KR102201169B1 - Method for generating time code and space-time code for controlling reflection coefficient of meta surface, recording medium storing program for executing the same, and method for signal modulation using meta surface - Google Patents

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KR102201169B1 KR1020190132543A KR20190132543A KR102201169B1 KR 102201169 B1 KR102201169 B1 KR 102201169B1 KR 1020190132543 A KR1020190132543 A KR 1020190132543A KR 20190132543 A KR20190132543 A KR 20190132543A KR 102201169 B1 KR102201169 B1 KR 102201169B1
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김동인
최현석
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성균관대학교 산학협력단
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Abstract

According to one embodiment of the present invention, a method for generating a time code to control a reflection coefficient of a meta surface comprises the steps of: calculating a reflection amplitude (A_1) for a +1^th harmonic based on a center frequency (f_c) with respect to a first time sign (c_1); determining whether the reflection amplitude (A_1) for the +1^th harmonic is higher than the reflection amplitude for the remaining harmonics by S dB or more and is greater than or equal to a threshold value α; recording a reflection coefficient (a_1) and a reflection phase (φ_1) together with the first time code (c_1) in a codebook for the +1^th harmonic that satisfies the above two conditions; and generating a codebook including a set (C) of time codes by sequentially performing the steps of calculating, determining, and recording for a time code (c_k, k≠1) other than the first time code. According to the present invention, it is possible to implement manual downlink beamforming communication based on PSK modulation.

Description

메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법, 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호 생성 방법, 이를 실행하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체, 및 이를 이용한 메타 표면의 신호 변조 방법{METHOD FOR GENERATING TIME CODE AND SPACE-TIME CODE FOR CONTROLLING REFLECTION COEFFICIENT OF META SURFACE, RECORDING MEDIUM STORING PROGRAM FOR EXECUTING THE SAME, AND METHOD FOR SIGNAL MODULATION USING META SURFACE}Time code generation method for controlling reflection coefficient of meta surface, method of generating space-time code for controlling reflection coefficient of meta surface, computer readable recording medium storing a computer program that executes it, and signal modulation method of meta surface using the same {METHOD FOR GENERATING TIME CODE AND SPACE-TIME CODE FOR CONTROLLING REFLECTION COEFFICIENT OF META SURFACE, RECORDING MEDIUM STORING PROGRAM FOR EXECUTING THE SAME, AND METHOD FOR SIGNAL MODULATION USING META SURFACE}

본 발명은 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법, 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호 생성 방법, 이를 실행하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체, 및 이를 이용한 메타 표면의 신호 변조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 메타 표면에 입사되는 입력 신호가 메타 표면에 의해 변조되어 출력될 때, 변조된 반송파의 반사 위상이 -180°~180°의 넓은 범위를 점유할 수 있도록 메타 표면의 특성, 즉, 메타 표면을 구성하는 메타 요소들의 반사 계수를 제어하도록 메타 표면에 인가되는 시간 부호 또는 시공간 부호를 생성하는 방법을 포함한다. 또한, 이들 시간 부호 또는 시공간 부호 생성 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체와, 생성된 시공간 부호를 이용하여 메타 표면에서 신호를 변조하는 방법을 포함한다.The present invention relates to a method for generating a temporal code for controlling a reflection coefficient of a meta surface, a method for generating a space-time code for controlling a reflection coefficient of a meta surface, a computer readable recording medium storing a computer program that executes the same, and a meta surface using the same. Regarding the signal modulation method, more specifically, when the input signal incident on the meta surface is modulated and output by the meta surface, the reflected phase of the modulated carrier can occupy a wide range of -180° to 180°. It includes a method of generating a temporal code or a space-time code applied to the meta surface to control the properties of the meta surface, that is, reflection coefficients of meta elements constituting the meta surface. Further, it includes a computer-readable recording medium in which a computer program for executing the time code or space-time code generation method is stored, and a method of modulating a signal in the meta surface using the generated space-time code.

전파를 이용한 무선 통신 기술은, 보내고자 하는 정보를 전파로 변조하여 전력증폭기(PA, Power Amplifier)를 통해 전파를 송출하고 수신부에서는 수신된 전파를 복조하여 정보를 수신한다. 이러한 전파 통신에 사용되는 전파의 주파수 범위는 무한히 넓으며, 최근에는 고주파수 대역을 이용한 무선 통신 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 주파수 대역에 따라 전파 도달 거리와 데이터 전송 속도의 특성이 다른데, 낮은 주파수 대역은 속도가 떨어지는 대신 파장이 길기 때문에 장애물을 만나더라도 자연스럽게 굴곡되어 먼 거리까지 전파가 가능하지만, 주파수가 높을 경우 대량의 데이터를 빠르게 전송할 수 있다는 장점이 있는 반면 직진성이 증가해 장애물을 만나면 반사되어 수신 거리가 짧아지는 단점이 있다. 즉, 실내와 같은 장애물이 많은 환경에서 LOS(Line of Sight)가 확보되지 않으면 전파가 장애물에 쉽게 흡수되어 통신에 어려움을 겪게되며 이에 따라 무선 통신의 서비스 영역이 줄어들게 된다. 또한, 고주파 대역에서는 AP가 부담하는 하향 링크 네트워크 혼잡도(congestion)가 높아진다. In wireless communication technology using radio waves, information to be transmitted is modulated into radio waves, and radio waves are transmitted through a power amplifier (PA), and a receiver demodulates the received radio waves to receive information. The frequency range of radio waves used for such radio wave communication is infinitely wide, and in recent years, research on wireless communication technology using a high frequency band has been actively conducted. Depending on the frequency band, the characteristics of the radio wave reach and data transmission speed are different.The low frequency band has a long wavelength instead of a low speed, so even if it encounters an obstacle, it is bent naturally and can propagate to a long distance. While it has the advantage of being able to transmit the signal quickly, it has the disadvantage of shortening the reception distance due to reflection when it encounters an obstacle due to increased straightness. In other words, if LOS (Line of Sight) is not secured in an environment with many obstacles such as indoors, radio waves are easily absorbed by the obstacles, making communication difficult, and thus the service area of wireless communication is reduced. In addition, in the high frequency band, downlink network congestion burdened by the AP increases.

이와 같은 상황에서, LOS가 확보되지 않은 사용자에게 정보를 전송하고 AP가 부담하는 네트워크 혼잡도를 줄이는 기술에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 최근에는 메타 소재(음의 굴절률을 가지고 있으며, 빛이 닿으면 빛이 휘돌아나가 마치 물체가 없는 것처럼 보이는 회절률이 100퍼센트에 가까운 소재)로 구성된 메타 표면을 활용하여 상술한 문제점을 해결하고자 하는 시도가 있다.In such a situation, there is a need for a technology that transmits information to users whose LOS is not secured and reduces network congestion burdened by APs, and recently, meta-materials (have a negative refractive index, There is an attempt to solve the above-described problem by utilizing a meta-surface composed of a material having a diffraction rate of close to 100% that appears as if there is no object).

종래의 메타 표면을 사용한 무선 통신 기술은 FPGA(Field Programmable Gate Array)에서 1-bit 또는 2-bit 디지털 코드를 입력하여 메타 원자의 반사 계수를 제어함으로써 입사한 반송파의 위상 또는 진폭을 조절하였다. 예를 들어, 종래의 메타 표면은 1-bit 디지털 코드를 사용하여 비트 0을 반사 위상 0°을 가지도록 맵핑하고 비트 1을 180°에 맵핑하여 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 수행하였다.In a conventional wireless communication technology using a meta surface, a 1-bit or 2-bit digital code is input from an FPGA (Field Programmable Gate Array) to control a reflection coefficient of a meta atom, thereby adjusting the phase or amplitude of an incident carrier. For example, in the conventional meta-surface, using a 1-bit digital code, bit 0 is mapped to have a reflection phase of 0°, and bit 1 is mapped to 180° to perform binary phase shift keying (BPSK) modulation.

그러나, 이 경우에는 제한된 디지털 코드의 비트 수에 대하여 유한한 반사 계수들의 집합을 갖기 때문에, 반사파의 위상 또는 진폭이 고정적이고 또 유한하다. 따라서, 제한된 응용만이 가능하며 유동성이 떨어지고 양자화 오차가 발생하는 등의 문제가 있다. 즉, 1-bit 디지털 코드로는 BPSK 보다 더 높은 변조 기법을 사용할 수 없고, 또한 2-bit 디지털 코드를 사용할 때도 마찬가지로 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)보다 더 높은 변조 기법을 사용할 수 없다. 이를 해결하기 위해 디지털 코드 비트 수를 늘리면 다이오드를 추가적으로 연결해야 하기 때문에, 복잡도가 높아지는 문제점이 있다. 그 밖에도 빔포밍을 수행하기 위해 위상을 정교하게 조절할 수 없다는 문제점이 있다. However, in this case, since it has a finite set of reflection coefficients for a limited number of bits of the digital code, the phase or amplitude of the reflected wave is fixed and finite. Therefore, only limited applications are possible, and there are problems such as poor fluidity and a quantization error. That is, a modulation technique higher than BPSK cannot be used with a 1-bit digital code, and even when a 2-bit digital code is used, a modulation technique higher than QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) cannot be used. To solve this problem, if the number of digital code bits is increased, since a diode must be additionally connected, there is a problem that the complexity increases. In addition, there is a problem in that the phase cannot be precisely adjusted to perform beamforming.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 2-bit 디지털 코드로 구성된 시간 부호를 통해 하모닉 주파수에서 -180°~180° 내의 임의의 반사 위상을 가질 수 있도록 메타 표면의 반사 계수를 제어함으로써, PSK 변조에 기반한 수동 하향 링크 빔포밍 통신을 구현하는 데 있다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to reflect the meta surface to have an arbitrary reflection phase within -180° to 180° at a harmonic frequency through a time code composed of a 2-bit digital code. By controlling the coefficient, it is to implement passive downlink beamforming communication based on PSK modulation.

