KR102330915B1 - 지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 방법 및 그 시스템 - Google Patents

지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 방법 및 그 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 빔포밍 방법은 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당하는 단계; 상기 수동 소자들이 상기 수신 장치들 각각에 할당된 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정하는 단계; 및 상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 이용하여 송신 빔포밍을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 방법 및 그 시스템 {Integrated Beamforming Method with Intelligent Reflecting Surface Element Allocation and System Therefore}
본 발명은 지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지능형 반사 표면의 위상 변화율과 송신 장치의 빔포밍 (beamforming)을 교대로 하여 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화할 수 있는 통합 빔포밍 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
현 시대는 무수한 양의 데이터가 존재하고, 이에 따라 무선 통신 시스템에서의 데이터 요구량은 자연스레 증가하고 있다. 이러한 요구는 거대배열 다중-안테나(massive multiple-input-multiple-output) 기술, 혹은 밀리미터파(millimeter wave) 통신 등의 기술을 통해 해결을 시도했지만, 높은 전력 소모량과 가격 등의 현실적인 이유들로 한계점을 지니고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)이라는 신기술이 차세대 무선 통신 기술로 각광을 받고 있다. 지능형 반사 표면은 다수의 수동소자로 이루어진 형태로, 각 수동소자는 자신에게 반사되는 전자기파의 위상을 독립적으로 바꿀 수 있는 능력을 가지고 있으며, 이러한 특성을 이용하여 지능형 반사 표면은 무선 통신 환경 채널을 유리하게 바꿀 수 있다. 또한, 지능형 반사 표면은 직접 신호를 송출하지 않고 수동 소자를 이용하므로, 전력 소모량과 가격면에서 굉장한 이점을 가지고 있으며, 이러한 특성은 기존 기술의 한계점을 뛰어넘을 가능성을 가지고 있다.
현재 지능형 반사 표면의 연구 현황은 초기 단계로, 다양한 목표들에 대한 빔포밍 기술이 연구되고 있다. 다만, 현재 진행되고 있는 빔포밍 연구는 실질적으로 사용하기 힘들 정도의 높은 복잡도를 가지고 있는 큰 한계점을 지니고 있다. 대부분의 연구는 볼록 최적화 기법을 이용한 문제 해결을 진행하며, 이는 높은 성능을 보여주는 반면에, 지능형 반사 표면의 수동 소자의 개수에 비례하는 높은 복잡도를 가지고 있으며, 지능형 반사 표면은 낮은 전력 소모량과 가격 덕분에 큰 단위로 설치될 것으로 전망되고 있어 현실에서는 사용하기 힘들 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 지능형 반사 표면의 위상 변화율과 송신 장치의 빔포밍 (beamforming)을 교대로 하여 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화할 수 있는 통합 빔포밍 방법 및 그 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합 빔포밍 방법은 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당하는 단계; 상기 수동 소자들이 상기 수신 장치들 각각에 할당된 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정하는 단계; 및 상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 이용하여 송신 빔포밍을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 통합 빔포밍 방법은 상기 할당하는 단계, 상기 설정하는 단계 및 상기 수행하는 단계를 교대로 반복하여 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화시킬 수 있다.
상기 설정하는 단계는 상기 지능형 반사 표면에서 상기 수신 장치들 각각으로 가는 채널이 송신 장치와 상기 수신 장치들 각각의 채널과 보강간섭이 이루어지도록 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정할 수 있다.
상기 할당하는 단계는 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화하도록 상기 수동 소자들을 상기 수신 장치들 각각에 할당할 수 있다.
상기 할당하는 단계는 송신 장치와 상기 수신 장치들 사이의 채널과 빔포머 이득이 최대화될 수 있도록, 상기 수동 소자들을 상기 수신 장치들 각각에 할당할 수 있다.
