본 연구 논문은 차세대 무선 네트워크에서 핵심 기술로 주목받는 통합 감지 및 통신 (ISAC) 시스템, 특히 다중 정적 ISAC 시스템에서 효율적인 목표물 위치 추적 및 통신을 위한 수신기 선택 및 송신 빔포밍 기법을 제안하고 성능을 분석합니다.
기존의 단일 정적 ISAC 시스템은 동일한 장비에서 송수신을 동시에 수행하기 때문에 심각한 자체 간섭 문제가 발생하여 시스템 성능 저하를 야기했습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 다중 수신기(RE)를 활용하여 협력적으로 목표물 위치를 추적하고 통신을 수행하는 다중 정적 ISAC 시스템을 연구합니다.
본 논문에서는 하나의 송신기(TR), 하나의 목표물, 그리고 여러 개의 수신기(RE)로 구성된 다중 정적 ISAC 시스템 모델을 제시합니다. 각 RE는 목표물에서 반사된 신호를 수신하여 감지(위치 추적)에 활용하고, TR에서 직접 전송된 신호를 통해 통신을 수행합니다. 이때, 위치 추적 성능을 향상하기 위해 여러 RE가 획득한 정보를 교환하고 협력적으로 목표물의 위치를 추적하는 방식을 제안합니다.
본 논문에서는 최적의 수신기 선택 및 송신 빔포밍을 위한 두 가지 하위 문제로 분리하여 해결하는 방법을 제시합니다. 먼저, RE 선택 문제는 최소-최대 연결 기반 방법을 사용하여 해결합니다. 이 방법은 협력 비용을 최소화하면서 위치 추적 정확도를 최대화하는 RE 조합을 효율적으로 찾아냅니다. 다음으로, 송신 빔포밍 문제는 비볼록 제약 조건을 처리하기 위해 순차적 볼록 근사 알고리즘을 사용하여 해결합니다. 이 알고리즘은 각 RE의 통신 속도 요구 사항을 충족하면서 위치 추적 정확도를 향상시키는 최적의 빔포밍 벡터를 찾습니다.
본 논문에서는 제안하는 기법의 성능을 검증하기 위해 수치적 시뮬레이션을 수행합니다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 다중 정적 ISAC 시스템이 기존의 단일 정적 시스템보다 향상된 ISAC 성능을 달성할 수 있음을 보여줍니다. 특히, 협력 RE의 수가 많을수록 위치 추적 정확도가 향상되는 것을 확인했습니다.
본 논문에서 제안된 다중 정적 ISAC 시스템은 협력적 감지 및 통신을 통해 기존 시스템의 한계를 극복하고 향상된 성능을 제공합니다. 이는 차세대 무선 네트워크에서 요구되는 높은 정확도의 감지 및 고속 통신을 동시에 가능하게 하여 스마트 팩토리, 차량-사물 간 통신 (V2X), 원격 의료와 같은 다양한 지능형 애플리케이션에 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
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by Dan Wang, Yu... kl. arxiv.org 10-24-2024
https://arxiv.org/pdf/2407.05873.pdfDybere Forespørgsler