한편, 반송파 발생 장치의 제한된 전력 및 다른 사용자와의 간섭을 최소화하는 제약 조건하에서 달성 가능한 비트 전송률을 최대화하는 최적의 빔포밍 벡터를 구하여 수동 빔포밍 수행을 제공하는 것을 목적으로 한다.Meanwhile, an object of the present invention is to provide passive beamforming by obtaining an optimal beamforming vector that maximizes the achievable bit rate under the limited power of the carrier generation device and the constraints that minimize interference with other users.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법은, 제1 시간 부호(c1)에 대하여 중심 주파수(fc)를 기준으로 +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)을 계산하는 단계; 상기 +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)이 나머지 하모닉에 대한 반사 진폭 보다 S dB 이상 높고 문턱값 α 이상인지 판단하는 단계; 상기 판단하는 단계의 두 조건을 만족하는 +1번째 하모닉에 대해서는 반사 계수(a1) 및 반사 위상(φ1)을 상기 제1 시간 부호(c1)와 함께 코드북에 기록하는 단계; 및 상기 제1 시간 부호외 다른 시간 부호(ck, k≠1)에 대하여 상기 계산하는 단계, 판단하는 단계 및 기록하는 단계를 순차적으로 수행함으로써 시간 부호들의 집합(C)을 포함하는 코드북을 생성하는 단계;를 포함한다.The time code generation method for controlling the reflection coefficient of the meta surface according to an embodiment of the present invention is a reflection amplitude for a +1 th harmonic based on a center frequency (f c ) for a first time code (c 1 ). Calculating (A 1 ); Determining whether a reflection amplitude (A 1 ) for the +1 th harmonic is higher than the reflection amplitude for the remaining harmonics by S dB or more and a threshold value α or more; Recording a reflection coefficient (a 1 ) and a reflection phase (φ 1 ) in a codebook together with the first time code (c 1 ) for a +1 harmonic that satisfies the two conditions of the determining step; And generating a codebook including a set of time codes (C) by sequentially performing the calculating, determining, and recording steps for time codes (c k , k ≠ 1) other than the first time code. It includes;

또한, 상기 반사 진폭(A1)을 계산하는 단계는, 상기 제1 시간 부호(c1)에 대하여 중심 주파수(fc)를 기준으로 -m번째부터 +m번째 하모닉에 대하여 반사 계수(am)들을 계산하는 단계; 및 상기 반사 계수(am)들로부터 -m번째부터 +m번째 하모닉에 대한 반사 진폭(Am)을 각각 계산하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of calculating the reflection amplitude (A 1 ) includes a reflection coefficient (a m ) for the -m-th harmonic to the +m-th harmonic based on the center frequency (f c ) for the first time sign (c 1 ). ) Calculating; And calculating reflection amplitudes (A m ) for the -mth to +mth harmonics from the reflection coefficients (a m ).

또한, 상기 제1 시간 부호(c1)는 L개의 2-bit 디지털 코드가 시계열적으로 나열되어 구성되고, 상기 시간 부호들의 집합(C)을 구성하는 시간 부호의 개수(K)는 최대 4L개이며, 상기 코드북을 생성하는 단계는 상기 k가 K가 될 때까지 수행될 수 있다.In addition, the first time code (c 1 ) is composed of L 2-bit digital codes arranged in time series, and the number (K) of time codes constituting the set of time codes (C) is at most 4 L And the step of generating the codebook may be performed until k becomes K.

또한, 상기 2-bit 디지털 코드의 수(L)를 조절함으로써 비트 전송률 제어가 가능할 수 있다. In addition, bit rate control may be possible by adjusting the number (L) of the 2-bit digital code.

또한, 상기 코드북에 기록하는 단계에서, 반사 위상이 동일한 두 개 이상의 시간 부호가 나타날 경우, +1번째 하모닉과 다른 하모닉들에 대한 반사 진폭의 차이가 크게 나타나는 시간 부호를 선택하여 코드북에 기록할 수 있다.In addition, in the step of recording in the codebook, when two or more time codes having the same reflection phase appear, a time code having a large difference in reflection amplitude for the +1 harmonic and other harmonics may be selected and recorded in the codebook. have.

또한, 상기 S dB는 10 dB일 수 있다.In addition, the S dB may be 10 dB.

한편, 본 발명은 전술한 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 포함한다.Meanwhile, the present invention includes a computer-readable recording medium storing a computer program for performing the method for generating time codes for controlling the reflection coefficient of the meta-surface described above.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호 생성 방법은, 반송파 발생 장치와 메타 표면 사이의 채널 및 상기 메타 표면과 수신기의 채널을 추정하는 단계; 상기 추정된 채널을 기초로 상기 메타 표면에 의한 반송파 변조 시의 위상 변화를 계산하는 단계; 상기 계산된 위상과 가장 근접한 반사 위상(φ)을 갖는 시간 부호(ck)를 제1항의 방법으로 생성된 코드북에서 선택하는 단계; 및 상기 선택된 시간 부호(ck)를 상기 메타 표면의 각각의 요소들에 대하여 계산함으로써 시공간 부호를 획득하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, a method for generating a space-time code for controlling a reflection coefficient of a meta surface according to another embodiment of the present invention includes: estimating a channel between a carrier wave generator and a meta surface and a channel of the meta surface and a receiver; Calculating a phase change during carrier modulation by the meta-surface based on the estimated channel; Selecting a time code (c k ) having a reflection phase (φ) closest to the calculated phase from the codebook generated by the method of claim 1; And obtaining a space-time code by calculating the selected time code (c k ) for each element of the meta surface.

또한, 상기 위상 변화를 계산하는 단계는 DBPSK(differential BPSK) 또는 DQPSK(differential QPSK) 변조 시의 위상 변화를 계산하는 것일 수 있다.In addition, the step of calculating the phase change may be calculating a phase change during differential BPSK (DBPSK) or differential QPSK (DQPSK) modulation.

한편, 본 발명은 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호 생성 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 포함한다.Meanwhile, the present invention includes a computer-readable recording medium in which a computer program for performing a method for generating a space-time code for controlling a reflection coefficient of a meta surface is stored.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 메타 표면의 신호 변조 방법은, 반송파 발생 장치로부터 반송파를 수신하는 단계; 상기 수신된 반송파의 주파수에 기초하여 전술한 시간 부호 생성 방법에 따라 시공간 부호를 생성하는 단계; 상기 생성된 시공간 부호를 상기 메타 표면에 입력하여 상기 메타 표면의 반사 계수를 제어하는 단계; 상기 반송파를 상기 메타 표면을 이용하여 변조하는 단계; 및 상기 변조된 신호를 수신기에 전송하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, a method for modulating a signal of a meta surface according to another embodiment of the present invention includes the steps of: receiving a carrier wave from a carrier wave generator; Generating a space-time code according to the above-described time code generation method based on the frequency of the received carrier; Inputting the generated space-time code to the meta surface to control a reflection coefficient of the meta surface; Modulating the carrier wave using the meta surface; And transmitting the modulated signal to a receiver.

또한, 상기 반송파를 수신하는 단계에서는, 상기 반송파 발생 장치로부터 fc-f0의 주파수를 갖는 반송파를 수신하는 것이고, 상기 f0은 하모닉 주파수 사이의 간격일 수 있다. In addition, in the step of receiving the carrier wave, a carrier wave having a frequency of f c -f 0 is received from the carrier wave generator, and f 0 may be an interval between harmonic frequencies.

본 발명에 따르면 제한된 비트수의 디지털 코드로 시간 부호를 생성하여, -180°~180°사이의 대부분의 반사 위상 값을 갖도록 메타 표면을 제어할 수 있어, PSK 변조에 기반한 통신을 수행할 수 있다.According to the present invention, by generating a time code with a digital code of a limited number of bits, it is possible to control the meta surface to have most of the reflection phase values between -180° to 180°, and communication based on PSK modulation can be performed. .

또한, 본 발명에 따른 메타 표면을 사용한 무선 통신 기술은 기존의 능동(active) RF 통신에서 각각의 안테나에 사용되는 송신 RF chain을 필요로 하지 않아 전력 소모가 적은 이점이 있다. In addition, the wireless communication technology using the meta-surface according to the present invention does not require a transmission RF chain used for each antenna in the existing active RF communication, thereby reducing power consumption.

또한, 본 발명에 따르면 시공간 부호를 통해 각각의 메타 표면 요소들의 위상을 정교하게 제어하여 수동 빔포밍을 수행할 수 있다. 이러한 하향 링크 수동 빔포밍을 통해 사용자가 요구하는 대용량 정보를 전송할 수 있으므로, AP(Access Point)의 하향 링크 네트워크 혼잡도를 줄일 수 있다.In addition, according to the present invention, passive beamforming may be performed by precisely controlling the phase of each meta surface element through a space-time code. Since a large amount of information requested by a user can be transmitted through such downlink passive beamforming, it is possible to reduce the downlink network congestion of an AP (Access Point).

또한, 메타 표면은 벽면, 천장 등에 쉽게 설치 가능한 장점이 있으므로 메타 표면을 이용하는 본 발명에 따르면, 높은 주파수 대역에서도 비교적 안정적인 하향 링크 통신을 제공할 수 있다. In addition, since the meta-surface has an advantage that can be easily installed on a wall or a ceiling, the present invention using the meta-surface can provide relatively stable downlink communication even in a high frequency band.

또한, 장애물이 많아 가시선이 잘 확보되지 않는 실내 환경에서 AP에 비해 더 적은 전력을 사용하고 저가로도 구현이 가능한 메타 표면을 활용하여 대규모 하향 링크 통신을 지원하는 효과를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide an effect of supporting large-scale downlink communication by using a meta surface that can be implemented at a low cost and uses less power than an AP in an indoor environment where a line of sight is not well secured due to many obstacles.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다. Meanwhile, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects may be included within a range that is apparent to a person skilled in the art from the contents to be described below.

