Optimal Control Method of Directional Antenna Beam

지향성 안테나 빔의 최적 제어 방식

This paper presents a novel scheme that quickly searches for the optimal direction of multiple directional antennas, and locks on to it for high-speed millimeter wavelength transmissions, when communications to another antenna directional are disconnected. The proposed method utilizes a modified genetic algorithm, which selects a superior initial group through preprocessing in order to solve the local solution in genetic algorithm. TDD (Time Division Duplex) is utilized as the transfer method and data controller for the antenna. Once the initial communication is completed for the specific number of individuals, no longer antenna's data will be transmitted nil each station processes GA in order to produce the next generation. After reproduction, individuals of the next generation become the data, and communication between each station is made again. In order to verify the effectiveness of the proposed system, simulation results of 1:1, 1:2, 1:5 directional antennas and experiment results of 1:1 directionalantennas confirmed the efficiency of the proposed method. The 16bit split is 8bit, but it has similar performance as 16bit gene.

본 연구에서는 지향성 안테나 빔의 최적방향을 찾고 유지하는 방법을 제안한다. 제안한 방식은 데이터에 안테나의 정보를 같이 실어 보내고 그 정보를 이용하여 변형된 유전자 알고리즘(MGA)으로 최적의 방향을 찾고 유지 한다. 제안한 방식은 각 스테이션에서 전송하는 데이터에 안테나의 정보를 같이 전송하며 안테나의 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 구하고 그 RSSI 값의 곱을 적합도 함수로 이용하여 그 값이 최대가 되는 방향을 찾는 방식이다. 통신 방식은 시분할 이중화(TDD: Time Division Duplex)방식으로 안테나의 제어 정보를 보낸다. 또한 염색체 구성에 있어서 16bit split 방식을 제안하여 탐색에 적용한다. 제안한 방식의 유용성을 확인하기 위하여 1:1, 1:2, 1:5 지향성 안테나의 세 가지 경우에 대한 최적 방향 탐색의 시뮬레이션과 1:1 지향성 안테나의 최적 방향 탐색에 대한 실험을 통하여 성능을 비교 검토하였다. 염색체의 비트 수는 각각 8비트, 16비트, 그리고 16비트 스플릿으로 16비트 스플릿의 경우 8비트만을 사용하여 16비트와 비슷한 성능을 가졌다.