빔분할다중접속 기반 다중 무인항공기 소모 전력을 최소화하는 하향 링크 빔포밍 설계 (BDMA-Based Downlink Beamforming Design to Minimize Multi-UAV Power Consumption)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 45권 / 6호 / 1122 ~ 1128페이지
· 저자명 : 강홍구, 정진곤, 강준혁

초록

본 연구에서는 빔분할다중접속 기반 중계 무인항공기(unmanned aerial vehicle, UAV)가 다수 단말 UAV들을지원하는 UAV 기반 중계 시스템에서, 다수 단말 UAV의 quality-of-service (QoS)를 보장함과 동시에 중계 UAV 의 전력 소비를 최소화하는 빔포밍을 가상 상향 링크 쌍대성과 라그랑지안 쌍대성을 통해 설계하였다. 또한, 모의실험을 통해 최적 빔포밍 성능을 zero forcing (ZF) 빔포밍과 비교하여 QoS의 문턱 값에 따른 최소의 필요한 전력 소모 값을 보였으며 설계한 빔포밍이 최적의 성능을 보임을 확인하였다. 또한, 중계 UAV 안테나 수와 단말UAV 위치에 따른 필요한 전력 소모의 최솟값으로부터 향후 연구 방향을 제시한다.

영어초록

In this study, a beam-division multiple-access (BDMA) based UAV relay is considered. The BDMA-based relay UAV transmits signals to multiuser UAVs. Using virtual uplink and Lagrangian dualities, a beamforming vector that minimizes power consumption and sustains quality-of-service (QoS) is designed. Numerical results verify that the designed beamforming achieves the minimum required power consumption irrespective of the QoS threshold for the optimum beamforming performance, compared to a zero-forcing (ZF) beamforming scheme.
Furthermore, the numerical results for the minimum required power consumption in terms of the number of antennas at a relay UAV and the position of the user UAVs provide the direction of future work.

참고자료

· 없음