도 1은 메타 표면을 활용한 무선 통신 시스템의 기본 모델을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 메타 표면에 입사하는 주파수에 따른 전압에 대한 반사 위상을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법에 관한 알고리즘을 도시화한 것이다.
도 4는 시간 부호를 사용한 +1번째 하모닉 생성시, 각 하모닉에 대한 반사 진폭을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 +1번째 하모닉 생성시 나타나는 반사 위상 영역을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 시간 부호 생성 방법을 통해 획득한 코드북의 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 부호 생성 방법에 관한 알고리즘을 적용하여 도출한 시간 부호의 집합(C) 중 일부를 나타낸 것이다.
도 8은 메타 표면을 사용한 802.11b 통신 기반 대규모 수동 하향 링크 통신 기법을 나타내는 블록도이다.
1 is a diagram schematically showing a basic model of a wireless communication system using a meta surface.
2 is a graph showing a reflection phase with respect to a voltage according to a frequency incident on the meta surface.
3 is a diagram illustrating an algorithm for a time code generation method for controlling a reflection coefficient of a meta surface according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an exemplary reflection amplitude for each harmonic when a +1 th harmonic is generated using a time sign.
5 is a diagram illustrating a reflection phase region that appears when a +1th harmonic is generated.
6 is a diagram illustrating an example of a codebook obtained through a time code generation method according to an embodiment of the present invention.
7 shows a part of a set (C) of time codes derived by applying an algorithm for a time code generation method according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram showing a large-scale passive downlink communication scheme based on 802.11b communication using a meta surface.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수개의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수개의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms, including technical and scientific terms, used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 메타 표면을 활용한 무선 통신 시스템의 기본 모델을 개략적으로 나타낸 도면, 도 2는 메타 표면에 입사하는 주파수에 따른 전압에 대한 반사 위상을 나타낸 그래프, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법에 관한 알고리즘, 도 4는 시간 부호를 사용한 +1번째 하모닉 생성시, 각 하모닉에 대한 반사 진폭을 예시적으로 나타낸 도면, 도 5는 +1번째 하모닉 생성시 나타나는 반사 위상 영역을 예시적으로 나타낸 도면, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 시간 부호 생성 방법을 통해 획득한 코드북의 예시를 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 부호 생성 방법에 관한 알고리즘을 적용하여 도출한 시간 부호의 집합(C) 중 일부를 나타낸 도면, 도 8은 메타 표면을 사용한 802.11b 통신 기반 대규모 수동 하향 링크 통신 기법을 나타내는 블록도이다. 1 is a diagram schematically showing a basic model of a wireless communication system using a meta-surface, FIG. 2 is a graph showing a reflection phase of a voltage according to a frequency incident on the meta-surface, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. Algorithm for a time code generation method for controlling the reflection coefficient of the meta-surface according to this, FIG. 4 is a diagram showing an exemplary reflection amplitude for each harmonic when a +1th harmonic using a time code is generated, and FIG. 5 is +1 A diagram showing an exemplary reflection phase region appearing when a th harmonic is generated, FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a codebook obtained through a time code generation method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an embodiment of the present invention. A diagram showing a part of a set of time codes (C) derived by applying an algorithm for a time code generation method according to an example. FIG. 8 is a block diagram showing a large-scale passive downlink communication scheme based on 802.11b communication using a meta surface. .

도 1에 도시된 바와 같이 무선 통신 시스템은 메타 표면(100), 반송파 발생 장치(200) 및 수신기(300)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the wireless communication system includes a meta surface 100, a carrier wave generator 200, and a receiver 300.

메타 표면을 활용한 무선 통신 시스템의 작동 메커니즘을 설명하면, 반송파 발생 장치(200)에서는 변조되지 않은 반송파 신호를 메타 표면으로 전송하고, 메타 표면(100)에서는 입사된 반송파 신호를 변조하여 수신기(300)로 전송한다. 이때 활용되는 변조 방식의 예로는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등의 PSK(Phase Shift Keying) 방식이 있을 수 있으나, 변조 방식은 이에 제한되지 않는다.When explaining the operating mechanism of the wireless communication system using the meta surface, the carrier wave generator 200 transmits an unmodulated carrier signal to the meta surface, and the meta surface 100 modulates the incident carrier signal to the receiver 300 ). An example of the modulation method used at this time may be a phase shift keying (PSK) method such as binary phase shift keying (BPSK) or quadrature phase shift keying (QPSK), but the modulation method is not limited thereto.

여기서, 메타 표면(metasurface)이란 메타 원자(meta-atom)의 패턴으로 이루어진 2차원 표면을 의미하는데, 각각의 메타 원자는 전도성을 띠는 사각 패치와 다이오드 배열되어 메타 표면을 제어하는 스위치들로 구성된다. 이러한 메타 원자들은 각각 가지는 유전율과 투자율 등 전기적 특성에 따라 메타 표면에 입사한 반송파의 위상, 진폭, 편광 등의 특성을 조절한 후 수신기로 반사시킨다. 따라서, 메타 표면에 입사한 반송파 신호는 각각의 메타 표면 요소의 반사 계수에 따라 변조될 수 있다. Here, the metasurface refers to a two-dimensional surface consisting of a pattern of meta-atoms, and each meta-atom is composed of switches that control the meta-surface by arranging a conductive square patch and a diode. do. These meta-atoms are reflected to the receiver after adjusting characteristics such as the phase, amplitude, and polarization of the carrier wave incident on the meta surface according to electrical characteristics such as dielectric constant and permeability, respectively. Accordingly, the carrier signal incident on the meta surface can be modulated according to the reflection coefficient of each meta surface element.

이때, 각각의 다이오드에 전압을 인가함으로써 메타 원자의 전기적 특성, 즉 반사 계수를 제어함으로써 반송파를 변조하는 것이 가능해진다. 즉, 메타 표면에 인가된 전압을 제어함으로써 메타 원자의 반사 계수를 제어할 수 있고, 이에 따라 메타 표면으로부터 변조되어 반사되는 전자기파의 위상, 진폭 등을 다양하게 변조시키는 것이 가능해진다. 여기서, 전압은 디지털 코드의 형태로 메타 원자에 인가될 수 있다. 다시 말해, 메타 표면의 다이오드 각각에 독립적으로 전압이 인가될 수 있다. At this time, by applying a voltage to each diode, it becomes possible to modulate the carrier wave by controlling the electrical properties of the meta-atoms, that is, the reflection coefficient. That is, by controlling the voltage applied to the meta surface, the reflection coefficient of the meta atom can be controlled, and accordingly, the phase and amplitude of the electromagnetic wave modulated and reflected from the meta surface can be variously modulated. Here, the voltage may be applied to the meta atom in the form of a digital code. In other words, a voltage may be applied independently to each diode of the meta surface.

도 1의 메타 표면(100)은 다음과 같이 무선 통신에 적용할 수 있다. 반송파 발생 장치(200)에서 메타 표면(100)에 변조되지 않은 반송파 신호를 입사시킨다. 메타 표면에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 1-bit 또는 2-bit 디지털 코드를 입력하여 그에 대응하는 전압이 메타 표면 요소들에 인가되도록 한다. The meta surface 100 of FIG. 1 can be applied to wireless communication as follows. In the carrier wave generator 200, an unmodulated carrier signal is incident on the meta surface 100. In the meta-surface, 1-bit or 2-bit digital code is input to the FPGA (Field Programmable Gate Array), and the corresponding voltage is applied to the meta-surface elements.

각각의 메타 표면 요소들이 가지는 반사 계수는 FPGA 등을 통해 인가된 전압에 의해 제어되어 입사하는 반송파 신호의 위상 또는 진폭 등을 변조시킨다. 예를 들어 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등의 PSK 변조 방식을 이용하는 통신 시스템의 경우, 메타 표면(100)은 반송파 신호의 위상을 변조시켜 수신기(300)에 전송할 수 있다. The reflection coefficient of each meta surface element is controlled by a voltage applied through an FPGA or the like to modulate the phase or amplitude of an incident carrier signal. For example, in the case of a communication system using a PSK modulation method such as BPSK (Binary Phase Shift Keying) or QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), the meta surface 100 modulates the phase of the carrier signal and transmits it to the receiver 300. have.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 메타 표면은 FPGA를 통해 동일한 전압이 인가되더라도 입사하는 반송파의 주파수에 따라 반사 위상(Reflection Phase)과 진폭 크기(Amplitude)는 상이하다. 그런데, PSK 변조를 수행하기 위해서는 사용하고자 하는 주파수 대역에서 전압에 따라 가질 수 있는 반사 위상의 범위가 -180°~180°를 대부분 점유해야 한다. 예를 들어, 최소 0°에서 270°까지의 반사 위상의 범위를 점유할 수 있어야, 메타 표면을 통해 반송파를 각각 90°씩 위상 차이를 갖도록 QPSK 변조를 수행할 수 있다. 따라서, 사용하고자 하는 주파수 대역에서 메타 표면이 가질 수 있는 반사 위상이 최대한 넓은 범위를 점유하도록 메타 표면을 설계할 필요가 있다.In this case, as shown in FIG. 2, even if the same voltage is applied through the FPGA, the reflection phase and amplitude are different according to the frequency of the incident carrier wave. However, in order to perform PSK modulation, the range of the reflection phase that can be obtained according to the voltage in the frequency band to be used must occupy most of -180° to 180°. For example, when it is possible to occupy a range of reflection phases from 0° to 270° at least, QPSK modulation can be performed so that each carrier wave has a phase difference of 90° through the meta surface. Therefore, it is necessary to design the meta surface so that the reflection phase that the meta surface can have in the frequency band to be used occupies the widest range as possible.