상기 수행하는 단계는 상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율에 의해 형성된 유효 채널을 이용하여 상기 송신 빔포밍을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통합 빔포밍 방법은 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화하도록 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당하는 단계; 및 상기 수동 소자들이 상기 수신 장치들 각각에 할당된 상기 지능형 반사 표면을 이용하여 송신 빔포밍을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합 빔포밍 시스템은 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당하는 할당부; 상기 수동 소자들이 상기 수신 장치들 각각에 할당된 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정하는 설정부; 및 상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 이용하여 송신 빔포밍을 수행하는 빔포밍부를 포함한다.
상기 통합 빔포밍 시스템은 상기 할당부, 상기 설정부 및 상기 빔포밍부를 교대로 반복 수행함으로써, 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화시킬 수 있다.
상기 설정부는 상기 지능형 반사 표면에서 상기 수신 장치들 각각으로 가는 채널이 송신 장치와 상기 수신 장치들 각각의 채널과 보강간섭이 이루어지도록 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정할 수 있다.
상기 할당부는 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화하도록 상기 수동 소자들을 상기 수신 장치들 각각에 할당할 수 있다.
상기 할당부는 송신 장치와 상기 수신 장치들 사이의 채널과 빔포머 이득이 최대화될 수 있도록, 상기 수동 소자들을 상기 수신 장치들 각각에 할당할 수 있다.
상기 빔포밍부는 상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율에 의해 형성된 유효 채널을 이용하여 상기 송신 빔포밍을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 지능형 반사 표면의 위상 변화율과 송신 장치의 빔포밍 (beamforming)을 교대로 하여 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 지능형 반사 표면이라는 기술을 다중 유저 다운링크 환경에서 고려하며, 지능형 반사 표면의 소자 할당을 통해 굉장히 낮은 복잡도로도 높은 복잡도에 가까운 높은 성능을 달성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템 속 다중 유저를 지원하는 다운 링크 환경 속에서 최저 정보 전달율 최대화, 합산 정보 전달율 최대화 등 다양한 목적에 대해서 기준만 설정하면 활용할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 낮은 복잡도로도 운영이 가능하기 때문에 지능형 반사 표면이 적용되는 모든 무선 통신 시스템에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 시스템에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 3은 송신 장치의 송신 전력에 따른 최저 정보 전달율에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4는 지능형 반사 표면의 소자 개수에 따른 최저 정보 전달율에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 시스템에 대한 구성을 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은, 지능형 반사 표면의 위상 변화율과 송신 장치의 빔포밍 (beamforming)을 교대로 하여 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화할 수 있는 통합 빔포밍 기술을 제공하는 것을 그 요지로 한다.
이 때, 본 발명은 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당하고, 수동 소자들이 수신 장치들 각각에 할당된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 빔포밍 방법은 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 소자들 예를 들어, 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당한다(S110).
이 때, 단계 S110은 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화하도록 지능형 반사 표면의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당할 수 있다.
이 때, 단계 S110은 송신 장치와 상기 수신 장치들 사이의 채널과 빔포머 이득이 최대화될 수 있도록, 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당할 수 있다.
단계 S110에 의해 수신 장치들 각각에 지능형 반사 표면의 수동 소자들이 할당되면, 수동 소자들이 수신 장치들 각각에 할당된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정 또는 결정한다(S120).
이 때, 단계 S120은 지능형 반사 표면에서 수신 장치들 각각으로 가는 채널이 송신 장치와 상기 수신 장치들 각각의 채널과 보강간섭이 이루어지도록 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정할 수 있다.
단계 S120에 의해 지능형 반사 표면의 위상 변화율이 설정되면, 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 이용하여 송신 빔포밍을 수행한다(S130).
여기서, 단계 S130은 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율에 의해 형성된 유효 채널을 이용하여 송신 빔포밍을 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명의 방법은 상술한 단계 S110 내지 단계 S130을 교대로 반복하여 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화시킬 수 있다. 물론, 교대로 반복되는 횟수는 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화시킬 수 있는 횟수일 수 있으며, 이러한 횟수는 본 발명의 기술을 제공하는 사업자 또는 개인에 의해 결정될 수 있다.
