시공간 선 부호 시스템을 위한 격자 기반 IRS 위상 할당 기법 (Grid-Based IRS Phase Mapping Method for Space-Time Line Coded Systems)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 47권 / 10호 / 1457 ~ 1467페이지
· 저자명 : 김재홍, 정진곤

초록

테라헤르츠 통신 시스템이 갖는 경로 손실 문제를 개선하기 위해, 다수 수동소자로 구성된 지능형 반사 표면(IRS: intelligent reflecting surface) 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편, 최대 공간 다이버시티 이득을 제공하는시공간 선 부호(STLC: space-time line code)에 IRS를 적용하여 수신기 채널 추정 부담을 줄이는 시스템이 최근제안되었다. 하지만 실시간 채널 정보를 활용하는 기존 IRS 위상제어는 채널 추정 및 시그널링 오버헤드가 IRS 위상제어 소자 수에 비례하므로 매우 많은 수의 위상제어 소자로 구성된 대규모 IRS 시스템에 적용이 어렵다. 본연구에선 채널 추정 및 시그널링 오버헤드가 IRS 소자 수에 무관한 새로운 격자 기반 IRS 위상 할당 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 주어진 커버리지를 균일 크기 격자로 나누고, 각 격자에 대해 최적인 위상제어 벡터를설계하여 IRS 제어기에 저장한다. 이때 IRS 제어기는 수신기로부터 격자 정보만을 피드백 받아 저장된 위상제어벡터를 할당하여, IRS 위상제어 소자 수가 아닌 설계한 격자 개수에 비례하는 시그널링 오버헤드를 갖고, 커버리지 확보를 위한 최소 격자 수를 설계하여 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다. 대규모 IRS 시스템의 시그널링 오버헤드 감소를 통해, 제안하는 격자 기반 IRS 위상 할당 기법이 기존 채널 기반 IRS 위상제어 기법보다 높은 데이터 전송률을 얻음을 모의실험을 통해 확인하였다.

영어초록

To overcome the severe pathloss of the terahertz communication systems, an intelligent reflecting surface (IRS) that is composed of many passive components has been vigorously studied. On the other hand, the IRS is applied to a full-spatial-diversity achieving space-time line code system to reduce the channel estimation burden at the receiver side. However, the existing IRS phase control that requires the instantaneous channel state information is difficult to directly apply to the large-scale IRS systems with an enormous number of IRS phase control elements, because the channel estimation and signaling overhead are proportional to the number of IRS elements. In this study, we proposed a new grid-based IRS phase mapping method, in which the given coverage is partitioned into the identical-size grids and the optimal phase control vector is designed for each grid. Consequently, the signaling overhead becomes proportional to the number of girds. Through designing the descent number of grids, the signaling overhead for the IRS phase control can be significantly reduced, resulting in the throughput increase as verified by the simulation.

참고자료

· 없음