KR20230084723A - 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템 및 방법 - Google Patents

재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전자 장치의 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법은, 송신기를 통해 방사되는 신호에 의해 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각각의 타일에 대하여 스캐닝을 수행하여, 각 단위 셀 또는 타일의 반사 계수의 값을 결정하는 단계; 및 송신기를 제어하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)으로 빔을 송출하는 단계; 결정된 제어 매개 변수값에 기초하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각 단위 셀에 온오프 스테이트를 설정함으로써 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)에 입사된 전자파 신호를 복수개의 수신기로 멀티 포커싱하는 단계를 포함하고, 상기 타일은 동일한 크기를 가지는 상기 RIS의 부분 배열이고 복수개의 수신기에 대하여 원거리장 통신을 지원하는 것을 특징으로 한다.

Description

재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템 및 방법{METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING AND RECEIVING BASED ON WIRELESS COMMUNICATION USING RECONFIGURABLE INTELLIGENT REFLECTING SURFACES}
본 발명은 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 방법 및 전자장치에 관한 것이다.
차세대 무선 네트워크(예: 5G/6G 네트워크 이상)에는 자율 모빌리티, 산업 자동화, 사용자와 사물간의 통신 등 다양한 어플리케이션이 등장할 것으로 예상된다. 따라서 2030년까지 IoE (Internet of Everything)에 연결된 기기의 수가 수천억 개에 이를 것으로 예상된다. 4차 산업혁명이라는 말에 걸맞게 사회는 빠른 속도로 초연결(hyperconnectivity), 초지능(superintelligence)화 되고 있으며, 다수의 IoT(사물인터넷) 기기들이 일상생활 속에 배치되고 있다. 머지않아 더 많은 수의 IoT 장치들이 개발 및 상용화 될 것이고 IoT 기기들에 대한 충분한 전원공급이 큰 화두로 떠올랐다. 설치비용 및 유지 관리 측면에 있어 유선전원 또는 배터리 교체방식의 효율성은 현저히 떨어지며 이에 대한 해결책으로 무선전력전송에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
무선 전력전송 분야에 있어서도 특히 마이크로파 전력전송 기술(RF Wireless Power Transfer, RF WPT)은 원거리에 위치한 전자 장비에 무선으로 전력을 전송할 수 있어 앞서 언급한 IoT 기기들의 충전에 좀 더 적합한 기술로 각광받고 있다.
마이크로파 전력전송 기술의 가장 큰 도전 과제는 전송되는 전자기파를 어떻게 작은 수신점에 집중시키는가에 있다. 에너지 빔포밍을 통해 종단 간 효율성을 높이는 것이 마이크로파 전력전송의 핵심 기술이고, 송신단에 다수의 안테나로 구성된 안테나 배열을 사용하여 각 안테나의 위상을 적응적으로 조절함으로써 수신단에 전력을 집중시킬 수 있다. 더 나아가, RF-WPT기술을 통해 여러 장치를 동시에 충전하는 기술 또한 활발히 연구되어 왔다.
재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)은 RF WPT 시스템 관련 연구분야에서 최근 급격히 떠오르는 기술이다. RIS는 수많은 단위 셀(unit cell)로 구현되어 있으며 이러한 RIS의 각각의 단위 셀은 이를 통과하거나 반사되는 전자기파의 위상, 전력, 편파 등의 특성을 변경시킬 수 있다. 각 단위 셀에 PIN 다이오드나 Varactor 등의 가변 소자를 추가하여 전압을 인가함에 따라 단위 셀의 특성이 바뀌어 전체 RIS의 반응을 제어할 수 있는 기술을 의미한다.
RIS는 위상 천이기, 증폭기, 감쇄기 등과 같은 RF 체인으로 구성된 기존의 대규모 MIMO 및 위상 배열 안테나와는 다르게 커패시터, 인덕터, Varactor 등의 매우 간단한 수동소자로 구성되어 비용적인 측면이나 시스템 복잡도가 현저히 낮은 등의 이점을 갖는다.