이러한 본 발명의 방법에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 시스템에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템은 단일 셀 (single cell) 환경 속 M 개의 안테나를 가진 하나의 송신 장치가 K 명의 단일 안테나 수신 장치를 지원하는 다운 링크 상황이며, N 개의 수동 소자들을 가진 지능형 반사 표면 하나가 송신 장치를 보조한다.
본 발명의 방법은 기존에 비해 굉장히 낮은 복잡도의 기법으로도 높은 복잡도의 비교군에 근접한 성능을 낼 수 있으며, 목적 달성을 위하여 지능형 반사 표면의 수동 소자들을 수신 장치들에게 능동적으로 할당하는 지능형 반사 표면의 소자 할당(intelligent reflecting surface element allocation)기법을 제공한다. 목적에 따라 지능형 반사 표면의 소자 할당 방법은 다양하게 있을 수 있지만, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 최저 정보 전달율(minimum rate)을 최대화하는 상황을 고려하며, 이를 목적으로 지능형 반사 표면의 위상 변화율과 송신 장치의 빔포밍(beamforming)을 교대로 하여 최저 정보 전달율을 최대화하는 기술을 제공한다.
도 1에 도시된 시스템 환경에서 k 번째 수신 장치가 받는 신호는 아래 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
<수학식1>
Figure 112020141658775-pat00001
여기서, H는 송신 장치와 지능형 반사 표면 사이의 채널을 의미하고, Φ는 지능형 반사 표면 수동 소자들의 위상 변화율을 의미하며, g k는 지능형 반사 표면과 k 번째 수신 장치와의 채널을 의미하고, 그리고 h d,k 는 송신 장치와 k 번째 수신 장치와의 채널을 의미하며, w i 는
Figure 112020141658775-pat00002
i 번째 수신 장치를 위한 송신 빔포머를 의미하고, si는 i 번째 수신 장치에게 보내는 신호를 의미하며, zk는 k 번째 수신 장치가 가진 백색 잡음(white Gaussian noise)을 의미할 수 있다.
또한 지능형 반사 표면의 위상 변화율은 아래 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020141658775-pat00003
여기서, θn은 n 번째 소자의 위상 변화율을 의미할 수 있다.
상기 수학식 1을 기반으로 각 수신 장치의 신호 대 간섭 잡음비 (signal-to-interference-and-noise ratio)를 계산하면 아래 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
<수학식2>
Figure 112020141658775-pat00004
여기서, γk는 k 번째 수신 장치의 신호 대 간섭잡음비를 의미하고, σ2는 주파수 대역에서의 백색 잡음 전력 밀도를 의미하며, B는 사용 주파수 대역을 의미할 수 있다. 또한 신호 대 간섭잡음비를 이용한 최저 정보 전달율(Rmin)은 아래 <수학식 3>과 같이 나타낼 수있다.
<수학식3>
Figure 112020141658775-pat00005
본 발명의 방법에서는 상기 수학식 3의 최저 정보 전달율의 값을 최대화하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 방법은 각 수신 장치에게 특정 지능형 반사 표면의 소자들을 할당하는 것으로, 목적에 따라서는 이를 위해 각 수신 장치에게 몇 개의 소자를 배분할지와 어느 특정 소자들을 수신 장치에게 할당하는지를 정해야 한다.
소자의 배분은 목적에 알맞게 기준을 설정할 수 있으며, 본 발명의 상세한 설명에서는 최저 정보 전달율을 최대화하는 목적을 가지고 있기 때문에 소자의 배분은 각 수신 장치의 상태가 좋지 않을수록 더 많이 할당할 수 있다. 수신 장치의 상태는 채널의 상태를 잘 표현할 수 있는 기준 중 하나는 송신 장치와 수신 장치 사이의 채널과 빔포머 이득 즉
Figure 112020141658775-pat00006
으로, 소자의 배분은 송신 장치와 수신 장치 사이의 채널과 빔포머 이득에 반비례하게 배분할 수 있다. 이 때, 소자의 배분은 아래 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
<수학식4>
Figure 112020141658775-pat00007
여기서, lk는 k 번째 수신 장치에 배분되는 지능형 반사 표면의 수동 소자들의 수를 의미할 수 있다.
