ple  PC  an d  ba sed  upon  t his  di ff e ren ce ,  a  cel l - centric  pilot  set   can  be  reu s ed  for  entire  center  us e rs  in  cel ls;   wh ere as,  a  set   of   cel l - edg e  (CE )  pilot  is  consi der e d  for   the  ed ge  us er s  unde r  the  a djacent  cel ls.  T her e fore,  t he  use d  pilots   thr ough  the   CE  use rs  a r e   ind e pende nt  to   each  oth e r,   so   the  edg e  us er s  able  to  transm i t  pilots  at   any  per i od   of   tim e;  nonetheless,  t he  set   of   pil ot  fo r  ce nter  us e rs  can  be  re us ed  f or  entire  cel ls,  wh ere  the  cel l  center  us e rs  tra ns m it  their  pil ots  ove r     the   non - overla pp e d  ti m es to ev ade  PC.   A  fair  pilot  al locat ion  m et ho d  ha s  pro pose d  in  [23]  f or   t he  m ulti - cel l  m MIM O,   to  r edu ce  t he  P C   eff ect   a nd  incr ease  the  s um   rate  (S R)  of  syst e m   with  assu rin g  the  se r vices  am on g  the   us ers .  Mi n  Le akage   al gorithm   (ML A)   that  i s  a  he ur ist ic   al gorith m   is  pr opos e d  to  reso l ve  the  pro blem   of   optim iz ation   with   lower  syst e m   co m plexity ,  wh il e  c on si der i ng   t he   MLA  can   on ly   deliver  a  s uboptim al   per form ance.  Mo reover ,    a  gr ee dy  pilot  al locat ion   base d  Use r - E xc hange  ap proac h  is  propose d  to  f ur t her   im pr ov e   the  syst e m   S R  a nd     the  serv ic es  a m on g  us ers  [23].  In   [ 24] ,  aut hor  co ns ide re d  the  pr oble m   of   resou rce  al locat ion   f or   the  up li nk  m MIM O  syst em ,   wh ere  the  anten nas  at   BS  are  pri ced  a nd   the  virtua li zat ion   has  done   acro ss  the  s erv ic e   pro vid er s;  th ou gh   the  m ob il e  netw ork  pro vi der   (M NP)  hol ds   the  com plete   infr ast ru ct ur e   of   ante nn a s  de ci des  the  pri ce,  al so  the  Stac kelbe rg  gam e  is  co ns ide red  f or  t he  m axi m iz ati on  of  net  pro f it   of   M NP,  w her eas     the  m ini m u m   SR  necessit ie s  of   se rv ic e  prov i der s  a re  f ul fill e d.   I n  or der  to  res olv e  the   bi - le vel  prob l e m   of   MNP,  init ia ll y  pro vid e d  the  cl os e d - form   op tim al   resp onses  of   se rv ic e  pro vi der s  with  respec t  of   MNP  pri ci ng   strat egies.  The refor e ,  the   M NP   pro blem   can  be  dec reas e  to wards  t he   sin gle  le vel  op ti m iz ation   proces s.  Af te r wa rd s ,  th e  ap prox im at i on s   an d  tra nsf or m at ion s  are  us e d  to  cast   th e  MNPs  dif ficult y  with  the  i ntege r   const raints  to   Signom ia l  geo m et ric  pr ogra m   and ,  t hen  a pp li ed   an  it era ti ve  ap proach  base d  up on   suc cessi ve   conve x  est im ation  i n order  to resol ve  Si gnom ia l geo m et ric  progr am .   Energy  e ff ic ie nt  based  re sour ce  al locat ion  a ppr oach  is  pro po s ed   in  [ 25 ]   f or  the  m ulti - use rs  m MIM O  syst e m s  with  the  am plify - and - forwar d  rela y,  wh e re  the  ded ic at e d  rela y  gu ides  th e  pair wise  inf orm at ion   intercha nge  at   sever al   pa rts  of  sin gle  a nten na   UE.  T he  e ne rg y  e ff ic ie ncy  syst e m   has  the or et ic al ly   exa m ined  thr ough  co ns id erin g  ra ndom   m at rix  theor y  and   huge  syst e m   analy sis,  this  resu lt s  the  optim al   app r ox i m at ion   for  MIM O  syst e m   with  reas onable  NoA.  It  al so   pro vide s  the  s om e  eff ic i ent  ap pro ac hes   with  diff e ren t  ty pe  of   channel  sta te   inform ation  in  or de r  to   increase  the   syst e m   ener g y  eff ic ie ncy   through  sc he du li ng   the  ap pro pr ia te   relay   anten na s  an d,   UE  pa ir s  with  thei r  co rr es pondin g  tr ansm issi on   po wer.  