안전한 초저지연 통신을 위한 혁신적인 AI 기술: STAR-RIS 기반 NOMA 시스템

송 루루 등 연구팀은 STAR-RIS를 활용한 NOMA 시스템을 통해 신뢰할 수 없는 사용자 환경에서도 안전하고 신뢰할 수 있는 초저지연 통신을 가능하게 하는 혁신적인 기술을 개발했습니다. MM과 AO 기반의 최적화 알고리즘을 통해 신뢰성, 보안, 지연 시간 간의 최적 균형을 달성하였으며, 시뮬레이션 결과를 통해 그 효과를 검증했습니다.

급증하는 사물 인터넷(IoT) 기기와 초저지연 통신(xURLLC)의 수요 증가는 보안 문제를 더욱 심각하게 만들고 있습니다. 송 루루, 장 디, 가 샤오보, 주 펑청, 리 용후이 연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 신뢰할 수 없는 사용자 환경에서도 안전한 통신을 보장하는 혁신적인 시스템을 개발했습니다.

이 연구의 핵심은 STAR-RIS(Simultaneous Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface) 기술을 활용한 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 시스템입니다. 기존 NOMA 시스템의 한계였던 정보 유출 문제와 신뢰성, 보안, 지연 시간 간의 상충 관계를 STAR-RIS 기술을 통해 효과적으로 해결했습니다. STAR-RIS는 추가적인 자유도를 제공하여 안전하고 공정한 복호 순서를 가능하게 하고, 최적의 성능을 위한 균형을 맞추는 데 기여합니다.

연구팀은 복호 오류 확률을 통해 신뢰성과 보안을 정량적으로 분석하고, 정보 유출 확률을 최소화하는 문제를 수학적으로 모델링했습니다. 여기에는 수신 안테나, 전력 할당, 블록 길이 등의 변수가 최적화되어야 합니다. 이 복잡한 문제를 해결하기 위해, 연구팀은 주요화 최소화(MM)와 대체 최적화(AO) 기반의 효율적인 알고리즘을 개발했습니다.

시뮬레이션 결과는 이 연구의 효과를 성공적으로 입증했습니다. STAR-RIS 기반 NOMA 시스템은 신뢰할 수 없는 사용자 환경에서도 높은 보안성과 신뢰성을 유지하면서, 지연 시간을 최소화하는 데 탁월한 성능을 보였습니다.

본 연구는 5G 및 6G 시대의 안전하고 효율적인 초저지연 통신 시스템 구축에 중요한 이정표를 제시합니다. 앞으로 더욱 발전된 연구를 통해, 더욱 안전하고 효율적인 AI 기반 통신 기술이 개발될 것으로 기대됩니다. 이 연구는 A-IoT(Advanced Internet of Things) 분야의 획기적인 발전을 가져올 잠재력을 지니고 있습니다.