소자의 할당 또한 목적에 따라 기준을 변화시킬 수 있으며, 최저 정보 전달율 최대화를 위해 약한 수신 장치를 우선적으로, 지능형 반사 표면을 통해 가는 송신 장치와 수신 장치와의 채널과 빔포머 이득, 즉
Figure 112020141658775-pat00008
가 최대화되는 소자들을 할당하며, 아래 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
<수학식5>
Figure 112020141658775-pat00009
여기서, Nk는 k 번째 수신 장치에 할당된 소자들의 집합을 의미하며, N0는 할당되지 않은 소자의 집합을 의미할 수 있다. 이를 통하여 모든 소자들은 각각 한 개의 수신 장치에 할당될 수 있다.
지능형 반사 표면의 소자들을 수신 장치들 각각에 할당한 이후에는 이에 맞게 송신 빔포머와 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 정할 수 있다.
먼저, 송신 빔포머를 정할 때, 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 고정한 채로 보면 유효한 전체 채널은 지능형 반사 표면을 고려하지 않은 전통적인 다운 링크 채널임을 알 수 있다. 이에 따라 송신 빔포머는 zeroforcing(ZF) 빔포머나, regularized zeroforcing(RZF) 빔포머와 같은 이미 잘 알려진 빔포머를 사용할 수 있다. 이를 통해 송신 빔포밍이 되지 않은 채널에서 송신 빔포머를 제대로 설정하여 수신 장치들의 정보 전달율을 증가시킬 수 있다.
그 후 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 정해야 하는데, 이는 각 수신 장치에게 지능형 반사 표면을 통해 가는 채널이 송신 장치와 수신 장치 사이의 채널과 보강간섭이 이루어지도록 설정한다. 이 때, 각 소자의 위상 변화율은 아래 <수학식 6>과 같이 업데이트될 수 있다.
<수학식6>
Figure 112020141658775-pat00010
상기 수학식 6의 위상 변화를 통해 아래 <수학식 7>과 같은 결과를 만들 수 있다.
<수학식7>
Figure 112020141658775-pat00011
상기 수학식 7을 이용하면 상기 <수학식2>의 분자를 아래 <수학식 8>과 같이 나타낼 수 있다.
<수학식8>
Figure 112020141658775-pat00012
상기 수학식 7로 인해 지능형 반사 표면을 통한 채널 및 송신장치와 수신장치 사이의 채널이 보강간섭이 생겨 γk의 분자가 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 조정함으로써, 모든 수신 장치의 신호 대 간섭잡음비가 증가할 수 있다.
이 때, 본 발명의 방법은 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 조절할 때, 지능형 반사 표면의 소자 할당을 통해 각 소자를 조절할 시 하나의 수신 장치만 고려하는 것을 상기 수학식 6에서 볼 수 있다. 종래의 기술은 대부분 각 소자가 모든 수신 장치를 고려하도록 하며, 이를 해결하기 위해 높은 복잡도의 볼록 최적화 기술을 사용을 하는 반면, 본 발명의 방법은 각 소자 당 하나의 수신 장치를 고려하여 복잡도를 현저히 낮춘 것을 알 수 있다.
이러한 본 발명의 방법은 상술한 지능형 반사 표면의 소자 할당, 송신 빔포밍, 지능형 반사 표면 위상 변화율 조절을 교대로 반복하는 교대 빔포밍 기법을 제공함으로써, 최저 정보 전달율을 최대화할 수 있으며, 이러한 교대 빔포밍 기법은 아래 [표 1]과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 송신 빔포머는 매 반복마다 바꿀 수 있는 장점을 가지고 있어 필요성에 따라 유연한 대처를 할 수 있다.
