움직이는 수신기를 위한 재구성 가능 지능형 표면 제어: 24dB 수신 전력 향상의 놀라운 결과

Hamed Radpour, Markus Hofer, Thomas Zemen 연구팀이 이동하는 수신기 환경에서의 RIS 성능 향상을 위한 자가 적응형 빔포밍 알고리즘을 개발하고, 실험을 통해 최대 24dB의 수신 전력 향상을 달성했습니다. 이는 mmWave 대역에서의 산업 자동화를 위한 RIS 기술의 실용성을 입증하는 획기적인 결과입니다.

밀리미터파(mmWave) 대역에서의 안정적인 산업 자동화를 위해 떠오르는 핵심 기술, 바로 재구성 가능 지능형 표면(RIS) 입니다. 하지만 지금까지의 연구는 주로 이론적인 측면에 집중되어 왔고, 실제 사용자의 이동성을 고려한 실시간 검증은 부족했습니다. Hamed Radpour, Markus Hofer, Thomas Zemen 세 연구원이 이끄는 연구팀은 이러한 한계를 극복하고자 획기적인 연구를 진행했습니다.

이 연구의 핵심은 자가 적응형 빔포밍 알고리즘입니다. 이 알고리즘은 이동하는 사용자 장비(UE)에서 RIS 제어기로의 저속 피드백 링크를 기반으로 RIS를 재구성합니다. 놀라운 점은 UE의 위치 정보 없이도 수신 신호 전력을 미리 정의된 임계값 이상으로 유지한다는 것입니다. 이는 실제 환경에서의 적용 가능성을 크게 높이는 혁신적인 부분입니다.

연구팀은 127개의 요소를 가진 육각형 RIS를 사용하여 23.8GHz 주파수에서 실험을 진행했습니다. 60cm * 100cm 크기의 반무향실 환경에서 실험한 결과, 비활성 RIS 요소를 사용한 기준선 대비 최대 24dB의 수신 전력 향상이라는 놀라운 결과를 얻었습니다. 이는 이동하는 수신기 환경에서의 비시선(NLoS) 시나리오에서 적응형 RIS 제어의 실질적인 이점을 명확하게 보여줍니다.

이 연구는 단순한 이론적 연구를 넘어, 실제 환경에서의 실험을 통해 RIS 기술의 실용성을 규명했다는 점에서 큰 의미를 지닙니다. 특히, UE 위치 정보 없이도 높은 수신 전력을 유지하는 자가 적응형 알고리즘은 향후 산업 자동화, 자율 주행, 스마트 팩토리 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 가능성을 제시합니다. 이 연구는 mmWave 통신 기술의 한계를 극복하고 더욱 발전된 무선 통신 시스템 구축에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

** 주요 내용 요약:**

• 연구 목표: 이동하는 수신기 환경에서의 RIS 성능 향상
• 핵심 기술: UE 위치 정보 없이 작동하는 자가 적응형 빔포밍 알고리즘
• 실험 결과: 비활성 RIS 대비 최대 24dB 수신 전력 향상
• 의의: mmWave 대역에서의 산업 자동화 가능성 제시, RIS 기술의 실용성 입증