W it h  res pe ct   to   the  co nventio nal  res ource  al locat ion   a ppro ac hes,  the  pro po se d  prot otype  a vo i ds  the  cal culat ion s   of   com plica te d  m at rix  a nd  the  i nst ant  cha nnel   s ta te   inform at io n  of   t he  sm al l - scal e  fad i ng ; s o  it   pr ov i des  e f fici ent   com pu ta ti on   w it h  sm a ll   ov er head   of  cha nn el   sta te   inform at ion .  M os tl y  o f  t he  w orks  a i m ed  on   m axim iz ing   su m - rate  of   U Es  bu t  they   ha ve  not  consi dered  the  delay   ti m e  that  can  decr ease  the  al l  syst e m   per fo rm ance  f or  m assive MIM O  syst em .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une  2020  :   32 7 5   -   32 8 3   3278   3.   PROP OSE D MET HO DOL OGY   Her e ,  w e  ha ve   co ns ide red  th e  m ajo r  f our   s te ps   of   R CS A   ap proac h  as  s how n  i n  F ig ure   2 ,   w here ,     the  base   sta ti on   (BS )  tra ns m i t  the  co ntr ol  sign al   a nd  each   of   t he  U E  will   ta ke  us e   of  thi s  sign al   t o  pr e dict  it s  channel  gain  aver a ge  a nd  s ynch ronizes  it sel f  thr ough  t he  BS.  A fter wards,  unde r  a  syst e m   init i al iz at ion   process   an d  queryi ng   ste p,  an  i nacti ve  s ubset   of  UE s  is   co ns ide re d  in   cel l  that   want s  to  act ive .  E ach  of     the  UE  sel ect s   sequ e nces  of  channel  at   ra ndom   sta te   fr om  the  pr ede fi ned   R AP   c hannel  pool,  s o  t he  BS    an   est im at es  its  cha nnel   that  has  t o  be  tra nsm itted  over .  T he  UEs   sel ect ion  is  sim il ar  fo r   the  R AP  ch ann el s ,     if  the  c olli sion  has   ta ke n  place  then   the   BS  acq uires   a  s up e r po sit io n  U E  est i m at ion   c hannels.   A fter wards ,     the BS ca nnot  able to i de ntify t he follo we d  c olli sion s t hat si m il ar to  the sit uation i n LTE.           Figure  2.   A  pr opos e d  RC S A  schem e fo r  m a ssive  MIM O       Ther e f or e,  i n  r eact ion   of  que uing  the  BS  re sp onses  t hro ugh  sen ding  the  dow nlink   c ha nnel s  that  ar e   pre - co de d  th rough  the  cha nn el   est i m a te s,  w hich  resu lt s  at   sp at ia ll y  aimed   sig nals  to wa rd   t he  UE s  an d  offe r   the su it a ble RAP  res ource. I n  ste p  3,  c hann el  stat e analy s i s an d  res ource  con te ntion  m echan ism  is con sidere d,  wh e re  t he  pro bab il it y  of  non - c olli ding  c ha nn el   tran sm is sion  is  c onsid erab ly   inc reas ed  i n  RC S A  a ppr oach.   That  al lows   th e  m assive  MI MO  syst e m   to  acknow le dg e   UEs  unde r  the  cro w de d  scenari os ,  al so   pr ov i de     the  ide ntit y  of  UE  a nd  payl oad  tran sm issio n  re qu e st,  w hich  help  t o  r esem ble  the  rad io  res ource  con t ro l   connecti on  fo l lowe d  by  the   dem and   in   LT E.  Wh e reas  c onside rin g  t he  s te p  4,  it   al lo w s  these   res ourc es  by   ass ign i ng   a  pilot  seq uen ce  th at   fu rth er  can  be  us e d  at   the  payl oad   blo c ks  or   to  sta rts  c onflic t  reso luti on   at     the  fe w  cases  wh e ne ver   R A P  colli sion s  oc curred .  T her e f or e ,  the  propos ed  RC SA   a ppr oach   sta nds  f or  both;   on it s ow n,  als o for the  orth odox c onte ntio n  res olu ti on m eth ods.   Each   of   0   UEs  se le ct s  one  of  t he   unif or m ly   pilots     at   ra ndom   unde r  a   RA   blo ck ,     UE   c hoose s   the  pilot   ( ) ∈ { 1 , 2 , . . . . , } .  