Different from conventional amplify-and-forward relays, which have two-steps that receive the transmission signal from the base station (BS) and beamforming to the receiver, the intelligent surface (IRS) changes the phase of the incoming signal and reflects it in one step. The IRS, which increases the receiver's data rate by adjusting only the phase, does not need to change the existing system environment. Therefore, it has significant advantages over existing relays in terms of ease of installation, cost, and additional energy consumption required to operate. We are working to increase the energy efficiency of UAV-aided wireless communication system by installing IRS in UAV, which making up for the drawbacks of high energy consumption during flying. The study first sets the channel environment considering the probability of line of sight (LoS) according to the elevation and 2D position of the UAV, and then optimizes the 3D position of the UAV accordingly. In the following process, "study to find suitable phase to increase energy efficiency for each channel environment", "research on iterative algorithm which jointly optimizes positioning and phase matrix of UAV" is progressed. In addition, we also proceed to "develop algorithms to find phase shift values that can achieve suboptimal results without exhaustive search".
기지국에서 보낸 송신 신호를 받아 세기와 빔포밍 등을 변화시킨 후 수신자에게 전송해주는 두 단계의 처리과정을 가진 기존의 amplify-and-forward (AF) 릴레이와 달리, intelligent surface (IRS)는 들어오는 신호의 위상만 변화시켜 한 단계의 처리과정으로 반사시켜주는 역할을 수행한다. 위상만의 조정을 통해 수신자의 통신 속도를 높이는 IRS는 기존의 시스템 환경에 변화를 요하지 않는다는 점에서 설치의 용이함과, 비용, 그리고 릴레이를 운용하는 데에 필요한 추가적인 에너지 소모의 관점에서 기존의 릴레이 환경에 비해 상당한 이점을 가지고 있다. 이러한 IRS를, 유동적으로 위치를 변화할 수 있는 무인 항공기에 설치하여, 이동시에 드는 에너지의 소모가 크다는 단점을 메우고 유동적인 위치선정의 장점을 극대화하여 수신자의 통신 속도, 더 나아가 에너지효율을 높이는 연구를 진행한다. 해당 연구는, 무인 항공기의 고도와 좌표에 따라 line of sight (LoS) 확률을 고려하는 채널 환경을 설정하고, 이에 따른 무인 항공기의 3차원 위치를 최적화하는 연구를 우선적으로 진행한다. 이후의 과정으로는 "비행체의 고도에 따라 바뀌는 채널환경마다 통신 속도를 높이기 위한 적절한 위상 찾는 연구", "비행체의 위치와 위상행렬을 공동으로 최적화하는 반복 알고리즘에 대한 연구"를 진행하며, 추가적으로 "전과정 검증을 하지 않고도 최적에 준하는 결과값을 얻을 수 있는 위상변화값을 구하는 알고리즘을 개발하는 연구"도 진행한다.