Figure 112020141658775-pat00013
상기 표 1에서 V는 지능형 반사 표면의 소자 할당, 송신 빔포밍, 지능형 반사 표면 위상 변화에 대한 반복 횟수를 의미한다. 이 때, 본 발명의 방법에 대한 복잡도는 지능형 반사 표면의 소자 개수에 따라 개수가 미리 설정된 일정 개수보다 적으면
Figure 112020141658775-pat00014
의 복잡도를 가지고, 일정 개수보다 많으면
Figure 112020141658775-pat00015
의 복잡도를 가질 수 있다. 여기서 q는 마지막 송신 빔포머를 최적의 최저 정보 전달율 최대화 빔포머를 사용할 때의 빔포머 설정 반복 횟수를 의미할 수 있다. 볼록 최적화 기법을 사용하는 비교군은
Figure 112020141658775-pat00016
의 높은 복잡도를 가질 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 방법이 현저하게 낮은 복잡도를 가진 것을 알 수 있다.
이러한 본 발명의 방법에 대한 성능을 확인하기 위하여, 몬테 카를로(monte-carlo) 기법을 이용하여 시뮬레이션 할 수 있으며, 비교군은 볼록 최적화 기법을 사용한 상황, 지능형 반사 표면이 없는 상황, 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 임의로 설정한 상황 세 가지가 있을 수 있다. 이는 각각 [14](Q. Nadeem, H. Alwazani, A. Kammoun, A. Chaaban, M. Debbah, and M. Alouini, "Intelligent Reflecting Surface-Assisted Multi-User MISO Communication: Channel Estimation and Beamforming Design," IEEE Open Journal of the Communications Society, vol. 1, pp. 661-680, May 2020), No-IRS, Random으로 표기할 수 있다. 또한 본 발명의 방법은 송신 빔포머를 각각 RZF, ZF, maximal ratio transmission(MRT)로 설정하였으며, 모든 상황에 대하여 최종적인 송신 빔포머를 조절할 때 최적의 최저 정보 전달율 최대화 빔포머를 사용할 수 있다.
도 3은 송신 장치의 송신 전력에 따른 최저 정보 전달율에 대한 일 예시도를 나타낸 것으로, M=8, N=100, K=4인 경우에 대한 [14], No-IRS, Random, RZF, ZF, MRT의 송신 전력에 따른 최저 정보 전달율에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 3을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 방법(RZF, ZF, MRT)이 [14]와 굉장히 가까운 성능을 내는 것을 알 수 있으며, No-IRS 와 Random에 비해서도 높은 성능을 갖는 것을 알 수 있다.
도 4는 지능형 반사 표면의 소자 개수에 따른 최저 정보 전달율에 대한 일 예시도를 나타낸 것으로, M=8, P=30dBm, K=4인 경우에 대한 [14], No-IRS, Random, RZF, ZF, MRT의 지능형 반사 표면의 소자 개수에 따른 최저 정보 전달율에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4를 통해 알 수 있듯이, 소자 개수(N)에 따라 성능이 증가하는 것을 보아 지능형 반사 표면의 소자들을 제대로 활용하고 있다는 것을 알 수 있으며, 본 발명의 방법은 복잡도를 낮추기 위해 지능형 반사 표면 위상 변화율을 조절할 때 각 소자 당 하나의 수신 장치만을 고려하는데, 이로 인하여 불가피한 손해가 생겨 지능형 반사 표면의 소자 개수가 늘어날수록 [14]와의 성능 차이가 커지는 것을 알 수 있다. 하지만, [14]는 굉장히 높은 복잡도의 기법을 사용하여 실질적으로 사용이 불가하며, 시뮬레이션 구현 또한 높은 복잡도로 인하여 지능형 반사 표면의 개수를 120개까지밖에 구현할 수 없다. 이에 반하여 본 발명의 방법은 낮은 복잡도로 높은 복잡도에 가까운 성능을 달성할 수 있다. 물론, 본 발명의 방법이 각 소자 당 하나의 수신 장치만을 고려하는 것으로 제한되거나 한정되지 않으며, 각 소자 당 두 개 이상의 수신 장치를 고려할 수도 있고, 각 수신 장치 당 두 개 이상의 소자를 고려할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 지능형 반사 표면의 위상 변화율과 송신 장치의 빔포밍 (beamforming)을 교대로 하여 최저 정보 전달율을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 무선 통신 시스템에서 지능형 반사 표면이라는 기술을 다중 유저 다운링크 환경에서 고려하며, 지능형 반사 표면의 소자 할당을 통해 굉장히 낮은 복잡도로도 높은 복잡도에 가까운 높은 성능을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 무선 통신 시스템 속 다중 유저를 지원하는 다운 링크 환경 속에서 최저 정보 전달율 최대화, 합산 정보 전달율 최대화 등 다양한 목적에 대해서 기준만 설정하면 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 낮은 복잡도로도 운영이 가능하기 때문에 지능형 반사 표면이 적용되는 모든 무선 통신 시스템에 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 반사 표면의 소자 할당을 이용한 통합 빔포밍 시스템에 대한 구성을 나타낸 것으로 도 1 내지 도 4의 방법을 수행하는 시스템에 대한 개념적인 구성을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시스템(500)은 할당부(510), 설정부(520)와 빔포밍부(530)를 포함한다.