RF WPT 시스템에서, 단일 충전만으로 대규모로 연결된 기기의 장시간 작동을 보장하기는 어렵다. 따라서, 여러 기기를 동시에 무선 충전할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
또한, RIS를 활용한 RF WPT 시스템에서, RIS에서 반사되는 전력은 요구 사항에 따라 각 기기에 균등하게 분배되어야 하며 전자파 빔은 이동식 장치의 경우 적응적으로 형성되어야 한다. 더욱이 WPT 시스템의 경우 무선통신에서처럼 원거리장 가정을 보장할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용하여, 수신전력을 기반으로 여러 장치를 동시에 충전할 수 있는 적응형 다중 빔 조향 가능한 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 방법 시스템을 제안한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 전자 장치의 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법은, 송신기를 통해 방사되는 신호에 의해 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각각의 타일에 대하여 스캐닝을 수행하여, 각 단위 셀 또는 타일의 반사 계수의 값을 결정하는 단계; 및 송신기를 제어하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)으로 빔을 송출하는 단계; 결정된 제어 매개 변수값에 기초하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각 단위 셀에 온오프 스테이트를 설정함으로써 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)에 입사된 전자파 신호를 복수개의 수신기로 멀티 포커싱하는 단계를 포함하고, 상기 타일은 동일한 크기를 가지는 상기 RIS의 부분 배열이고 복수개의 수신기에 대하여 원거리장 통신을 지원하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자장치가 각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하되, 임의의 타일에 의해 형성되는 각 빔의 초기 반사계수에 미리 설정된 가중치를 적용한 반사계수를 산출하고, 상기 타일에 의해 형성되는 모든 빔에 대하여 각각의 가중치 적용한 반사계수를 합한 값을 상기 타일의 최종 반사계수로서 결정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 타일에 의해 형성되는 빔은 수신기의 개수와 동일한 개수만큼 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하되, 임의의 타일에 포함되는 각 단위 셀의 초기 반사 계수에 랜덤 확률 변수를 적용하여 최종 반사계수를 산출한다.
일 실시예에 따르면, 각각의 타일에 임의의 수신기를 미리 할당하고, 각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 수신기의 수신 전력 증가율에 기초하여 수신기를 각각의 타일에 할당하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법은 각 단위 셀 또는 타일의 반사 계수의 값을 결정하는 단계 이전에, 하나의 안테나 소자를 이용하여 신호를 방사하여 RIS 위치를 서치하도록 송신기를 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 복수개의 단위 셀 어레이를 포함하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS); 및 송신기를 통해 방사되는 신호에 의해 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각각의 타일에 대하여 스캐닝을 수행하여, 각 단위 셀 또는 타일의 반사 계수의 값을 결정하고, 결정된 제어 매개 변수값에 기초하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각 단위 셀에 온오프 스테이트를 설정함으로써 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)에 입사된 전자파 신호를 복수개의 수신기로 멀티 포커싱하도록 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, RIS를 이용하여 적응형 다중 빔 조향 을 수행하여 수신전력을 기반으로 여러 장치를 동시에 충전가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스캐닝 횟수에 따른 각 수신기의 수신 전력을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 가중치 설정에 따른 X-Y 평면에 정규화된전파 강도를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따라 설정된 RIS 반사 위상을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스캐닝 횟수에 따른 각 수신기의 수신 전력을 보여주는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따라 가중치 설정에 따른 X-Y 평면에 정규화된전파 강도를 나타내는 도면이다
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따라 설정된 RIS 반사 위상을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스캐닝 횟수에 따른 각 수신기의 수신 전력을 보여주는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따라 가중치 설정에 따른 X-Y 평면에 정규화된전파 강도를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따라 설정된 RIS 반사 위상을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 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.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 원거리장 영역은 각도 함수의 전자기장의 세기 분포가 본질적으로 안테나로부터의 거리와 무관한 영역을 의미하고, 근거리장 영역은 안테나에서 방사하는 전자기장의 각도 분포가 안테나의 거리에 의존하는 전파 영역을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템은 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS), 전자장치(100), 송신기(200) 및 복수개의 수신기(300)를 포함할 수 있다.