Mo reover ,  UE  ge ner al ly   li ke  to  be   act ive  at   the  prese nt  blo c k  wit h    the  pro ba bili ty  of   ≤ 1 ,  wh ic h  is  pe rm anen t  scen ario  base d  pa r a m et er  that  shows  ho w  the  UE  tra ns m it   or  receive   the   da ta   pac kets.   Th eref or e ,  eac h  of  the   inact ive   UE   tra ns m it s   a  s pecific   pil ot  se quence     wi th  the   ⁄   pro ba bili ty .   The  set   is  gi ven   be      that  consi st  the  U Es  in di ces  th at   transm it   t  pilot,  a nd       transm it  seq ue nces  has  a  b i nom ia l distri bu ti on.     = { : ( ) = , ℎ > 0 }   (1)     | | ~ ( 0 , ⁄ )   (2)     Wh e re ,     is  de note s  the  ci rcu la r ly - sy m m et ric  com po sit e  Ga ussi an  distrib utio n.  W e   c on si dered  t hat  the     pilot   is  not  in   us e d  ( | | = 0 )  with  t he  pro ba bili ty   ( 1 − ⁄ ) 0   an d  c ho os e  only   one   UE  t hat  is   ( | | = 1 )  w it h  the   0 ⁄ ( 1 − ⁄ ) 0 − 1   pro ba bili ty .     Ther e fore,  t he  colli sio n  of  RA  ( | | ≥ 2 )  occ urs  duri ng   a t   arb it ra ry p il ot  with the  pr ob a bili ty  o f;     1 − ( 1 − ⁄ ) 0 − 0 ⁄ ( 1 − ⁄ ) 0 − 1   (3)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Ne tw or k Eff ic ie ncy e nhancem ent b y  re activ e chan nel state  base d all oca ti on  sch e me   ( U mes ha G. B . )   3279   In   a   m assive  MIM O  netw ork  [ 26] ,  the  c ol li sion s  are   nee ded  to  recog nize  an d  re so l ve   as  be fore  of   UE  enteri ng  at   payl oad   bl ocks.  O ur   pro po s ed  a ppro ac h  is  a  distrib uted  pr ocess  in  order   t o  r esolve     the  colli sion s  at   UEs  by  util iz ing   the  m ass ive  MIM O  pri nciple.  Wh e re   the  channel  ve ct or s  at   UE  c an  be   represe nted  as   ∈ 0   and  the  B S  ca n  be  giv e n  as   ∈ C ,   w her e   we   co ns ide r  a  ve ry  gen e ral  propag at ion  m od el  an d  t he c hannels a re al so  ca n be  pr e - a ssu m ed  to sati s fy these t wo cond it i ons:     ‖ d ‖ 2 → ∞ →       , ∀ ,   (4)     d D d → ∞ →       0 , ∀ , , ≠ ,   (5)     Fo r  so m e  stric tl y  value  of     that  is  kn ow n  to     UE,   th us   th e  channels  ca n  of fer e d  the  asy m pto ti c   favor a ble  pr opagati on   a nd  c hannel  rei nforci ng   [ 27] .  Whi le   con side rin g  ste p  1  f or   t he   RAP ,  the  sign al   receive d  th r ough the B S is   ∈ C ×   fr om  p il ot tran sm i ssion can  b e  g i ven as:     = ∑ √ ℎ ∈ 0 d ( ) T + +   (6)     w he re,  inte r - ce ll   interfer e nce  is  sy m bo li zed  thr ough  the   ,     ∈ C ×   is  the  sel f - deter m ining   recei ve r  noise   and  in div i du al   distri bu ti on   of  el em ent  can   be   gi ve n  as    ( 0 , 2 )   t hat  is  a   c om pl ex  Ga us sia n  di stribu ti on,   wh e re   the   m a trix   C ×   def ines   the   inter fer e nces   f ro m   the   di f fer e nt  a djacen t  cel ls.  T he   ti m e - fr e qu e nc y   pro per ti es  are  div ide d  int o  th e  coh e re nce  bl ocks   of   T   channel  and     that  re pr e sents  N oA.  T r ansm it   po wer   i s  represe nted   by   ℎ ,   C   show s  t he  co m plex  value   a nd  tra ns m it te d  pilot  is   re pr e se nted   by   .   T hro ugh,  c orrelat in g  F w it h a  norm a li zed        pil ot sequen ce , th e  BS  ob ta in s as;      f = ∗ ‖ ‖ = ∑ √ ℎ ‖ ‖ d = + ∗ ‖ ‖ +   (7)     f = ∑ √ ℎ d = + ∗ ‖ ‖ +   (8)     w he re ,   ‖ ‖   is eq ual  to √ ,     is t he  cu rr e nt   receive r no ise  and it ca n b e  gi ven  a s;     = ∗ ‖ ‖ ~  ( 0 , 2 )   (9)     w he re ,     de no te s   the   ×   identit y  m at rix.   