할당부(510)는 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 소자들 예를 들어, 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당한다.
이 때, 할당부(510)는 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화하도록 지능형 반사 표면의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당할 수 있다.
이 때, 할당부(510)는 송신 장치와 상기 수신 장치들 사이의 채널과 빔포머 이득이 최대화될 수 있도록, 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당할 수 있다.
설정부(520)는 수동 소자들이 수신 장치들 각각에 할당된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정 또는 결정한다.
이 때, 설정부(520)는 지능형 반사 표면에서 수신 장치들 각각으로 가는 채널이 송신 장치와 상기 수신 장치들 각각의 채널과 보강간섭이 이루어지도록 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정할 수 있다.
빔포밍부(530)는 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 이용하여 송신 빔포밍을 수행한다.
여기서, 빔포밍부(530)는 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율에 의해 형성된 유효 채널을 이용하여 송신 빔포밍을 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명의 시스템은 할당부(510), 설정부(520) 및 빔포밍부(530)를 교대로 반복 수행함으로써, 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화시킬 수 있다. 물론, 교대로 반복되는 횟수는 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화시킬 수 있는 횟수일 수 있으며, 이러한 횟수는 본 발명의 기술을 제공하는 사업자 또는 개인에 의해 결정될 수 있다.
비록, 도 5에 도시된 본 발명의 시스템에서 그 설명이 생략되었더라도, 도 5을 구성하는 각 구성 수단은 도 1 내지 도 4에서 설명한 모든 내용을 포함할 수 있으며, 이는 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 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.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당하는 단계;
    상기 수동 소자들이 상기 수신 장치들 각각에 할당된 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 이용하여 송신 빔포밍을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 할당하는 단계는
    송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널과 빔포머 이득에 반비례하게 배분하는 소자의 배분에 따라 각 수신 장치에 상기 수동 소자들을 할당하고,
    상기 설정하는 단계는
    상기 지능형 반사 표면에서 상기 수신 장치들 각각으로 가는 채널이 송신 장치와 상기 수신 장치들 각각의 채널과 보강간섭이 이루어지도록 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정하며, 복잡도를 낮추기 위해 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 조절할 때, 각 소자 당 하나의 수신 장치만을 고려하는 것을 특징으로 하는, 통합 빔포밍 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합 빔포밍 방법은
    상기 할당하는 단계, 상기 설정하는 단계 및 상기 수행하는 단계를 교대로 반복하여 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화시키는 것을 특징으로 하는 통합 빔포밍 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 할당하는 단계는
    최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화하도록 상기 수동 소자들을 상기 수신 장치들 각각에 할당하는 것을 특징으로 하는 통합 빔포밍 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 할당하는 단계는
    송신 장치와 상기 수신 장치들 사이의 채널과 빔포머 이득이 최대화될 수 있도록, 상기 수동 소자들을 상기 수신 장치들 각각에 할당하는 것을 특징으로 하는 통합 빔포밍 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는
    상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율에 의해 형성된 유효 채널을 이용하여 상기 통합 빔포밍을 수행하는 것을 특징으로 하는 통합 빔포밍 방법.
