로그정규 섀도잉 환경에서 기기간 협업 전송의 에너지 효율 분석

본 논문은 차세대 무선 통신, 특히 5G·6G 환경에서 에너지 효율이 중요한 과제로 떠오른 상황을 배경으로, 로그정규 섀도잉이 지배하는 실내·밀집 환경에서 기기‑대‑기기(D2D) 협업 전송의 에너지 소비를 체계적으로 분석한다. 연구는 크게 네 부분으로 구성된다. 첫 번째 부분에서는 기존 연구 동향을 검토한다. 전통적인 협업 전송은 다중 중계기 선택이나 전송 전력 최소화에 초점을 맞추었으며, 이는 복잡한 중앙 집중식 스케줄링과 높은 제어 오버헤드를 초래한다. 또한, 회로 전력(트랜시버, 베이스밴드 프로세서 등)을 무시한 채 전송 전력만을 최적화하는 접근은 실제 배터리 소모를 정확히 반영하지 못한다는 한계가 있다. 두 번째 부분에서는 시스템 모델을 정의한다. 단일 셀 내 N개의 단일 안테나 디바이스가 균일하게 배치되고, 각 디바이스는 uplink 로 데이터를 BS에 전송한다. 디바이스‑BS 채널은 로그정규 섀도잉과 거리 기반 경로 손실을 결합한 모델로, |h_i|² = G·R_i^{−α_i}·10^{S_i/10} 로 표현된다. 여기서 S_i∼N(0,σ²)이며, σ는 섀도잉 표준편차이다. D2D 링크는 근거리이므로 레일리 페이딩을 가정하고, |h_{(d)i}|² = r_i^{−α(d)}·F_i (F_i는 지수분포) 로 모델링한다. 세 번째 부분에서는 제안된 프로토콜인 Device‑Select Relaying(DSR)을 상세히 설명한다. 전송 패킷은 고정 길이 L 비트이며, 전송 대역폭 B와 동일 전력 P를 사용한다. 각 디바이스의 회로 전력 P_ckt,i는