Re cal l  that  the       is  a  U Es  set   w hich   transm itted   thr ou gh     pilot an d, the  interf e re nce   L   a t i nter - cel l ca n be  giv e n  as;     = ∑ L κ T + ∑ ∑ √ ℎ , Υ , , T ∈  = 1   (10)     The  fi rst  su m m at ion   in  ab ove  ( 10)  s hows   the     interfe rin g  tra ns m issi on   of   data  that  c arr ie d  out  at   neig hbori ng  ce ll s,  w her e ,   κ   sho ws  ra ndom   data  seq ue nce  a nd   Υ   is  the  c ha nn el   to  t he  BS .   In  re sp onse   qu e uing   ste p ,  the  BS  re plies  towa rds  the  RAP  pilots  by  sen ding  the   pr e - co de d  do wn li nk  si gn al ,  wh ic h  co rr e sponds  t o  each  RA P  pilo ts  that  wer e  be ing   us e d  at   the   up li nk.  The  re act ion   to wards     is  the  seq uence   of   c ha nn el   ∈ C   and,  t he  dow nl ink  cha nnel   se qu e nces   ca n  be   prese nted   as   1 , 2 , . . . , ∈ C   that  a re  ort hogonal   to   eac h  oth e r  a nd  sa ti sfy  the  c onditi on   ‖ ‖ 2 = .  If  the  BS   c on si der  the  no rm alized  co njugate   the n   ∗ ‖ ‖   as  a  pr e - cod e d  vect or   at     pilot  se quence   in  dow nlin k.   The n  afte r  the   sign al   directe d  to  the   m ulti - ca st  m axi m u m   ra ti o  of tran sm issi on  at UEs  in   , so t he  c om pl et e p r e - co de d dow nlink   pilot si gn al     can  be give n a s;     = √ ∑ ∗ ‖ ‖ = 1 T   (11)     w he re ,  t he  down li nk  tra ns m i ts     power  an d  ha s  a  pre - def i ne d  va lue,  w her e as  the  pilot  cha nn el   le ng t h  is  giv e n  as     an d  it  is in de pende nt fro m  the  NoA. T he  r ecei ved   sig nal   ∈ C   at  the UE   ∈   is;     T = d T +   T + T   (12)     w he re ,   h T   shows  t he  recip ro cal   dow nlink  c hannel,     cor re spo nds  to   C   is  a n  i nter - cel l  inte rf e re nce,     is    a  receive r  noi se  sign al .  Th r ough  co rrel at ing   t he     receiver   sign al   with  t he  no rm alized  dow nlink     pilot  seq uen ce , th e   UE o btain as;   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une  2020  :   32 7 5   -   32 8 3   3280   = T ∗ ‖ ‖ = √ d T +   T ∗ ‖ ‖ +   (13)     w he re ,   the  e ff e ct ive  receive r  no ise   = T ∗ ‖ ‖ ~  ( 0 , 2 ) ,  the refore   the  asy m pto ti c  favor a ble  prop a gati on   is co ns ide red.   √ ⁄ = √ ( d T ) ∗ 1 √ 1 ‖ ‖ 2 +   T ∗ √ ‖ ‖ + √   (14)     → ∞ →       √ ℎ √ ∑ ℎ + + 2 =     The  noise   do e s  not  m axi m ize  with   ,  s o  t he     i nter - cel l  i nterference   is  no t   a ff ect ed   by   .  Lat er  on   the  ass um ption  is  m ade  if  the   nea rest  inte rf e rin g  cel ls  tra nsm it   RA  pilots  thr ough  assi gn  dow nlin k  pilo ts  in   diff e re nt  m e tho ds,  w hich  c a us es  the  m inim iz at ion   at   pilot  con ta m inate d  inter fer e nc e.  Co ns ide rin g  (14),     we  ca n defi ne  t he  s um  o f  inte r fe re nce  gain  and si gn al   receiv ed  at  BS  at u pl ink  t ran sm issi on   of     pilot ;     = ∑ ℎ + =   (15)     So ,  t he  f un ct io n  ( . )     pr ovide s  the   real  blo c k  of  it s  inp ut  a nd   ba sed  on  the  (14 ),   the  a ppr ox i m at ion  can  be give n  as ;     ( ) √ ≈ √ ℎ √ + 2   (16)     w he re ,   we  ha ve   rem ov e d  t he   im aginar y  pa r t  of    ,  w hich   c on ta in s  t he  est i m ation  er ror,  interfe ren ce   a nd   no ise . T her e for e, the b  UE  can  u se  the a ppr oxi m ation  i n orde r  to   est i m at e   ;     ̂ ,  = max (  ℎ 2 2 ( ( ) ) 2 − 2 , ℎ )   (17)     w he re ,   m ax  functi on  will   ta ke   m axi m u m   of   two  val ues  a nd  this   est i m at or   beco m e  asy m pto ti cally   err or - f ree   wh e n  → ∞   ( 14).   In   ste p  3  pr ovide  the  c hannel  sta te   analy sis  and   res ource  c on te ntio n  m echan is m   to  reso l ve     the  cha nnel   co ntentio ns   iss ue   at   the  distri bute   m ann er,   the refor e  eac h  c ha nn el   is  rep eat ed  ones  at   one   UE.  