  7. 삭제
  8. 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface)의 수동 소자들을 수신 장치들 각각에 할당하는 할당부;
    상기 수동 소자들이 상기 수신 장치들 각각에 할당된 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정하는 설정부; 및
    상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 이용하여 송신 빔포밍을 수행하는 빔포밍부를 포함하되,
    상기 할당부는
    송신 장치와 상기 수신 장치 사이의 채널과 빔포머 이득에 반비례하게 배분하는 소자의 배분에 따라 각 수신 장치에 상기 수동 소자들을 할당하고,
    상기 설정부는
    상기 지능형 반사 표면에서 상기 수신 장치들 각각으로 가는 채널이 송신 장치와 상기 수신 장치들 각각의 채널과 보강간섭이 이루어지도록 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 설정하며, 복잡도를 낮추기 위해 상기 지능형 반사 표면의 위상 변화율을 조절할 때, 각 소자 당 하나의 수신 장치만을 고려하는 것을 특징으로 하는, 통합 빔포밍 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 통합 빔포밍 시스템은
    상기 할당부, 상기 설정부 및 상기 빔포밍부를 교대로 반복 수행함으로써, 최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화시키는 것을 특징으로 하는 통합 빔포밍 시스템.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 할당부는
    최저 정보 전달율 또는 합산 정보 전달율을 최대화하도록 상기 수동 소자들을 상기 수신 장치들 각각에 할당하는 것을 특징으로 하는 통합 빔포밍 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 할당부는
    송신 장치와 상기 수신 장치들 사이의 채널과 빔포머 이득이 최대화될 수 있도록, 상기 수동 소자들을 상기 수신 장치들 각각에 할당하는 것을 특징으로 하는 통합 빔포밍 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 빔포밍부는
    상기 설정된 지능형 반사 표면의 위상 변화율에 의해 형성된 유효 채널을 이용하여 상기 송신 빔포밍을 수행하는 것을 특징으로 하는 통합 빔포밍 시스템.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114172552A (zh) * 2021-12-16 2022-03-11 西安梅隆控制工程有限责任公司 一种基于irs辅助的高能效联合波束成型方法
CN114726414A (zh) * 2022-03-04 2022-07-08 西安电子科技大学 一种联合传输波束优化的方法、系统、介质、设备及终端
CN115021792A (zh) * 2022-08-01 2022-09-06 南京邮电大学 一种无线通信系统安全传输方法
KR20230084723A (ko) * 2021-12-06 2023-06-13 성균관대학교산학협력단 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템 및 방법
KR102546184B1 (ko) 2022-09-19 2023-06-22 전남대학교산학협력단 멀티태스크 학습 기반의 보안 통신 시스템 및 방법
KR20230096387A (ko) * 2021-12-23 2023-06-30 성균관대학교산학협력단 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 방법 및 전자장치
KR20240058505A (ko) 2022-10-26 2024-05-03 중앙대학교 산학협력단 조직화된 irs 릴레이 기반 2홉 간섭 채널의 달성가능 전송률 분석 기법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11777206B2 (en) * 2021-06-18 2023-10-03 Nokia Technologies Oy Initialization and operation of intelligent reflecting surface
US12003305B2 (en) 2021-08-13 2024-06-04 Qualcomm Incorporated Initial acquisition and beam refinement from an intelligent reflecting surface using defocused beams
US11990684B2 (en) 2021-08-30 2024-05-21 Qualcomm Incorporated Non-planar architecture for intelligent reflective surface
US11963016B2 (en) * 2021-12-07 2024-04-16 Qualcomm Incorporated Beam squint mitigation methods for a reflected beam from an intelligent reflecting surface
US11595106B1 (en) * 2021-12-07 2023-02-28 Qualcomm Incorporated Beamforming by an intelligent reflecting surface using sampling of surface phase and interpolation
US20230283357A1 (en) * 2022-03-02 2023-09-07 Acer Incorporated Method of channel measurement for intelligent reflecting surface assisted wireless network and base station using the same
CN116470938B (zh) * 2023-03-06 2024-05-10 苏州城市学院 Irs辅助通信服务质量公平的联合波束赋形优化方法及设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200116466A (ko) * 2018-02-13 2020-10-12 퀄컴 인코포레이티드 밀리미터 파 시스템들에서 조정된 송신

