UAV-BS에서 다운링크 전송 전력을 고려한 확장 칼만 필터 기반 동적 3차원 위치 추정 기법 (Dynamic 3D Localization of a UAV-BS Based on the Extended Kalman Filter Considering Downlink Transmit Power)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 47권 / 10호 / 1491 ~ 1499페이지
· 저자명 : 강성헌, 박종호, 임재성

초록

무선 통신이 발전함에 따라 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)를 기지국으로 활용하는 방안이 주목을 받고 있다.
특히 전장 환경과 같이 기지국 설치가 어렵고 통신사용에 제약이 있는 지역에서 다수의 사용자를 대상으로UAV-BS(Unmanned Aerial Vehicle Base Station)를 적극적으로 활용할 수 있다. 지상 사용자의 작전환경에서도통신서비스의 실시간성과 저 지연성을 만족하기 위해서는 UAV-BS의 위치 및 고도를 실시간으로 변경할 수 있어야 하며 이를 사용자의 이동성을 예측할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 지상 사용자의 움직임을EKF(Extended Kalman Filter) 기반으로 예측하여 UAV-BS의 수평 위치를 결정한다. 또한 UAV 기동에 따른 에너지 효율성이 최적화되도록 UAV의 고도를 결정함으로써 UAV-BS의 3차원 위치를 실시간 갱신한다. 이를 위하여 UAV-BS와 사용자의 다운링크 경로에서 요구되는 최소 수신 전력을 활용하여 EKF의 측정 모델을 제안하고수치 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 효과성을 평가하였다.

영어초록

Recently, Unmanned Aerial Vehicle Base-Stations(UAV-BSs) are gaining popularity to provide wireless communications for various purposes. In particular, UAV-BSs can be actively utilized for a large number of users in areas where base station installation is difficult, inefficient, or restricted in communication use such as in battlefield environments. In order to satisfy the real-time and low-latency of continuous communication service in the environments where ground users move, it is necessary to predict the user's mobility to maintain the communication service quality and to change the location and altitude of the UAV-BS in real time. In this paper, the horizontal position of the UAV-BS is determined by predicting the movement of the ground user based on the EKF(Extended Kalman Filter). In addition the 3D position of the UAV-BS is updated in real time through vertical maneuvering by determining the altitude to maximize energy efficiency. To this end, the EKF measurement model was proposed using the minimum received power required in the downlink path of the UAV-BS and the user, and the effectiveness of the proposed method was evaluated through numerical simulations.

참고자료

· 없음