UE   ∈   is  ta ken   f or  the  si gn al   gai n   ℎ   and ,   est im a te   ̂ ,   sign al   gain   sum   that  con te ndin g  UEs  a nd   inter - cel l  interf eren ce .  The  B S  ta kes  the  RAP  re petit ive  pi lot  transm iss ion   that  f ollowe d  by  upli nk   m essage ,   BS  ta kes   the   ℎ   pilot  sig nal  t o  pr e dict  the   cha nn el   at   U Es,   wh ic h  se nt  t he       and  decodes   th e  co rr es ponds   m essage.  Af te rw a rd s   the   suc cessf ul  dec od ing ,   the  B S  a ckno wled ged  on e   U Es  in     to  pro vid e  c o herent  blo c ks   of  payl oad   by  al locat ing   the  pilot  channel  seq ue nce.  This  al lo cat ion   res ult  i s  fo r wa rd e d  towa r ds    the  dow nlin k  in  ste p  4  a nd  sa m e  fo r  the  st ep  2.   T he  RC SA   ap proac h  is  rep eat e d  for  the  fixe d  num ber   of  interval,  if t he UEs  were  no t  r ecognise d  i n st ep 4,  t hen it ’s  i ns tr ucted  t o  tra ns m it  v ia  a n e w  RA P c ha nn e ls.       4.   RESU LT S  AND A N ALYSIS   Her e ,  we   pro vi de  re su lt   a naly sis  us in g  our  pro posed   RC SA  ap proach  that  com par ed  with   the  ve rtex   gr a ph - c olorin g - base d  pilot  a ssign m ent  (VGCPA )  a ppr oa ch  [ 28] .  The   pro po se d  sc hem e  exh ibit s  the  f our   m ajo r  ste ps ;  syst e m   init ia li z at ion   an d  que ryi ng,  res ponse   qu e uing,  c ha nn el   sta te   an al ysi s  and   res ource  con te ntion,  a nd  re sourc e  al lo cat ion ,  w hich  al lows   decr ea s ing   t he  delay   tim e  and   fail ed   acce ss  at te m p ts,  al so  increases   the  end - to - en d  suc cess  rate.   I n  orde r  to   vali date  the  res ult  analy sis  two  scena rios  has   be e n  co nsi der e d,   where  al l  the  oth er  par am et ers  are  sa m e  excep t  the  nu m ber   of  BS.  The  pa ra m et ers  are  sh own  i n  T able  1,  wh ic h  has  been  ap plied  be f or e  sim ulati on   of  c od e .  Her e  we  will   com pu te   the  th r ee  m ajo r  thin gs  that  cause  the  PC   in  a  netw ork   su ch  as;   e nd - to - e nd   su cc es s  rate,  delay   tim e  in  m ille   seconds  a nd  fail e d    acce ss att em pt s.   In   sce na rio  A,   we  com pu te d  end - to - en d  s uc cess  rate,  delay   tim e  in  m ille  seco nd s  an d  f ai le d  acce ss   at tem pts  at   100  nu m ber  of  BS.  Fi gure  3   sh ows   en d - to - end  s uccess  ra te ,  w her e   our  pro po s e d  m odel   go t   72.83%  of   im pro vem ent  w ith   res pect  to  V GCPA.  Fig ur e   4   show s  dela y  tim e  in  m se c,  where  our  pro pose d  m od el   go t  43. 63%  le ss  a verage  delay   tim e  with  res pect   to  VG C PA .   Figure  5   s ho ws  t he  fail e d  acce ss  at tem pts,  wh e r e  the  m ean  fai le d  acce ss   at te m pts   fr om   our   RC SA  schem e  is  0.0 844,  w her eas   f r om   VG CPA   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Ne tw or k Eff ic ie ncy e nhancem ent b y  re activ e chan nel state  base d all oca ti on  sch e me   ( U mes ha G. B . )   3281   we go t  0.7 5.   Sim il arly  co m ing  to  sce nar i o - B,   wh e re t he  c on s idere d nu m ber   of  B S is  200. F igure  6   s hows end - to - e nd   s uccess   rate,  wh e re  our  propose d  m od el   go t  73. 38 %  of   im pr ov e m ent  com par ed  to  V GCP A  m od el .   F igure  7   s how s  delay   tim e,  wh e re  our  pro po s ed  m od el   go t  43. 68%  le ss  aver a ge  del ay   tim e  co m par ed  to   VG CP A.  Fig ure  8   sho ws  t he   fail ed  acce ss   at tem pts,  wh e r e  the  m ean  fail ed  acce ss  at te m pt  fr om   ou r  RC SA   schem e is 0. 08 55, whic h  is  88 % less c om par ed  to  ex ist in g  VG CP A  a ppr oa ch.       