Core Concepts
이중 RIS 지원 MIMO 시스템의 통계 CSI 기반 달성 가능 평균 전송률을 최대화하는 최적 설계 방법을 제안한다.
Abstract
본 논문은 이중 RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)가 지원하는 MIMO 무선 통신 시스템을 분석하고 최적화하는 연구를 수행한다.
주요 내용은 다음과 같다:
공간 상관 관계가 있는 Rayleigh 페이딩 환경에서 이중 RIS 지원 MIMO 시스템의 달성 가능 평균 전송률을 분석한다. 통계적 물리학의 복제 방법을 활용하여 폐쇄형 근사 표현식을 도출한다.
완전한 통계 CSI를 활용하여 달성 가능 평균 전송률을 최대화하는 최적 설계 알고리즘을 제안한다. 이를 통해 복잡한 CSI 획득 과정을 피할 수 있다.
복잡도와 신호 처리 오버헤드를 더욱 낮추기 위해 공통 위상 기반 이중 RIS 설계 방식을 제안한다.
시뮬레이션 결과를 통해 제안한 근사 전송률 표현식의 정확성, 최적화 알고리즘의 효율성, 공통 위상 기반 설계의 장점을 검증한다. 또한 이중 RIS 지원 MIMO 시스템이 단일 RIS 시스템 대비 우수한 성능을 달성할 수 있음을 확인한다.
Stats
기지국 안테나 수 M은 4, 8, 16, 32개로 변화한다.
사용자 안테나 수 N은 2, 4, 8, 16개로 변화한다.
RIS 요소 간 거리는 λ/8, λ/4, λ/2로 변화한다.
RIS 요소 수는 100개에서 400개로 변화한다.
전송 전력은 5 dBm, 15 dBm, 25 dBm으로 변화한다.
Quotes
"이중 RIS 지원 MIMO 시스템은 단일 반사 링크와 이중 반사 링크를 모두 고려하여 더 나은 평균 전송률 성능과 높은 시스템 신뢰성을 달성할 수 있다."
"제안한 최적화 알고리즘은 낮은 오버헤드와 복잡도로 상당한 성능 향상을 달성할 수 있다."
"공통 위상 기반 설계는 복잡도와 신호 처리 오버헤드를 크게 낮출 수 있다."