본 발명은 소프트웨어 제어 메타 표면을 사용한 대규모 수동 하향 링크 통신 기법에 관한 것으로, 하모닉 주파수에서 반사 위상의 범위가 -180°~180°를 대부분 점유하도록 메타 표면의 특성을 제어함으로써 PSK 변조에 기반한 통신 수행이 가능하도록 하며, 메타 표면의 특성은 컴퓨터 프로그램 등 소프트웨어로 제어 가능하다. 이하에서는 본 발명에 따른 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법, 시공간 부호 생성 방법, 및 메타 표면의 신호 변조 방법에 관해 설명한다.The present invention relates to a large-scale passive downlink communication technique using a software-controlled meta-surface, and performs communication based on PSK modulation by controlling the characteristics of the meta-surface so that the range of the reflection phase at the harmonic frequency occupies most of -180° to 180°. This is possible, and the characteristics of the meta surface can be controlled by software such as a computer program. Hereinafter, a method for generating a temporal code, a method for generating a space-time code, and a method for modulating a signal of a meta surface for controlling a reflection coefficient of a meta surface according to the present invention will be described.

[메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법][Time Code Generation Method for Controlling Reflection Coefficient of Meta Surface]

본 발명의 일 실시예에 따른 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법은, 메타 표면(100)이 반송파 발생 장치(200)로부터 변조되지 않은 반송파를 수신한 후 반송파의 반사 위상(Reflection Phase)이 -180°~180°의 대부분의 범위를 점유하도록 메타 표면 요소들의 특성, 즉, 반사 계수를 제어코자 하며, 이를 수행하기 위해, 종래의 메타 표면을 사용한 무선 통신 기술과는 달리, 2-bit 디지털 코드들로 구성된 주기를 갖는 시간 부호(ck)를 생성하는 방법을 제공한다.The time code generation method for controlling the reflection coefficient of the meta surface according to an embodiment of the present invention is a reflection phase of the carrier after the meta surface 100 receives an unmodulated carrier from the carrier wave generator 200. Phase) is intended to control the properties of meta surface elements, that is, reflection coefficients, to occupy most of the range of -180° to 180°, and to accomplish this, unlike wireless communication technology using conventional meta surfaces, 2 Provides a method of generating a time code (c k ) having a period composed of -bit digital codes.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법에 관한 알고리즘을 도시화한 것이다. 해당 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 부호 생성 방법은, 제1 시간 부호(c1)에 대하여 중심 주파수(fc)를 기준으로 +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)을 계산하는 단계; +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)이 나머지 하모닉에 대한 반사 진폭 보다 S dB 이상 높고 문턱값 α 이상인지 판단하는 단계; 판단하는 단계의 두 조건을 만족하는 +1번째 하모닉에 대해서는 반사 계수(a1) 및 반사 위상(φ1)을 제1 시간 부호(c1)와 함께 코드북에 기록하는 단계; 및 제1 시간 부호외 다른 시간 부호(ck, k≠1)에 대하여 상기 계산하는 단계, 판단하는 단계 및 기록하는 단계를 순차적으로 수행함으로써, 시간 부호들의 집합(C)을 포함하는 코드북을 생성하는 단계;를 포함한다. 3 is a diagram illustrating an algorithm for a time code generation method for controlling a reflection coefficient of a meta surface according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawing, in the method for generating a time code according to an embodiment of the present invention, a reflection amplitude (A 1 ) for a +1 th harmonic based on a center frequency (f c ) with respect to a first time code (c 1 ) ) Calculating; Determining whether the reflection amplitude (A 1 ) for the +1 th harmonic is higher than the reflection amplitude for the remaining harmonics by S dB or more and is higher than the threshold value α; Recording a reflection coefficient (a 1 ) and a reflection phase (φ 1 ) in a codebook together with a first time code (c 1 ) for a +1 harmonic that satisfies the two conditions of the determining step; And by sequentially performing the step of calculating, determining, and recording a time code other than the first time code (c k , k ≠ 1), a codebook including a set of time codes (C) is generated. It includes;

본 발명의 일 실시예에 따른 시간 부호 생성 방법은 2-bit의 디지털 코드로 구성된, 주기를 갖는 시간 부호를 사용하여 하모닉을 생성하는 것을 포함하며, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.A method of generating a time code according to an embodiment of the present invention includes generating a harmonic using a time code having a period, which is composed of a 2-bit digital code, and this will be described in detail as follows.

먼저, 제1 시간 부호(c1)에 대하여 중심 주파수(fc)를 기준으로 +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)을 계산한다. 여기서, 주기를 갖는 시간 부호를 입력하여 하모닉을 생성하였을 때 m번째 하모닉이 가지는 반사 계수(am)와 반사 진폭(Am)을 계산하는 수학식은 아래 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같다. First, the reflection amplitude (A 1 ) for the +1 th harmonic is calculated based on the center frequency (f c ) for the first time sign (c 1 ). Here, the equations for calculating the reflection coefficient (a m ) and reflection amplitude (A m ) of the m-th harmonic when a harmonic is generated by inputting a time sign having a period are shown below [Equation 1] and [Equation 2] Same as

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112019108556964-pat00001
Figure 112019108556964-pat00001

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112019108556964-pat00002
Figure 112019108556964-pat00002

여기서,

Figure 112019108556964-pat00003
은 시간 부호의 길이이고,
Figure 112019108556964-pat00004
은 시간 부호의 n번째 디지털 코드에 의한 반사 계수이다(예컨대, 시간 부호의 길이 L=10이라면, n은 1 부터 10이 될 것이다). 반송파가 메타 표면에 입사되면 메타 표면 요소들의 반사 계수에 따라 위상, 진폭 등이 변조되어 반사된다. 메타 표면 요소들의 반사 계수
Figure 112019108556964-pat00005
는 2-bit 디지털 코드에 대하여 다음과 같이 맵핑할 수 있다. here,
Figure 112019108556964-pat00003
Is the length of the time sign,
Figure 112019108556964-pat00004
Is the reflection coefficient by the nth digital code of the time code (for example, if the length of the time code L=10, n will be from 1 to 10). When the carrier wave is incident on the meta surface, the phase and amplitude are modulated and reflected according to the reflection coefficients of the meta surface elements. Reflection coefficient of meta surface elements
Figure 112019108556964-pat00005
Can be mapped as follows for a 2-bit digital code.

* 2-bit 코드‘00’=

Figure 112019108556964-pat00006
* 2-bit code '00'=
Figure 112019108556964-pat00006

* 2-bit 코드‘01’=

Figure 112019108556964-pat00007
* 2-bit code '01'=
Figure 112019108556964-pat00007

* 2-bit 코드‘10’=

Figure 112019108556964-pat00008
* 2-bit code '10'=
Figure 112019108556964-pat00008

* 2-bit 코드‘11’=

Figure 112019108556964-pat00009
* 2-bit code '11'=
Figure 112019108556964-pat00009

2-bit를 사용하였기 때문에 90°씩 위상이 차이나도록 한다면 어떤 값을 사용해도 무관하다. 다만, 메타 표면에 인가하는 전압에 대하여 최소 270°의 반사 위상을 점유해야 90°씩 위창 차이를 갖도록 반사 계수를 설정할 수 있다. 이와 같이 시간 부호를 사용하여 메타 표면의 각 요소들이 갖는 m번째 하모닉에 대한 반사 계수(am)를 계산할 수 있다. 또한, 시간 부호의 주기를

Figure 112019108556964-pat00010
라고 하면, 하모닉 주파수 사이의 간격은
Figure 112019108556964-pat00011
이 되므로, 시간 부호의 주기를 제어하여
Figure 112019108556964-pat00012
를 조절할 수 있다. Since 2-bit is used, it is irrelevant to use any value if the phase is different by 90°. However, it is possible to set the reflection coefficient so as to have a gastric window difference of 90° by occupying a reflection phase of at least 270° for the voltage applied to the meta surface. In this way, the reflection coefficient (a m ) for the m-th harmonic of each element of the meta surface can be calculated using the time sign. Also, the period of the time sign
Figure 112019108556964-pat00010
, The interval between harmonic frequencies is
Figure 112019108556964-pat00011
Therefore, by controlling the period of the time sign
Figure 112019108556964-pat00012
Can be adjusted.

전술한 반사 진폭(A1)을 계산하는 단계는, 제1 시간 부호(c1)에 대하여 중심 주파수(fc)를 기준으로 -m번째부터 +m번째 하모닉에 대하여 반사 계수(am)들을 계산하는 단계; 및 반사 계수(am)들로부터 -m번째부터 +m번째 하모닉에 대한 반사 진폭(Am)을 각각 계산하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 수학식 1에 기초하여 각 하모닉에 대한 반사 계수(am)들을 계산하면, 수학식 2에 기초하여 각 하모닉에 대한 반사 진폭(Am)을 산출할 수 있다. 도 3의 경우, m이 7일 때를 가정하고 작성되어 있으나, m의 값은 이에 제한되지 않는다. 각 하모닉은 중심 주파수(fc)에서 멀어질수록 진폭이 감쇠하기 때문에, 이하에서는 8번째 하모닉부터는 반사 진폭이 충분히 작은 것을 가정하고 설명한다. 일 실시예에 따르면, 주어진 시간 부호(ck)에 대하여 -7번째부터 +7번째 하모닉까지의 반사 계수들을 계산한다(즉, m=7). The step of calculating the above-described reflection amplitude (A 1 ) includes reflection coefficients (a m ) for the -m-th harmonic to the +m-th harmonic based on the center frequency (f c ) for the first time sign (c 1 ). Calculating; And calculating reflection amplitudes (A m ) for the -mth to +mth harmonics from the reflection coefficients (a m ), respectively. If reflection coefficients (a m ) for each harmonic are calculated based on Equation 1, the reflection amplitude (A m ) for each harmonic may be calculated based on Equation 2. In the case of FIG. 3, it is assumed that m is 7, but the value of m is not limited thereto. Since the amplitude of each harmonic is attenuated as the distance from the center frequency f c increases, the following description will be made on the assumption that the reflection amplitude is sufficiently small from the eighth harmonic. According to an embodiment, reflection coefficients from -7th to +7th harmonics are calculated for a given time sign (c k ) (ie, m=7).