Table  1 .   Syst em  p ara m et ers   Serial  No .   Para m eters   Para m eters  Values   1   Mon te - Carlo  r ealiz atio n s   500   2   BS an ten n as   1 0 0  or 20 0   3   Nu m b e r  o f  UE s   1 0 0 0  to 2 0 0 0 0   4   Maxi m u m  nu m b er  of  atte m p ts   10   5   Prob ab ility  o f  r etra n s m ittin g   0 .5   6   RA p ilo t  sig n als   10   7   Tr an s m it  po wer  o f  UE s   1  dB   8   Tr an s m it  po wer  o f  the BS   1  dB   9   No ise v ariance   1  dB   10   Stan d ard d ev iatio n  of  f ad in g   1 0  dB   11   Cell Rad iu s   2 5 0   m   12   Nu m b e r  o f  active  UEs in n eig h b o ring  cells   10       Scena rio - A           Figure  3.   En d - to - e nd s uccess  r at e         Figure  4. Dela y t i m e ( m s)       Figure  5.   Fail ed  acce ss  att em pts     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une  2020  :   32 7 5   -   32 8 3   3282   Scena rio - B           Figure  6.   En d - to - e nd s uccess  r at e     Figure  7.   Dela y t i m e ( m s)           Figure  8.   Fail ed  acce ss  att em pts       5.   CONCL US I O N   In   m assive  MIM O  syst e m ,  t he  PC   is  a  bi g  issue  that  cau sed  by  reu si ng  si m il ar  pilot  sequ e nce  a t   cel ls.  The  pro pose d  sch em e  e xh i bits  the  f ou r  m ajo r  ste ps ,  wh ic h  al lo ws  decr easi ng  the  delay   tim e  and  fail ed  acce ss  at tem pt s,  al so   increas es  the  end - to - e nd   s uccess  rate .  In   reacti on  of   qu e uing   the  BS  respo ns es  th rou gh   sen ding  the  down li nk  c hanne ls  that  are  pre - cod e d  th r ough   the  cha nnel   est i m at es,  wh ic h  res ults  at   spa ti al ly   aim ed  sign al s   towa rd  the  UE s  an d  offer  the   su it able  R AP  resou rce.  T he   channel  sta te   a naly sis  an d  res ource  con te ntion   m echan ism   is  consi der e d  f or   t he   non - c olli ding  channel  tra nsm issi on   is  consi der a bly  incre ased  in  m assive  MIM O  netw ork .  So  RC SA   ap proa ch  al so   al lo ws   the  m assive  MIM O  syst em   to  ackno wled ge  UEs   unde r  the  c rowd e d  sce nar i os.  I n  the  res ult  analy sis  sect ion   our  pro pos ed   RC SA   a ppr oach   is  c om par ed  with   the  V GCP A  a ppr oach,  an d  we  s howe d  th at   our  propose d  m od el   has   pe rfor m ed  co nsi der a bly  well   at   bot h  consi der e d sce nar i o wh ic h va li date the  perform ance o f o ur  m od el .       REFERE NCE S   [1]   T. L .   Marz e tt a ,   “ Noncoope rat iv e  ce ll u la r  wire l ess  with  unli m i te d  num ber s  of   base   stat ion  a nte nnas, ”  in  IE EE  Tr ansacti ons on Wirele ss   Comm unic ati ons ,   vol .   9 ,   no.   11,   pp.   3590 - 3600,   Nov .   201 0.   [2]   H.Q.  Ngo,  E . G.   La rss on,   and   T. L .   Marz etta,  “ Ene rg y   and  sp ec tr al   effic ie n c y  of  ver y   l arg e   m ult iuser  MIMO   s y stems , ”  in  I EEE  Tr ansacti ons  on  Comm unic ations ,   vol.   61,   no.   4,   pp .   1436 - 144 9,   Apr.   2013.   [3]   Adee b  Salh,   Lu km an  Audah,   N or  Shahi da  M.  Shah,   Shipun  A .   Ham za h,   “ Maximizi ng  Ene rg y   Eff i cienc y   fo r   Consum pti on  Circ uit  Pow er  in   D ownlink  Ma ss ive   MIM O  W ire le ss   Netwo rks,”   in   Inte rna ti onal  Journal  of  El e ct rica l  and   C omputer  Engi n e ering   ( IJE CE) ,   v ol.   7 ,   n o .   6 ,   pp .   2 977~2985,  Dec .   2017.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Ne tw or k Eff ic ie ncy e nhancem ent b y  re activ e chan nel state  base d all oca ti on  sch e me   ( U mes ha G. B . )   3283   [4]   Anuj  Singal ,   De epa k  Kedia,  “ Perform anc e  Anal y sis  of  Antenna  Sele ction  Tech nique s  in  MIMO - OF D M  Sy ste m  with  Hardwar e  I m pai rm ent s:   En erg y   Eff ic i ency   per spec t ive,”   in  Inte rnational   Jo urnal  of  El e ct ric al  and  Comput e r  Engi ne ering  ( IJ ECE ) ,   vol .   