Beam Tracking Algorithm based on Position Prediction using Gaussian Process in UAV-enabled Communication Systems
Yuna Sim, Seungseok Sin, Jihun Cho, Sangmi Moon, Intae Hwang · Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers · 2023
최근 5세대 이동통신 서비스가 확대되면서 데이터 수요량이 늘어나고 있고, 이에 높은 주파수를 갖는 밀리미터파 (mmWave)를 이용하거나 높은 고도 및 이동성의 특징을 갖는 UAV (Unmanned Aerial Vehicle)에 대한 관심이 커지고 있다. 하지만 밀리미터파의 경우 큰 경로 손실을 보상하기 위해 좁은 빔을 사용하는데, 이에 적절한 빔 할당 알고리즘은 필수적이다. 이에 본 논문에서는 UAV-지원 통신 시스템에서 GP (Gaussian Process)를 이용해 항공의 사용자 (UAV-UE, Unmanned Aerial Vehicle-User Equipment)의 위치를 예측하고, 예측한 위치 정보를 기반으로 Pointing angle subset을 이용해 코드북을 계산한 후, 최적의 빔을 추적하는 알고리즘을 제안한다. 모의실험 결과 제안 방식이 높은 정확도로 UAV-UE의 위치를 예측하고, 높은 스펙트럼 효율 (SE, Spectral Efficiency)를 가짐을 확인하였다. 또한, 최적의 빔을 추적하는 과정에서 앞서 예측한 UAV-UE의 위치 정보를 이용해 코드북 계산의 복잡도를 낮췄다는 점에서도 의의가 있다.