다음, +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)이 나머지 하모닉에 대한 반사 진폭(Am) 보다 S dB 이상 높고(λ> S dB), 문턱값 α 이상인지(

Figure 112019108556964-pat00013
) 판단한다. 이는 다른 하모닉을 억제함과 동시에 +1번째 하모닉에서의 충분한 송신 전력을 확보하기 위함이다. Next, whether the reflection amplitude (A 1 ) for the +1 harmonic is higher than the reflection amplitude (Am) for the remaining harmonics by S dB or more (λ> S dB), and is more than the threshold α (
Figure 112019108556964-pat00013
) Judge. This is to suppress other harmonics and secure sufficient transmit power at the +1 harmonic.

그리고, +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)을 나머지 하모닉에 대한 반사 진폭(Am)과 비교하기 위하여 아래 [수학식 3]에 따라 λ를 계산 한 후, λ> S dB 인지 여부를 확인한다. 이때, 상기 S dB는 10dB일 수 있다.And, in order to compare the reflection amplitude (A 1 ) for the +1 harmonic with the reflection amplitude (A m ) for the remaining harmonics, calculate λ according to [Equation 3] below, and then determine whether λ> S dB. Confirm. In this case, the S dB may be 10 dB.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112019108556964-pat00014
Figure 112019108556964-pat00014

도 4는 시간 부호를 사용한 +1번째 하모닉 생성시 각 하모닉에 대한 반사 진폭을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 +1번째 하모닉 생성시 나타나는 반사 위상 영역을 예시적으로 나타낸 도면이다. 예컨대, 문턱값 α가 0.5이고 L=10인 시간 부호를 사용하여 도 3에 도시된 알고리즘을 적용하였을 때 도 4와 같이 +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(0.67)은 다른 하모닉들 중에서 가장 진폭이 큰 -1번째 하모닉보다 10dB 이상 높게 나타났고 문턱값(α) 0.5 이상으로 나타났다. 그리고, 도 5에서 볼 수 있듯이 진폭이 문턱값(α)인 0.5 이상이고 다른 하모닉보다 10dB 큰 +1번째 하모닉의 반사 위상은 -180°~ 180° 사이의 대부분의 반사 위상을 점유하는 것을 확인할 수 있다. 4 is a diagram exemplarily showing a reflection amplitude for each harmonic when a +1 th harmonic is generated using a time sign, and FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating a reflection phase region that appears when a +1 th harmonic is generated. For example, when the algorithm shown in FIG. 3 is applied using a time code with a threshold value α of 0.5 and L=10, the reflection amplitude (0.67) for the +1 harmonic as shown in FIG. 4 is the most amplitude among other harmonics. It was more than 10dB higher than the large -1st harmonic and was more than 0.5 threshold (α). And, as can be seen in FIG. 5, it can be seen that the reflection phase of the +1st harmonic whose amplitude is greater than the threshold value (α) of 0.5 and is 10dB larger than other harmonics occupies most of the reflection phase between -180° and 180°. have.

다음, 제2 단계의 전술한 두 조건을 만족하는 +1번째 하모닉에 대해서는 반사 계수(a1) 및 반사 위상(φ1)을 제1 시간 부호(c1)와 함께 코드북에 기록한다. 여기서, m번째 하모닉에 대한 반사 위상(φm)을 계산하는 수학식은 아래 [수학식 4]와 같다. Next, the reflection coefficient (a 1 ) and reflection phase (φ 1 ) are recorded in the codebook together with the first time code (c 1 ) for the +1 th harmonic that satisfies the above two conditions of the second step. Here, the equation for calculating the reflection phase (φ m ) for the m-th harmonic is as shown in [Equation 4] below.

[수학식 4][Equation 4]

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본 발명에서는 2-bit의 디지털 코드로 구성된 시간 부호를 사용하는 것을 특징으로 하며, 한 세트의 시간 부호에는 L개의 디지털 코드가 시계열적으로 나열되어 구성된다. 따라서, 2-bit의 디지털 코드로 길이가 L(n=1,2,3,…,L)인 시간 부호를 설정할 경우, 4가지 종류의 디지털 코드(00,01,10,11)가 L번에 걸쳐 지정될 수 있는바, 시간 부호들의 집합(C)는 모두 4L 개가 된다. 즉, 시간 부호들의 집합(C)을 구성하는 시간 부호의 개수(K)는 최대 4L개가 될 수 있다. In the present invention, a time code composed of a 2-bit digital code is used, and L digital codes are arranged in a time series in a set of time codes. Therefore, when setting a time code of length L (n=1,2,3,...,L) with a 2-bit digital code, four types of digital codes (00,01,10,11) are L times. As can be specified over, the set of time codes (C) is all 4 L. That is, the number (K) of time codes constituting the set of time codes (C) may be up to 4 L.

여기서, 본 발명은 종래의 메타 표면을 사용한 무선 통신 기술과 달리, 2-bit의 디지털 코드로 구성된 주기를 갖는 시간 부호를 사용하는 것에 하나의 기술적 특징이 있다. 만일, 1-bit의 디지털 코드를 사용하는 경우 항상 중심 주파수(fc)를 기준으로 하모닉의 반사 진폭이 대칭성을 띠기 때문에 사용하고자 하는 하모닉 외의 다른 하모닉을 억제할 수 없다. 다시 말해, 1-bit의 디지털 코드를 사용하면 +1번째 하모닉과 -1번째 하모닉이 항상 같이 나타나기 때문에 사용하지 않는 하모닉을 억제할 수 없다. 따라서, 디지털 코드의 비트 수는 최소 2-bit 이상을 사용해야 이러한 대칭성을 없애 +1번째 하모닉 외의 다른 신호들을 억제할 수 있다. Here, the present invention has one technical feature in using a time code having a period composed of a 2-bit digital code, unlike a conventional wireless communication technology using a meta surface. If a 1-bit digital code is used, the reflection amplitude of the harmonic is always symmetrical with respect to the center frequency (f c ), so other harmonics other than the intended harmonic cannot be suppressed. In other words, when a 1-bit digital code is used, the +1 harmonic and the -1st harmonic always appear together, so unused harmonics cannot be suppressed. Therefore, when the number of bits of the digital code is at least 2-bit or more, this symmetry can be eliminated to suppress signals other than the +1th harmonic.

다만, 디지털 코드 비트 수가 많아질수록 추가적으로 다이오드를 연결해야 하고 복잡도가 높아지기 때문에 본 발명에서는 2-bit의 디지털 코드를 사용하여 시간 부호를 구성한다. However, as the number of digital code bits increases, an additional diode must be connected and the complexity increases. In the present invention, a time code is configured using a 2-bit digital code.

다음, 제1 시간 부호외 다른 시간 부호(ck, k≠1)에 대하여 상기 계산하는 단계, 판단하는 단계 및 기록하는 단계를 순차적으로 수행함으로써, 시간 부호들의 집합(C)을 포함하는 코드북을 생성한다. Next, by sequentially performing the calculating, determining, and recording steps for time codes (c k , k ≠ 1) other than the first time code, a codebook including a set of time codes (C) is obtained. Generate.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 시간 부호 생성 방법을 통해 획득한 코드북의 예시를 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법에 관한 알고리즘을 적용하여 도출한 시간 부호의 집합(C) 중 일부를 나타낸 것이다. 6 is a diagram illustrating an example of a codebook obtained through a time code generation method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a time code generation for controlling a reflection coefficient of a meta surface according to an embodiment of the present invention. It shows a part of the set (C) of time codes derived by applying the algorithm for the method.

도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 과정을 통해 생성된 코드북에는 각각의 시간 부호(c1, c2, c3, …, ck)에 대하여 시간 부호를 구성하는 L개의 디지털 코드의 정보 및 각 시간 부호를 메타 표면에 인가했을 때 +1번째 하모닉에 대한 메타 표면의 반사 계수(a1), +1번째 하모닉에 대한 반사 위상(φ1)이 기록되어 있다. 참고로, 도 7에는 100°~110°사이의 반사 위상을 갖는 시간 부호들이 나타나 있다. 만일, 전술한 코드북에 기록하는 단계에서, 반사 위상의 계산 결과가 동일한 시간 부호가 두 개 이상 나타날 경우, +1번째 하모닉과 다른 하모닉들에 대한 반사 진폭의 차이가 더 크게 나타나는 시간 부호를 선택하여 코드북에 기록한다. 이는 수신기가 수신하는 신호의 세기를 최대화하고 다른 하모닉을 억제하여 다른 주파수 대역에 일으키는 간섭을 최소화하기 위함이다.As shown in FIG. 6, in the codebook generated through the above-described process, information of L digital codes constituting the time code for each time code (c 1 , c 2 , c 3 , …, c k ) and When each time sign is applied to the meta surface, the reflection coefficient (a 1 ) of the meta surface with respect to the +1th harmonic and the reflection phase (φ 1 ) of the +1th harmonic are recorded. For reference, time codes having a reflection phase between 100° and 110° are shown in FIG. 7. If, in the step of recording in the above-described codebook, when two or more time codes having the same reflection phase calculation result appear, a time sign in which the difference in reflection amplitude for the +1 harmonic and other harmonics is larger is selected. Record it in the codebook. This is to maximize the strength of the signal received by the receiver and suppress other harmonics to minimize interference in other frequency bands.