8 ,   n o .   4,   pp.   2272~2279,  Aug .   2018.   [5]   Y.  Xin,   D.  W a ng,   and  J.  Li,  “ Area   spec t ral   ef ficie nc y   and  ar e a  ene rg y   effic i e nc y   of  m assive  MIM O  ce ll ula r   s y stems , ”  in  I EEE  Tr ansacti ons  on  Ve h ic ular   Te chnol ogy ,   vo l. 6 5,   no .   5 ,   pp .   324 3 - 3254,   Ma y   20 16.   [6]   Hus sein  A .   Le fta h ,   Huda  N.  Alm inshid,   “ Channe l  ca p ac i t y   and  per form anc e  ev a lua ti on  of  pre co dedMIMO - OFD M   s y stem   with  la r ge - size   const el l at ion , ”   Int ernational  Journal  of  El ectric al  a nd   Computer  Engi nee ring  ( IJE CE ) ,    v ol.   9 ,   no .   6 ,   pp .   5024 - 5030 ,  De c .   2019 .   [7]   L.   Zh ang,   Y.  Xin,   and  Y.  C .   Li ang ,   “ W ei ghte d  sum   rat e  o pti m iz ation  for  cogni ti v e  rad io  MIM O  broa dca st  cha nne ls,”  in  IE EE   Tr ansacti ons   on  Wire le ss   Co mm unic ati ons ,   v o l.   8 ,   no .   6 ,   pp .   2 950 - 2959,   Jun.   2 009.   [8]   L.   W ang,  H.  Q.  Ngo,  M.  El k ashl an,   T.   Q.   Duong,  and  K .   W ong,   “ Mass ive   MIMO  in  s pec trum  sharing  ne tworks:   ac hi eva bl e  r ate  a nd  power efficie nc y , ”   in   IEEE  S y stems J ournal ,   v ol.   11 ,   no .   1 ,   pp .   20 - 31,   Mar .   201 7.   [9]   M.  Fili ppou,   D.   Gesbert ,   and  H.  Yin,   “ Dec on ta m ina ti ng   pil o t s  in  cogni ti v e  m assive  MIM O   net works , ”  201 2   Inte rnational   Sy mpos ium  on  Wirel ess Comm unication  S yste ms   ( ISWCS) ,   Paris,   p p.   816 - 820 ,   201 2.   [10]   B.   Kouass i,   I .   Ghauri ,   and  L .   Dene ire,  “ Recip roc ity - b ase d  cog nit ive  tra nsm issions   using  a  MU   m assive  MIM O   appr oac h , ”   2013   IEEE  In te rnatio nal  Conf ere nce  on  Comm unic ations   ( ICC ) ,   Buda pest,   pp .   2738 - 2 742 ,   2013 .   [11]   H.  Xie,   B .   W an g,   F.  Gao  and  S .   Jin,  “ A  full - sp ac e  spe ct rum - sharing  stra te g y   fo r  m assive  MIMO  cogni ti v e  rad i o  s y stems , ”  in  I EEE  Journal   on  S elec t ed  Ar eas  in   Comm unic ati ons ,   vol.   34 ,   no .   10 ,   p p.   2537 - 2549 ,   O ct .   2016.   [12]   J.  Jos e,   A.  As hi khm in,   T. L.   Ma rze t ta ,   and  S.   Vi shw ana th,   “ PC   and  pre codi ng  i n  m ult i - cell  TDD  s y stems , ”  IE E E   Tra ns.  Com m un. ,   vol .   10 ,   no .   8 ,   p p.   2640 – 2651 ,   2 011.   [13]   L.   Sanguin etti,  A. A.  D’A m ic o,   M.  Morell i ,   and   M.  Debba h ,   “ Random  ac c ess  in   upli nk  m assive   MIM O  sy st ems :   How   to  expl oit   as y nchr oni ci t y  and  exc ess  ant enna s, ”  in  2 016  IEE E  Global  Comm unic ations   Confe renc e   ( G LO BE COM ) ,   W ashingt on,   DC ,   pp .   1 - 5 ,   2016 .   [14]   J. H.  Sørensen,   E .   de  Carvalho,   a nd  P.  Popovs ki,   “ Mass ive   MIMO  for  cro wd  sce nar ios:  A  soluti o n  base d  on  ran do m  ac c ess,”   in  2014   IEE E   Globe com Wor kshops ( GC  Wk shps ) ,   Aus ti n,   TX ,   pp.   352 – 35 7 ,   2014 .   [15]   E.   de  Carvalho,   E.   Bj  ornson,  E. G.  La rss on,   and  P.  Popovs ki,   “Ra ndom   ac ce ss   for  m assive  MI MO   sy stems   with  int ra - ce l l  PC , ”  in   Proc. I E EE ICA SSP ,   2016 .   [16]   F.  Rusek,   D.  Perss on,   B. K.  La u ,   E. G.  L arsson,  T. L .   Marz et t a,   O.  Edfor s   and  F.  