SCA-based energy-efficient design of UAV-RIS-assisted NTN systems with joint trajectory and beamforming optimization
Seungseok Sin, Sangmi Moon, Cheol Hong Kim, Intae Hwang
IF 4.2
ICT Express
This study proposes an energy-efficient framework for non-terrestrial networks (NTNs) integrating a low Earth orbit (LEO) satellite, an unmanned aerial vehicle (UAV)-mounted reconfigurable intelligent surface (RIS), and a terrestrial user. The framework jointly optimizes the UAV’s 3D trajectory, satellite beamforming vectors, and RIS reflection coefficients to maximize energy efficiency (EE), accounting for UAV propulsion energy consumption and Quality of Service (QoS) constraints. The resulting non-convex fractional problem is solved using a low-complexity iterative algorithm combining successive convex approximation (SCA) and second-order cone programming (SOCP). Simulation results reveal up to 35% EE improvement over baseline schemes, highlighting the framework’s scalability and practicality for sustainable NTN systems.
Integrated beamforming and trajectory optimization algorithm for RIS-assisted UAV system
Seungseok Sin, Yuna Sim, Jina Ma, Sangmi Moon, Young‐Hwan You, Cheol Hong Kim, Intae Hwang
IF 4.2
ICT Express
Unmanned aerial vehicles (UAVs) and reconfigurable intelligent surfaces (RISs) have garnered considerable research interest in the fields of 5G and 6G wireless communication due to their remarkable flexibility and cost-effectiveness. However, the inherent openness of wireless communication environments renders these technologies vulnerable to eavesdropping. This paper presents a penalty-based successive convex approximation algorithm and a minorize–maximization algorithm to optimize the transmission beamforming vector, RIS beamforming vector, and UAV–RIS trajectory. The objective of this study was to enhance the physical layer security performance of wireless communication systems using UAVs and RISs. Our simulation results demonstrate that the proposed technique achieves a higher security transmission rate compared to existing techniques.
본 과제는 차세대 UAM 실현을 목적으로, 초성능·초대역·초공간·초정밀·초지능·초신뢰를 지원하는 6G 기반의 지능형 항공 모빌리티의 관한 요소 기술을 개발하는 것을 목표로 함.■ 1차년도: 지능형 항공 모빌리티를 위한 6G 기반 항공 네트워크 최적화 및 채널 추정/추적 기술 연구 1) 지상 BS(Base Station), 항공 BS, 위성 네트워크 구축 및...
지능형 항공 모빌리티
6세대 통신
자율비행
항공 네트워크
학습 기반 기술
2
주관|
2020년 5월-2023년 5월
|12,500,000원
위성-항공-지상 융합 입체 통신을 위한 딥러닝 기반 최적화 알고리즘 및 시스템 개발
본 과제는 B5G & 6G 차세대 이동통신에서 위성-항공-지상 융합 입체 통신 시스템을 구축해, 어디서나 5G 서비스 확장과 신뢰도 및 서비스 복원성 요구사항 충족을 목표로 하는 연구임.
연구 목표는 딥러닝 기반 채널 추정/추적, 간섭 완화, 빔 관리, 위치/방향 추정/추적 알고리즘 개발과 상용화임. 핵심 연구 내용은 1차년도 NR 기반 NTN 및 요소별 DL 채널 추정/추적, 2차년도 FD-MIMO, CoMP, 전력 제어와 최적 빔 페어 형성 DL 빔 관리, 3차년도 DL 위치/방향 추정/추적과 NR 기반 입체 통신 시스템 설계·구현, 3GPP 승인을 위한 융합 최적화임. 기대 효과는 서비스 영역 확대와 높은 신뢰성 전송, 학문·기술 발전 및 스마트시티 등 사회·경제적 경쟁력 향상임.