한편, 시간 부호의 주기 T0를 조절함으로써 비트 전송률 Rb을 제어 할 수 있다. 비트 전송률 Rb는 시간 부호의 주기 T0

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와 같은 관계에 있고, 이들 둘 사이는 반비례 관계에 있으므로, 시간 부호의 주기 T0를 조절함으로써 비트 전송률 Rb 제어가 가능하다. 여기서, 시간 주기 T0는 디지털 코드의 수 L, 그리고 디지털 코드를 구성하는 비트의 주기와 각각 비례 관계에 있다. 이에 따라, 시간 부호의 주기 T0를 제어하는 하나의 방법으로서, 2-bit 디지털 코드의 수(L)를 조절하는 방법이 있다. 시간 부호의 주기 T0는 디지털 코드의 수 L과 비례 관계에 있으므로, L을 조절함으로써 비트 전송률 Rb의 제어가 가능하다. 한편, 시간 부호의 주기 T0를 제어하는 또 다른 방법으로서 FPGA에서 디지털 코드를 입력할 때의 비트 주기(FPGA의 Clock 주기가 될 수 있음)를 짧게 또는 길게 하여 주기 T0를 조절하는 방법이 있다. Meanwhile, the bit rate R b can be controlled by adjusting the period T 0 of the time code. The bit rate R b is the period T 0 of the time sign and
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Since the relationship is the same as and there is an inverse relationship between the two, it is possible to control the bit rate R b by adjusting the period T 0 of the time code. Here, the time period T 0 is proportional to the number L of digital codes and the period of bits constituting the digital code, respectively. Accordingly, as one method of controlling the period T 0 of the time code, there is a method of adjusting the number L of 2-bit digital codes. Since the period T 0 of the time code is proportional to the number L of digital codes, it is possible to control the bit rate R b by adjusting L. On the other hand, as another method of controlling the period T 0 of the time code, there is a method of adjusting the period T 0 by shortening or lengthening the bit period (which can be the clock period of the FPGA) when the digital code is input in the FPGA. .

이와 같은 과정을 통해 +1번째 하모닉에 대하여 다른 하모닉 대비 10dB 이상 높은 반사 진폭을 가지면서 -180°~180° 범위의 대부분의 반사 위상을 점유하는 시간 부호들의 집합(C)을 얻을 수 있다.Through this process, it is possible to obtain a set of time codes (C) that occupy most of the reflection phases in the range of -180° to 180° while having a reflection amplitude that is 10 dB or more higher than that of other harmonics for the +1th harmonic.

본 발명에 따르면, 종래 기술 대비 제한된 디지털 코드로도 시간 부호를 통해-180°~180° 사이의 대부분의 반사 위상으로 반송파를 변조할 수 있으므로, 메타 표면에서 PSK 변조에 기반한 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 메타 표면을 위한 시공간 부호 생성 방법을 통해 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역 및 DQPSK 변조에 기반한 Wi-Fi 802.11b 표준의 무선 통신을 수행할 수 있다.According to the present invention, since the carrier wave can be modulated with most of the reflection phase between -180° and 180° through the time code even with a limited digital code compared to the prior art, communication based on PSK modulation can be performed on the meta surface. . For example, wireless communication of the Wi-Fi 802.11b standard based on ISM (Industrial Scientific Medical) band and DQPSK modulation may be performed through the method of generating a space-time code for a meta surface according to the present invention.

[메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호 생성 방법][Space-Time Code Generation Method for Controlling Reflection Coefficient of Meta Surface]

한편, 본 발명은 전술한 시간 부호 생성 방법에 의해 획득한 시간 부호를 이용하여, 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호를 생성 방법을 더 포함한다. 즉, 본 발명의 시공간 부호 생성 방법은, 반송파 발생 장치와 메타 표면 사이의 채널 및 메타 표면과 수신기의 채널을 추정하는 단계; 추정된 채널을 기초로 메타 표면에 의한 반송파 변조 시의 위상 변화를 계산하는 단계; 계산된 위상과 가장 근접한 반사 위상을 갖는 시간 부호(ck)를 앞서 설명한 시간 부호 생성 방법으로 생성된 코드북에서 선택하는 단계; 및 선택된 시간 부호(ck)를 메타 표면의 각각의 요소들에 대하여 계산함으로써 시공간 부호를 획득하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, the present invention further includes a method of generating a space-time code for controlling a reflection coefficient of a meta surface by using a time code obtained by the above-described time code generation method. That is, the method of generating a space-time code according to the present invention includes: estimating a channel between a carrier generator and a meta surface and a channel of the meta surface and a receiver; Calculating a phase change during carrier modulation by the meta-surface based on the estimated channel; Selecting a time code (c k ) having a reflection phase closest to the calculated phase from the codebook generated by the time code generation method described above; And obtaining a space-time code by calculating the selected temporal code (c k ) for each element of the meta surface.

도 8은 메타 표면을 사용한 802.11b 통신 기반 대규모 수동 하향 링크 통신 기법을 나타내는 블록도이다. 도면을 참고하면, 본 발명에 따른 시공간 부호 생성 방법은 반송파 발생 장치와 메타 표면 사이의 채널, 그리고 메타 표면과 수신기 사이의 채널을 추정한다. 이어서, 추정한 채널을 바탕으로 빔포밍 벡터를 생성하는 데 필요한 진폭 및 위상 등을 계산할 수 있다. 8 is a block diagram showing a large-scale passive downlink communication scheme based on 802.11b communication using a meta surface. Referring to the drawings, in the method for generating a space-time code according to the present invention, a channel between a carrier generator and a meta surface, and a channel between the meta surface and a receiver are estimated. Subsequently, the amplitude and phase required to generate a beamforming vector may be calculated based on the estimated channel.

다음, 추정한 채널을 기초로 메타 표면(100)에 의한 반송파 변조 시의 위상 변화를 계산한다. 이 단계에서는 DBPSK(differential BPSK) 또는 DQPSK(differential QPSK) 변조 시의 위상 변화를 계산할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 2-bit 디지털 코드로 구성된 시간 부호를 통해 +1번째 하모닉에 대한 반사 위상을 제어함으로써 PSK 변조 방식에 기반한 통신을 수행할 수 있다. 본 발명에 따르면 반송파에 대한 정교한 위상 변조가 가능하므로, 본 발명에 따른 시공간 부호 생성 방법은 DSSS(Direct-Sequence Spread Spectrum) 또는 CCK(Complementary code keying)로 인코딩된 신호를 DBPSK와 DQPSK 변조 기법을 통해 전송하는 Wi-Fi 802.11b 통신 시스템에 적용할 수 있다. 즉, Wi-Fi 802.11b 표준을 따르는 통신을 수행하기 위해, 본 단계에서는 반송파를 DBPSK 또는 DQPSK 방식으로 변조할 때의 위상 변화를 계산할 수 있다. Next, based on the estimated channel, a phase change during carrier modulation by the meta surface 100 is calculated. In this step, a phase change during differential BPSK (DBPSK) or differential QPSK (DQPSK) modulation may be calculated. As described above, according to the present invention, communication based on the PSK modulation method can be performed by controlling the reflection phase for the +1 th harmonic through a time code composed of a 2-bit digital code. According to the present invention, since sophisticated phase modulation for a carrier is possible, the method for generating a space-time code according to the present invention uses a signal encoded with Direct-Sequence Spread Spectrum (DSSS) or Complementary Code Keying (CCK) through DBPSK and DQPSK It can be applied to the transmitting Wi-Fi 802.11b communication system. That is, in order to perform communication according to the Wi-Fi 802.11b standard, in this step, the phase change when the carrier is modulated using the DBPSK or DQPSK method may be calculated.

다음, 계산된 위상과 가장 근접한 반사 위상을 갖는 시간 부호(ck)를 앞서 설명한 시간 부호 생성 방법을 통해 획득한 코드북에서 선택하고, 이러한 시간 부호를 메타 표면 각각의 요소들에 대하여 계산하여 시공간 부호를 얻는다. 이후, 이렇게 획득한 시공간 부호를 일정 횟수 반복하여 주기성을 갖도록 한다. Next, a time code (c k ) having a reflection phase closest to the calculated phase is selected from the codebook obtained through the time code generation method described above, and this time code is calculated for each element of the meta surface to generate a space-time code. Get Thereafter, the obtained space-time code is repeated a certain number of times to have periodicity.

이와 같은 본 발명의 실시 형태에 따르면, 시공간 부호를 통해 메타 표면을 구성하는 각각의 메타 요소들의 위상을 정교하게 제어하여 수동 빔포밍을 수행할 수 있다. 즉, 시간 부호의 길이(L)를 길게 설정하면 메타 표면을 통해 더 정교하게 반사파의 위상을 제어할 수 있다. 다만, 이와 동시에 시공간 부호의 주기(T0)가 커지기 때문에, 각 시스템의 요구되는 조건에 따라 시간 부호의 길이(L) 및 시공간 부호의 주기(T0)를 조절할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 이러한 하향 링크 수동 빔포밍을 통해 사용자가 요구하는 대용량 정보를 전송해 주어 AP(Access Point)의 하향링크 네트워크 혼잡도를 줄일 수 있다. According to the embodiment of the present invention, passive beamforming can be performed by precisely controlling the phases of meta elements constituting the meta surface through space-time codes. That is, if the length L of the time code is set to be long, the phase of the reflected wave can be more precisely controlled through the meta surface. However, at the same time, since the period (T 0 ) of the space-time code increases, the length (L) of the time code and the period (T 0 ) of the space-time code can be adjusted according to the required conditions of each system. Further, according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce downlink network congestion of an access point (AP) by transmitting large amounts of information requested by a user through such downlink passive beamforming.

[컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체][Computer readable recording medium in which computer programs are stored]

본 발명은 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법, 메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호 생성 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 더 포함한다. 또한, 이러한 시간 부호 생성 방법 또는 시공간 부호 생성 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램 역시 구현 가능함은 물론이다.The present invention further includes a computer-readable recording medium storing a program for implementing a method for generating a temporal code for controlling a reflection coefficient of a meta surface and a method for generating a space-time code for controlling a reflection coefficient of a meta surface. In addition, a program stored in a computer-readable recording medium for implementing the time code generation method or the space-time code generation method can also be implemented.

즉, 상술한 시간/시공간 부호 생성 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음을 당업자들이 쉽게 이해할 수 있을 것이다. That is, it will be easily understood by those skilled in the art that the above-described time/space-time code generation method may be provided in a recording medium that can be read through a computer by tangibly implementing a program of instructions for implementing this.

다시 말해, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In other words, it is implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means, and can be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and constructed for the present invention, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and floptical disks. Magneto-optical media and hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, USB memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the present invention, and vice versa.