Tufve ss on,   “ Scaling  up  MIM O:  Opportunit ie s   an d  challe ng es  wit h  ver y   la rg e array s, ”  i n   IE EE Si g nal  Proc essing  Magazine ,   vo l. 3 0,   no .   1 ,   2012 .   [17]   L.   Fa n ,   S.   Jin,   C.   W en  and  H.   Zh ang,   “ Uplink  A c hie vab le   R at e   fo r  Mass ive   MIM O  S y stems   W it h  Low - Resolution   AD C, ”  in   IEEE C omm unic ati ons Let t ers ,   vol .   19 ,   no.   12 ,   pp .   2186 - 2189,   De c. 201 5.   [18]   S.  Jin,  M.  Li,   Y.  Huang,   Y.  D u,   and  X.  Gao ,   “ Pilot   sche duli n g  sche m es  for  m ult i - cell  m assive  m ult iple - inpu t - m ult ipl e - outpu t t ran sm ission,”   in   IET  Comm unic a ti ons ,   vo l. 9, no.  5,   pp .   685 - 700 ,   Mar.   2015 .   [19]   N.  Zha ng,   Z .   Ba i,   B.   Zh ang,   Y.  Su,  T.   Han  and  K.  S.  Kw ak,   “ G ene t ic   Algorit hm   base d  Pilot   Allo ca t ion  Scheme  for  Mass ive   MIM O   S y stem,”   2016   IEE E   Inte rnat i onal  Confe ren c e  on  Comm unication  Syst ems  ( I CCS) ,   Shenzhe n ,     pp.   1 - 5 ,   2016 .   [20]   A.  M.  Girgis,   B .   Abdelha m id  an d  S.  El r aml y ,   “ Im prove d  Pilot   Sequences  Alloca ti on  in  Mass ive  MIM O  Sy stems , ”  2017  IEE E  Wir el ess  Comm unic ati ons  and  Networ ki ng  Confe r enc e  Workshops   ( WCNCW ) ,   Sa n  F ran ci sco,   C A ,    pp.   1 - 6 ,   2017 .   [21]   Sri nu   Py l a,   K.  R aj u,   and   N.  Subrahm an y am,  “ Perform anc e  Anal ysis  of  Adapti ve  Filt er  Channel  E stim at ed   MIMO   OF DM   Co mmu nic a ti on  S y st em, ”   Inte rnat ional   Journal  of  Elec t rical   and  Computer  Engi n ee rin g  ( IJE CE) ,   vol.   8,   no.   5 ,   pp .   3829 - 3828,   Oct .   2018 .   [22]   R.   Zhou,  Y.  Fu  and  H.  W ang,   “ Uplink  As y nchr onous  Frac ti ona l   Pilot s  Sch eduli ng  in  Mass ive   MIM O  Sy stem, ”   2018  IEEE  18 th Inte rnational   Co nfe renc e  on   Co mm unic ati on  Te chnol ogy   ( ICCT ) ,   Chongqing ,  pp .   402 - 406 ,   2018 .   [23]   La m ia e  Ha cha d ,   Fati ha  Mr abti,   Hicha m   Ghenni oui,   Mohcin e  Zo uak,   “ Pilot   Dec o nta m ina ti on  ov e r  Ti m e  Freque n c y   andSpac e  Dom ai ns  in  Multi - Cel l  Mass ive   MIM OS y stem, ”   Inte rnational   Jour nal  of  El ectric a l  and  Computer  Engi ne ering  ( IJ ECE ) ,   vol .   8 ,   n o.   5,   pp.   3609 - 361 9,   Jan .   2018 .     [24]   Y.  Li u,   M.   De rak hshani,   S.  Parsae ef ar d,   S.  La m botha ran   a nd  K.  W ong,   “ Antenna   Allocati on  and  Pric i ng  inVirt ualiz ed  Mass ive   MIM O  Networks  via   Stac k el ber g  Gam e ,”   in  IE EE   Tr ansacti ons  on  Comm unic ati ons ,    vol.   66 ,   no .   11 ,   p p.   5220 - 5234 ,   N ov.   2018 .   [25]   H.  Gao ,  T.   Lv,  X.   Su,  H.  Yan g  and  J.  M.  Ci offi,   “ Ene rg y - Ef fic i ent   Resourc e   Alloc at ion  for  Mass ive   MIM O  Am p li f y - and - Fo rward  Rela y   S y s te m s,”   in   IE EE  Ac c ess ,   vol .   4 ,   p p.   2771 - 2787 ,   2 016.   [26]   H.  Huh,  G.  Cai re,   H.  C.   Papado poulos,   and  S.  A.  Ramprashad,   “ Achie ving  “m assive  MIM O”  s pe ct r al   eff i cie n c y   with  a   not - so - l ar ge  NoA , ”   IE EE   Tr ans.  Wirel ess  Comm un . ,   vol .   1 1,   no .   9 ,   pp .   322 6 – 3239,   2012 .   [27]   R.   Couil let  and   M.  Debba h,   “ Random  Matri x  Methods  for  W ire le ss   Com muni cations , ”   Ca m bridge   Univer sit y   Press ,   2011.   [28]   H.  T.  Dao  and  S .   Kim ,   “ Vert ex   Gr aph - Colori ng - Based  Pilot   As signm ent   W it h  Lo ca t ion - Based  Ch anne l   Esti m ation   for  Mass ive   MI MO   Sy st ems , ”   i n  IEEE Access ,   vol.   6 ,   pp .   4599 - 4607,   2018 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.