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RIS MIMO 시스템에서 Beam Training 오버헤드 감소를 위한 2차원 Atomic Norm 기반 채널 추정 알고리즘
정현진(Hyeonjin Chung),김선우(Sunwoo Kim) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6
본 논문에서는 RIS (reconfigurable intelligent surface) MIMO (multiple-input-multiple-output) 시스템에서의 채널을 보다 적은 beam search로 정확하게 추정할 수 있는 알고리즘을 제안한다. BS (base station)과 RIS의 위치를 활용하여 BS에서 RIS 방향으로 빔을 형성함으로써 beam training을 간소화시킨다. 이후 간소화된 beam training 과정에서 수신한 파일럿 신호를 하나의 행렬로 종합하고, 2D atomic norm을 이용해 앞서 종합된 행렬로부터 채널을 추정한다. 시뮬레이션을 통해 동일한 회수의 beam search 수행 시 제안 알고리즘이 타 알고리즘보다 높은 채널 추정 정확도를 가지는 것을 확인하였다.
Two-stage Beam Training을 통한 Low Rank Matrix Completion 기반 RIS 채널 추정
정현진(Hyeonjin Chung),김선우(Sunwoo Kim) 한국통신학회 2022 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2
본 논문에서는 RIS (reconfigurable intelligent surface) 시스템에서의 채널을 two-stage beam training을 통해 low rank matrix completion으로 추정하는 알고리즘을 제안한다. Two-stage beam training 동안 BS (base station)과 RIS의 일부 안테나는 번갈아 비활성화 되며, 이 때 관측한 일부 채널 행렬 성분은 coherence가 낮아 low rank matrix completion을 통한 행렬 복원에 적합하다. 관측되지 않은 채널 행렬 성분은 low rank matrix completion 기술인 FALS (fast alternating least square)을 통해 복원한다. 시뮬레이션을 통해 제안 알고리즘이 타 알고리즘보다 높은 채널 추정 정확도와 낮은 계산 복잡도를 가지는 것을 확인하였다.
무작위 평면 배열에서 에르미트 행렬 제약조건을 이용한 Atomic Norm 기반 방향탐지
정현진(Hyeonjin Chung),김동현(Donghyun Kim),김선우(Sunwoo Kim) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 논문에서는 무작위 평면배열에서 사용 가능한 atomic norm 기반 방향탐지 알고리즘을 제안한다. Atom이 조향벡터일 때의 atomic norm을 유도하는 과정에서 핵심이 되는 조향벡터를 외적한 1-rank 행렬의 구조는 안테나 배열에 따라 달라진다. 등간격 배열 사용 시 1-rank 행렬은 에르미트 토플리츠 행렬이며 무작위 배열 사용 시 1-rank 행렬은 대각 성분이 모두 같은 에르미트 행렬이다. 제안 알고리즘은 기존 atomic norm 방향탐지에서 사용되는 에르미트 토플리츠 행렬을 대각 성분이 모두 같은 에르미트 행렬로 대체하여 무작위 평면 배열에서의 방향탐지를 가능케 한다. 시뮬레이션을 통해 무작위 평면 배열에서 제안 알고리즘의 방향 추정이 성공적임을 확인하였으며 타 알고리즘 대비 높은 분해능 및 추정 정확도를 가지는 것을 확인하였다.
재밍 신호 방향 추정 오차에 따른 항재밍 디지털 빔포밍 성능 확인
서형욱(Hyeongwook Seo),정현진(Hyeonjin Chung),김동현(Donghyun Kim),김선우(Sunwoo Kim) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 재밍 신호 방향 오탐지 시 재밍 신호 억제를 고려한 항재밍 디지털 빔포밍 벡터 설계 알고리즘의 성능을 확인하여 한계점 및 이후 연구 방향을 제시한다. 본 논문에서 사용된 알고리즘은 채널 상태 및 재밍 신호의 방향이 주어졌을 때 디지털 빔포밍을 통해 재밍 신호를 억제하여 사용자가 안정적인 정보 신호 수신을 가능케 한다. 그러나 재밍 신호의 방향을 정확히 탐지하는 것은 매우 어렵기 때문에 시뮬레이션을 통해 방향 오탐지 정도에 따른 알고리즘의 성능 저하를 확인하였다. 따라서 재밍 신호 방향 탐지가 정확하지 않더라도 성능을 떨어뜨리지 않기 위해 빔포밍 시 탐지한 재밍 신호 방향 주변 구역의 사이드로브를 넓게 억제하는 알고리즘 개발이 필요하다.