한국통신학회 논문지 (The Journal of Korea Information and Communications Society)
Current Result Document :
| 한글제목(Korean Title) |
고고도 재구성 표면 기반 에너지 효율적인 무인 항공기 기지국 백홀 시스템 |
| 영문제목(English Title) |
Energy-Efficient RIS-Assisted Aerial Backhaul System |
| 저자(Author) |
전홍배
채찬병
Hong-Bae Jeon
Chan-Byoung Cha
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| 원문수록처(Citation) |
VOL 46 NO. 05 PP. 0788 ~ 0796 (2021. 05) |
한글내용
(Korean Abstract) |
본 논문에서는 항공기에 장착된 재구성 가능 표면(Reconfigurable intelligent surface, RIS)에 기반한 무선 백홀구조를 제안한다. 본 논문에서는 우선 도시 지역에 일시적 트래픽 증가가 발생한 상황에서 무인 항공기 기지국 (unmanned-aerial-vehicle base-station, UAV-BS)이 배치되어 그 지역의 지상 단말들을 서비스하는 상황을 가정한다. 여기서 지상의 백홀 소스에서 직접 UAV-BS로의 백홀 링크는 도시 지역의 수많은 장애물들로 인하여 전달될 수 없으므로, 본 논문에서는 항공기에 장착된 RIS로 백홀 링크를 반사시켜서 UAV-BS에 성공적으로 도달할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 여기서 RIS의 배치와 RIS의 각 소자들의 위상 값들을 제안한 알고리즘을 통하여 최적화하여 모든 UAV-BS들의 신뢰 가능한 백홀 링크를 보장하면서 에너지 효율을 극대화시킨다. 또한 본 논문에서 제시한 알고리즘의 복잡도는 2차식 수준을 벗어나지 않으며, 이는 또한 계산상의 효율 역시 보장한다. 본 논문에서 제시한 알고리즘의 성능을 보이기 위하여 다른 RIS 배치 방식과 비교하여 시뮬레이션을 진행하였으며, 이를 통하여 본 알고리즘이 에너지 효율에 대한 우위를 점함을 보였다.
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영문내용
(English Abstract) |
In this paper, we propose a novel wireless backhaul architecture enabled by a reconfigurable intelligent surface (RIS) mounted on the aerial platform. We assume that an immediate traffic increase occurred in an urban area, and the unmanned-aerial vehicle base-stations (UAV-BSs) are rapidly deployed to serve the ground users in the area. Since the direct backhaul link from the ground source can be blocked due to several obstacles from the urban area, we propose to reflect the backhaul signal by aerial-RIS to make it successfully reach to the UAV-BSs. We optimize the placement of aerial-RIS and the phase of each RIS element, which leads to the increase of energy-efficiency under guaranteeing the reliable backhaul link for every UAV-BS. We show that the complexity of our algorithm does not exceed the quadratic order, which implies high computational efficiency. We verify the performance of the proposed algorithm via extensive numerical evaluations and show that our method achieves an outstanding performance on energy-efficiency compared to benchmark schemes
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| 키워드(Keyword) |
재구성 가능 표면
드론 통신
에너지 효율
Reconfigurable intelligent surface
UAV communication
energy-efficiency
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