[메타 표면의 신호 변조 방법][Meta surface signal modulation method]

본 발명은 전술한 시공간 부호 생성 방법에 의해 획득한 시공간 부호를 이용하여, 메타 표면에서 단일 주파수 신호를 변조하는 방법을 더 포함한다. 즉, 반송파 발생 장치로부터 반송파를 수신하는 단계; 수신된 반송파의 주파수에 기초하여 전술한 시공간 부호 생성 방법에 기초하여 시공간 부호를 생성하는 단계; 생성된 시공간 부호를 메타 표면에 입력하여 메타 표면의 반사 계수를 제어하는 단계; 반송파를 메타 표면을 이용하여 변조하는 단계; 및 변조된 신호를 수신기에 전송하는 단계;를 포함한다.The present invention further includes a method of modulating a single frequency signal in a meta surface by using the space-time code obtained by the above-described space-time code generation method. That is, receiving a carrier wave from the carrier wave generating device; Generating a space-time code based on the above-described space-time code generation method based on the frequency of the received carrier; Inputting the generated space-time code to the meta surface to control a reflection coefficient of the meta surface; Modulating the carrier wave using the meta surface; And transmitting the modulated signal to a receiver.

시공간 부호를 생성한 후에는 시공간 부호를 일정 횟수 반복하여 주기성을 갖도록 하는 것이 바람직하며, 이렇게 생성된 주기성을 갖는 시공간 부호는 FPGA를 통해 메타 표면에 입력할 수 있다. 메타 표면에서는 입력된 시공간 부호에 따라 하모닉에 대한 반사 계수를 제어하여 입사한 단일 주파수 신호를 변조할 수 있다. 이후 변조된 신호는 무선 통신 표준에 기초하여 수신기로 전송될 수 있다. 예를 들어 Wi-Fi 표준에 따라 전송된 신호는 사용자 단말의 Wi-Fi 칩에서 수신될 수 있다.After generating the space-time code, it is preferable to repeat the space-time code a certain number of times to have periodicity, and the generated space-time code can be input to the meta surface through the FPGA. In the meta-surface, the incident single frequency signal can be modulated by controlling the reflection coefficient for the harmonic according to the input space-time code. The modulated signal can then be transmitted to a receiver based on a wireless communication standard. For example, a signal transmitted according to the Wi-Fi standard may be received by a Wi-Fi chip of a user terminal.

이때, 반송파 발생 장치(200)에서는 중심 주파수(fc)에서 하모닉 주파수 사이의 간격(f0) 만큼 이동시켜 fc-f0의 주파수를 갖는 반송파 신호를 생성하며, 반송파를 수신하는 단계에서는 반송파 발생 장치(200)로부터 fc-f0의 주파수를 갖는 반송파를 수신한다. 이후, 변조된 신호를 수신기에 전송하는 단계에서는 시공간 부호를 통해 하모닉을 생성하여 fc-f0의 주파수를 다시 사용하고자 하는 중심 주파수 fc 영역으로 천이함과 동시에 반사 위상을 제어함으로써 PSK 변조에 기반한 통신 및 빔포밍을 구현할 수 있다. At this time, the carrier generating device 200 generates a carrier signal having a frequency of f c -f 0 by moving from the center frequency (f c ) to the interval between the harmonic frequencies (f 0 ), and in the step of receiving the carrier wave A carrier wave having a frequency of f c -f 0 is received from the generator 200. Thereafter, in the step of transmitting the modulated signal to the receiver, a harmonic is generated through a space-time code, and the frequency of f c -f 0 is shifted to the center frequency f c region to be used again, and the reflection phase is controlled. Based communication and beamforming can be implemented.

한편, 본 발명은 반송파 발생 장치의 제한된 전력 및 다른 사용자와의 간섭을 최소화하는 제약 조건하에서 달성 가능한 비트 전송률을 최대화하는 최적의 빔포밍 벡터를 구함으로써, 수동 빔포밍 수행을 제공하는 것을 발명의 해결과제 중 하나로 한다. On the other hand, the present invention provides a passive beamforming performance by obtaining an optimal beamforming vector that maximizes the achievable bit rate under the limited power of the carrier generation device and the constraints that minimize interference with other users. Make it one of the tasks.

시간 부호의 주기를 T0라 하면 각 하모닉 주파수 사이의 간격은

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으로, 시간 부호의 주기에 따라 하모닉 주파수가 결정되기 때문에, 정해진 하모닉 주파수에 대하여 고정된 비트 전송률(bit rate)을 가진다. 만일, 다양한 비트 전송률을 얻기 위하여 시간 부호의 주기를 변경하면 그에 따라 하모닉 주파수 간격이 변하기 때문에, 사용하고자 하는 주파수 대역에서 원하는 비트 전송률을 얻는데 문제가 발생한다.If the period of the time sign is T 0 , the interval between each harmonic frequency is
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Thus, since the harmonic frequency is determined according to the period of the time code, it has a fixed bit rate for the determined harmonic frequency. If the period of the time code is changed to obtain various bit rates, the harmonic frequency interval changes accordingly, so a problem occurs in obtaining a desired bit rate in a frequency band to be used.

비트 전송률 Rb는 시간 부호의 주기 T0와 다음과 같은 관계를 가진다. 심볼 주기 Ts에 대하여 Ts=kT0 이고 k는 시간 부호를 반복하는 횟수를 나타낸다. 여기서 비트 전송률은

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와 같이 계산할 수 있다. b는 변조 기법에 따른 비트 수이다. 따라서, 시간 부호의 주기 T0를 조절하여 비트 전송률 Rb을 제어할 수 있다. 예를 들면, 2-bit 디지털 코드 10개로 이루어진 시간 부호를 4번 반복하여 하모닉을 생성하는 경우, FPGA에서 40MHz 클록을 사용하여
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인 시간 부호를 입력함으로써 DQPSK 변조의 경우 1Mbps의 비트 전송률을 달성할 수 있다. 여기서 최대 비트 전송률은 802.11b 통신 규격에 의해 최대 11Mbps를 달성할 수 있다.The bit rate R b has the following relationship with the period T 0 of the time code. For the symbol period T s , T s =kT 0 and k represents the number of times the time code is repeated. Where the bit rate is
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It can be calculated as b is the number of bits according to the modulation technique. Therefore, it is possible to control the bit rate R b by adjusting the period T 0 of the time code. For example, if a time code consisting of 10 2-bit digital codes is repeated 4 times to generate a harmonic, a 40MHz clock is used in the FPGA.
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By entering the in-time code, a bit rate of 1Mbps can be achieved for DQPSK modulation. Here, the maximum bit rate can achieve a maximum of 11 Mbps according to the 802.11b communication standard.

한편, 본 발명에서는 메타 표면의 요소들이 하모닉에 대하여 -180°~180° 사이의 대부분의 반사 위상을 점유하는 것을 활용하여 시공간 부호를 통한 하향 링크 수동 빔포밍 또한 지원한다. 메타 표면을 구성하는 요소들의 개수를 N, 반송파 발생 장치에서 생성하는 단일 주파수 신호의 파워를 Pc, 메타 표면에서 수동 빔포밍을 수행하기 위한 각 요소별 위상 이동을 N x N 대각 행렬 θ, 각 요소들의 시간 부호에 따른 반사 진폭을 N x N 대각 행렬 Λ, 반송파 발생 장치와 각 메타 표면 요소들 사이의 채널들을 N x 1 행렬 g, 그리고, 각 메타 표면 요소들과 수신기 사이의 채널들을 N x 1 행렬 h라고 하면, 달성 가능한 비트 전송률(achievable rate)은 아래 [수학식 5]를 이용하여 산출할 수 있다.Meanwhile, the present invention also supports downlink passive beamforming through space-time codes by utilizing the fact that meta-surface elements occupy most of the reflection phases between -180° and 180° with respect to the harmonic. The number of elements constituting the meta surface is N, the power of the single frequency signal generated by the carrier wave generator is P c , the phase shift of each element for performing passive beamforming on the meta surface is N x N diagonal matrix θ, each The reflection amplitude according to the temporal sign of the elements is N x N diagonal matrix Λ, the channels between the carrier generator and each meta surface element are N x 1 matrix g, and the channels between each meta surface element and the receiver are N x For one matrix h, the achievable rate can be calculated using the following [Equation 5].

[수학식 5][Equation 5]

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여기서,

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은 잡음 전력, W는 반송파의 주파수 대역폭이다. 그리고,ζ는 실제 변조를 반영한 성능 차이를 나타낸다. (QPSK 변조를 사용하였을 경우, 약 ζ=9.8dB의 성능 저하가 발생한다). 이때, 메타 표면 요소들과 수신기 사이의 채널을 추정하기 위해서는 메타 표면에 채널을 추정하기 위한 수신 RF chain이 존재하게 된다. 따라서, 제한된 반송파 발생 장치의 전력, 그리고 다른 사용자에게 간섭을 최소화하는 제약 조건하에 달성 가능한 비트 전송률을 최대화하는 최적의 빔포밍 벡터를 구하여 수동 빔포밍을 수행할 수 있다.here,
Figure 112019108556964-pat00022
Is the noise power, and W is the frequency bandwidth of the carrier. And, ζ represents the difference in performance reflecting the actual modulation. (When QPSK modulation is used, performance degradation of about ζ = 9.8 dB occurs). At this time, in order to estimate a channel between meta surface elements and a receiver, a reception RF chain for estimating a channel exists on the meta surface. Accordingly, passive beamforming can be performed by obtaining an optimal beamforming vector that maximizes the achievable bit rate under the limited power of the carrier generating device and the constraints that minimize interference to other users.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 메타 표면에서 2-bit 디지털 코드로 구성된 시간 부호를 사용하여 하모닉에 대한 반사 계수를 자유롭게 제어함으로써, 비트수를 늘리지 않고서도 효과적으로 넓은 범위의 많은 반사 계수를 갖도록 메타 표면을 설계할 수 있다. 따라서, 종래의 메타 표면을 사용한 무선 통신보다 실용적으로 무선 통신을 수행할 수 있다. According to the present invention as described above, by using a time code composed of a 2-bit digital code on the meta surface, the reflection coefficient for harmonics is freely controlled, so that the meta surface effectively has a large number of reflection coefficients in a wide range without increasing the number of bits. You can design the surface. Therefore, wireless communication can be performed more practically than wireless communication using a conventional meta surface.