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111355520B (zh) * 2020-03-10 2022-03-08 电子科技大学 一种智能反射表面辅助的太赫兹安全通信系统设计方法
US11832328B2 (en) * 2020-04-22 2023-11-28 Qualcomm Incorporated Control link for low-power and simplified transceiver
US11251537B2 (en) * 2020-06-04 2022-02-15 Nec Corporation Reconfigurable intelligent surface-based systems and methods for managing multiple wired connections in wireless data centers
EP3919929A1 (en) * 2020-06-05 2021-12-08 Commissariat À L'Énergie Atomique Et Aux Énergies Alternatives Method for optimizing user equipment wireless localization using reconfigurable intelligent surfaces, related device and computer program
US11570629B2 (en) * 2020-07-10 2023-01-31 Huawei Technologies Co., Ltd. Systems and methods using configurable surfaces for wireless communication
US11431103B2 (en) * 2020-07-17 2022-08-30 Huawei Technologies Co., Ltd. Systems and methods for beamforming using integrated configurable surfaces in antenna
US11848709B2 (en) * 2020-08-14 2023-12-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Media-based reconfigurable intelligent surface-assisted modulation
US11349550B2 (en) * 2020-08-21 2022-05-31 Huawei Technologies Co., Ltd. Systems and methods for angular direction indication in wireless communication
US11558102B2 (en) * 2020-09-10 2023-01-17 Qualcomm Incorporated Techniques to use reference signals for intelligent reflecting surface systems
KR102368576B1 (ko) * 2020-11-09 2022-02-25 한국교통대학교산학협력단 지역 동적 지도를 이용한 채널상태 예측을 통한 무선 통신을 수행하기 위한 방법 및 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200116466A (ko) * 2018-02-13 2020-10-12 퀄컴 인코포레이티드 밀리미터 파 시스템들에서 조정된 송신

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Samith Abeywickrama 외, Intelligent Reflecting Surface: Practical Phase Shift Model and Beamforming Optimization, IEEE Trans. Commun. Sep. 2020. 1부.* *
Yifei Yang 외, IRS-Enhanced OFDMA: Joint Resource Allocation and Passive Beamforming Optimization, IEEE wireless commun. letters, June 2020. 1부.* *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230084723A (ko) * 2021-12-06 2023-06-13 성균관대학교산학협력단 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템 및 방법
KR102612297B1 (ko) * 2021-12-06 2023-12-11 성균관대학교산학협력단 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템 및 방법
CN114172552A (zh) * 2021-12-16 2022-03-11 西安梅隆控制工程有限责任公司 一种基于irs辅助的高能效联合波束成型方法
KR20230096387A (ko) * 2021-12-23 2023-06-30 성균관대학교산학협력단 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 방법 및 전자장치
KR102624525B1 (ko) * 2021-12-23 2024-01-12 성균관대학교산학협력단 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 방법 및 전자장치
CN114726414A (zh) * 2022-03-04 2022-07-08 西安电子科技大学 一种联合传输波束优化的方法、系统、介质、设备及终端
CN115021792A (zh) * 2022-08-01 2022-09-06 南京邮电大学 一种无线通信系统安全传输方法
KR102546184B1 (ko) 2022-09-19 2023-06-22 전남대학교산학협력단 멀티태스크 학습 기반의 보안 통신 시스템 및 방법
KR20240058505A (ko) 2022-10-26 2024-05-03 중앙대학교 산학협력단 조직화된 irs 릴레이 기반 2홉 간섭 채널의 달성가능 전송률 분석 기법

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