Core Concepts
현실적인 하드웨어 결함이 존재하는 환경에서 에너지 효율을 최대화하기 위한 재구성 가능한 홀로그래픽 표면 기반 하이브리드 빔포밍 기법을 제안한다.
Abstract
이 논문은 현실적인 하드웨어 결함이 존재하는 환경에서 에너지 효율을 최대화하기 위한 재구성 가능한 홀로그래픽 표면(RHS) 기반 하이브리드 빔포밍 기법을 제안한다.
RHS 기반 하이브리드 빔포밍 아키텍처를 소개하고, 채널 모델을 설명한다.
에너지 효율 최대화 문제를 세 개의 하위 문제로 분해한다:
홀로그래픽 빔포밍기 설계: 고유값 분해(ED) 방법을 사용하여 모든 사용자의 고유채널 이득 합을 최대화한다.
디지털 빔포밍기 설계: 특이값 분해(SVD) 방법을 사용하여 다중 사용자 정보 전송을 지원한다.
전력 할당 비율 및 총 송신 전력 최적화: 하드웨어 결함을 고려하여 전력 할당 비율과 총 송신 전력을 교대로 최적화한다.
하드웨어 결함이 스펙트럼 효율과 에너지 효율에 미치는 영향을 이론적으로 분석한다.
시뮬레이션 결과를 통해 제안된 스위치 제어 RHS 기반 빔포밍 아키텍처가 기존 디지털 빔포밍기와 하이브리드 빔포밍기보다 에너지 효율이 높음을 보여준다. 또한 하드웨어 결함을 고려하는 것이 추가적인 에너지 효율 향상을 가져올 수 있음을 확인한다.
Stats
ρυ/σ2
w = 10dB일 때, 스펙트럼 효율은 디지털 빔포밍기와 완전 연결 PSA 빔포밍기가 가장 높고, 스위치 제어 RHS 빔포밍기는 이와 유사한 수준이다.
ρυ/σ2
w = 10dB일 때, 에너지 효율은 스위치 제어 RHS 빔포밍기가 가장 높고, 다음으로 PSA 스위치 빔포밍기가 높다.
하드웨어 결함이 심각할수록(εt, εr 감소) 스펙트럼 효율의 성능 한계가 낮아진다.
스위치 제어 RHS 빔포밍기의 에너지 효율 상한은 εt = εr = 0.8일 때 22.99 Mbit/J, εt = εr = 0.6일 때 10.03 Mbit/J이다.
Quotes
"현실적인 하드웨어 결함이 존재하는 환경에서 에너지 효율을 최대화하기 위한 재구성 가능한 홀로그래픽 표면 기반 하이브리드 빔포밍 기법을 제안한다."
"하드웨어 결함이 심각할수록 스펙트럼 효율의 성능 한계가 낮아진다."
"스위치 제어 RHS 빔포밍기의 에너지 효율 상한은 εt = εr = 0.8일 때 22.99 Mbit/J, εt = εr = 0.6일 때 10.03 Mbit/J이다."