또한, 이러한 메타 표면을 활용하여 하향 링크 수동 빔포밍을 통해 AP가 부담하는 하향링크 네트워크 혼잡도를 경감시킬 수 있다. In addition, it is possible to reduce the downlink network congestion burdened by the AP through the downlink passive beamforming using this meta surface.

또한 같은 정보를 여러 수신기에 보내는 경우 메타 표면에서 멀티캐스트(multicast) 빔포밍을 통해 여러 수신기에 정보를 전송할 수 있다. 그 외에도 스마트 팩토리, 스마트 홈에 대한 정보를 브로드캐스트(broadcast) 하는 데에 활용할 수 있다.In addition, when the same information is transmitted to multiple receivers, information can be transmitted to multiple receivers through multicast beamforming in the meta surface. In addition, it can be used to broadcast information about smart factories and smart homes.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at around its preferred embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100 : 메타 표면
200 : 반송파 발송 장치
300 : 수신기
100: meta surface
200: carrier sending device
300: receiver

Claims (12)

메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법으로서,
제1 시간 부호(c1)에 대하여 중심 주파수(fc)를 기준으로 +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)을 계산하는 단계;
상기 +1번째 하모닉에 대한 반사 진폭(A1)이 나머지 하모닉에 대한 반사 진폭 보다 S dB 이상 높고 문턱값 α 이상인지 판단하는 단계;
상기 판단하는 단계의 두 조건을 만족하는 +1번째 하모닉에 대해서는 반사 계수(a1) 및 반사 위상(φ1)을 상기 제1 시간 부호(c1)와 함께 코드북에 기록하는 단계; 및
상기 제1 시간 부호외 다른 시간 부호(ck, k≠1)에 대하여 상기 계산하는 단계, 판단하는 단계 및 기록하는 단계를 순차적으로 수행함으로써, 시간 부호들의 집합(C)을 포함하는 코드북을 생성하는 단계;
를 포함하는 것인,
메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법.
As a time code generation method for controlling the reflection coefficient of the meta surface,
Calculating a reflection amplitude (A 1 ) for a +1 th harmonic based on a center frequency (f c ) for a first time sign (c 1 );
Determining whether a reflection amplitude (A 1 ) for the +1 th harmonic is higher than the reflection amplitude for the remaining harmonics by S dB or more and a threshold value α or more;
Recording a reflection coefficient (a 1 ) and a reflection phase (φ 1 ) in a codebook together with the first time code (c 1 ) for a +1 harmonic that satisfies the two conditions of the determining step; And
A codebook including a set of time codes (C) is generated by sequentially performing the calculating, determining, and recording steps for time codes (c k , k ≠ 1) other than the first time code. The step of doing;
It includes,
Time code generation method to control the reflection coefficient of meta surface.
제1항에 있어서,
상기 반사 진폭(A1)을 계산하는 단계는,
상기 제1 시간 부호(c1)에 대하여 중심 주파수(fc)를 기준으로 -m번째부터 +m번째 하모닉에 대하여 반사 계수(am)들을 계산하는 단계; 및
상기 반사 계수(am)들로부터 -m번째부터 +m번째 하모닉에 대한 반사 진폭(Am)을 각각 계산하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법.
The method of claim 1,
Calculating the reflection amplitude (A 1 ),
Calculating reflection coefficients (a m ) for the -mth to +mth harmonics based on the center frequency (f c ) for the first time code (c 1 ); And
Calculating reflection amplitudes (A m ) for -mth to +mth harmonics from the reflection coefficients (a m );
It characterized in that it further comprises,
Time code generation method to control the reflection coefficient of meta surface.
제1항에 있어서,
상기 제1 시간 부호(c1)는 L개의 2-bit 디지털 코드가 시계열적으로 나열되어 구성되고, 상기 시간 부호들의 집합(C)을 구성하는 시간 부호의 개수(K)는 최대 4L개이며, 상기 코드북을 생성하는 단계는 상기 k가 K가 될 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는,
메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법.
The method of claim 1,
The first time code (c 1 ) is composed of L 2-bit digital codes arranged in time series, and the number (K) of time codes constituting the set of time codes (C) is at most 4 L , , The step of generating the codebook is characterized in that it is performed until the k becomes K,
Time code generation method to control the reflection coefficient of meta surface.
제3항 있어서,
상기 시간 부호의 주기 T0를 조절함으로써 비트 전송률 제어가 가능한 것을 특징으로 하는,
메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법.
The method of claim 3,
It characterized in that the bit rate control is possible by adjusting the period T 0 of the time code,
Time code generation method to control the reflection coefficient of meta surface.
제1항에 있어서,
상기 코드북에 기록하는 단계에서, 반사 위상이 동일한 두 개 이상의 시간 부호가 나타날 경우, +1번째 하모닉과 다른 하모닉들에 대한 반사 진폭의 차이가 크게 나타나는 시간 부호를 선택하여 코드북에 기록하는 것을 특징으로 하는,
메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법.
The method of claim 1,
In the step of recording in the codebook, when two or more time codes having the same reflection phase appear, a time code having a large difference in reflection amplitude between the +1 harmonic and other harmonics is selected and recorded in the codebook. doing,
Time code generation method to control the reflection coefficient of meta surface.
제1항에 있어서,
상기 S dB는 10 dB인 것을 특징으로 하는,
메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시간 부호 생성 방법.
The method of claim 1,
The S dB is characterized in that 10 dB,
Time code generation method to control the reflection coefficient of meta surface.
제1항의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium in which a computer program performing the method of claim 1 is stored. 반송파 발생 장치와 메타 표면 사이의 채널 및 상기 메타 표면과 수신기의 채널을 추정하는 단계;
상기 추정된 채널을 기초로 상기 메타 표면에 의한 반송파 변조 시의 위상 변화를 계산하는 단계;
상기 계산된 위상과 가장 근접한 반사 위상을 갖는 시간 부호(ck)를 제1항의 방법으로 생성된 코드북에서 선택하는 단계; 및
상기 선택된 시간 부호(ck)를 상기 메타 표면의 각각의 요소들에 대하여 계산함으로써 시공간 부호를 획득하는 단계;
를 포함하는,
메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호 생성 방법.
Estimating a channel between a carrier generator and a meta surface and a channel of the meta surface and a receiver;
Calculating a phase change during carrier modulation by the meta-surface based on the estimated channel;
Selecting a time code (c k ) having a reflection phase closest to the calculated phase from the codebook generated by the method of claim 1; And
Obtaining a space-time code by calculating the selected temporal code (c k ) for each element of the meta surface;
Containing,
A method of generating a space-time code to control the reflection coefficient of a meta surface.
제8항에 있어서,
상기 위상 변화를 계산하는 단계는 DBPSK(differential BPSK) 또는 DQPSK(differential QPSK) 변조 시의 위상 변화를 계산하는 것인,
메타 표면의 반사 계수를 제어하기 위한 시공간 부호 생성 방법.
The method of claim 8,
The step of calculating the phase change is calculating a phase change during a differential BPSK (DBPSK) or a differential QPSK (DQPSK) modulation,
A method of generating a space-time code to control the reflection coefficient of a meta surface.
제8항의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium storing a computer program that performs the method of claim 8. 반송파 발생 장치로부터 반송파를 수신하는 단계;
상기 수신된 반송파의 주파수에 기초하여 제8항에 따라 상기 시공간 부호를 생성하는 단계;
상기 생성된 시공간 부호를 상기 메타 표면에 입력하여 상기 메타 표면의 반사 계수를 제어하는 단계;
상기 반송파를 상기 메타 표면을 이용하여 변조하는 단계; 및
상기 변조된 신호를 수신기에 전송하는 단계;
를 포함하는,
메타 표면의 신호 변조 방법.
Receiving a carrier wave from a carrier wave generating device;
Generating the space-time code according to claim 8 based on the frequency of the received carrier;
Inputting the generated space-time code to the meta surface to control a reflection coefficient of the meta surface;
Modulating the carrier wave using the meta surface; And
Transmitting the modulated signal to a receiver;
Containing,
Signal modulation method of meta surface.
제11항 있어서,
상기 반송파를 수신하는 단계에서는, 상기 반송파 발생 장치로부터 fc-f0의 주파수를 갖는 반송파를 수신하는 것이고,
상기 f0은 하모닉 주파수 사이의 간격인,
메타 표면의 신호 변조 방법.
The method of claim 11,
In the step of receiving the carrier wave, the carrier wave having a frequency of f c -f 0 is received from the carrier wave generator,
F 0 is the interval between harmonic frequencies,
Signal modulation method of meta surface.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010073378A (en) * 2000-01-14 2001-08-01 대표이사 서승모 speech quality enhancement method of vocoder using formant postfiltering adopting multi-order LPC coefficient
US20060277042A1 (en) * 2005-04-01 2006-12-07 Vos Koen B Systems, methods, and apparatus for anti-sparseness filtering
US20080027711A1 (en) * 2006-07-31 2008-01-31 Vivek Rajendran Systems and methods for including an identifier with a packet associated with a speech signal
KR20080092770A (en) * 2007-04-13 2008-10-16 한국전자통신연구원 The quantizer and method of lsf coefficient in wide-band speech coder using trellis coded quantization algorithm

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010073378A (en) * 2000-01-14 2001-08-01 대표이사 서승모 speech quality enhancement method of vocoder using formant postfiltering adopting multi-order LPC coefficient
US20060277042A1 (en) * 2005-04-01 2006-12-07 Vos Koen B Systems, methods, and apparatus for anti-sparseness filtering
US20080027711A1 (en) * 2006-07-31 2008-01-31 Vivek Rajendran Systems and methods for including an identifier with a packet associated with a speech signal
KR20080092770A (en) * 2007-04-13 2008-10-16 한국전자통신연구원 The quantizer and method of lsf coefficient in wide-band speech coder using trellis coded quantization algorithm

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