재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)은 수백 내지 수천개(예를 들어, MRIS× NRIS 개)의 단위 셀을 포함할 수 있다. 재설정 가능 지능형 반사표면(이하, 지능형 반사표면이라함)은 직사각형으로 형성될 수 있다. RIS 타일은 지능형 반사표면(RIS)보다 작은 크기를 가지는 부분배열로서 각 타일은 복수개의 단위 셀을 포함한다. 각각의 타일은 서로 동일한 크기를 갖는다. 타일의 크기는 지능형 반사표면(RIS)이 전체 좌표계의 원점에 위치한다고 가정하고 지능형 반사표면(RIS)는 송신기(200)와 복수개의 수신기가 지능형 반사표면(RIS)을 기준으로 항상 원거리장 영역에 있도록 설정된다. 즉 지능형 반사표면(RIS)은 각 수신기(300)에 대하여 근거리장 통신을 지원하는 반면, RIS 타일은 각 수신기(300)에 대하여 근거리장이 아닌 원거리장 통신을 지원한다. 또한, 지능형 반사표면(RIS)은 송신기(200)에 대하여도 원거리장 통신의 조건을 충족하도록 배치된다.
여기서, RIS 타일은 k(=1,…,K)로 표기한다. RIS 타일 k는 MRIS× NRIS 개 이하의 단위 셀이 있는 직사각형 배열이며, 단위 셀은 좌표계 속 x축과 y축을 따라 x-y 평면에 배치된다. 각 단위 셀은 행-열 인덱스(m,n)로 표기한다(m=1,…,
Figure pat00001
;n=1,…,
Figure pat00002
Figure pat00003
). x 및 y 방향의 단위 셀 간격은 (dRIS,x, dRIS,y ) 이다. 좌표계에서 RIS 타일 k의 단위 셀의 위치(m,n)는 다음과 같이 정의된다.
Figure pat00004
여기서
Figure pat00005
는 원점을 중심으로 크기가 J인 균일한 격자에서 j번째 격자점이다.
일 실시예에서, RIS는 천장에 배치될 수 있고, RIS의 송신기(200)와 복수개의 수신기(300)가 RIS 의 전자기장 내에 배치된다.
송신기(200)는 전자장치(100)의 제어에 따라 빔 포밍 기법으로 RIS를 향하여 전자기파를 방사할 수 있다.
일 실시예에서 송신기(200)는
Figure pat00006
안테나 소자를 가진 직사각형 평면 안테나 배열이다. 송신기 국부 좌표계에서 안테나 소자(i,j)의 위치는
Figure pat00007
로 정의된다. 각 수신기는 l = 1,…,L로 표기한다.
송신기(200)는 각 안테나 소자에 배치된 위상천이기를 통해 빔 합성을 수행한다.
전자장치(100)는 RIS 타일과 마찬가지로 송신기(200)의 제어 매개 변수 q를 제어하여 빔을 특정 방향 (
Figure pat00008
)
Figure pat00009
으로 향하도록 조정한다. 방향 제어 파라미터 q를 가지는 안테나 소자(i,j)의 신호는 수학식 1과 같이 정의된다.
[수학식 1]
Figure pat00010
여기서
Figure pat00011
는 하나의 안테나 소자에서 전송된 전력이다. 이후 방향 제어 q 를 변수로 하는 신호의 벡터는 다음과 같이 정의된다.
Figure pat00012
전자장치(100)는 각 수신기(300)의 요구에 따라 RIS에 입사되는 전자기파를 조정 후 반사하여 전력이 필요한 복수의 수신기(300)에 동시에 분배하여 전송한다. 여기서, 각각의 수신기는 요구하는 전력이 서로 상이할 수 있다. 전자장치(100)는 각각의 수신기(300)의 요구 전력에 따라 다중 빔에 가중치를 적용하여 에너지를 효율적으로 분배할 수 있다.
일 실시예에서, 전자장치(100)는 RIS의 각 단위 셀 또는 타일의 제어 매개 변수를 제어하여 다중 빔의 방향, 개수 및 수신전력을 제어한다.
여기서 제어 매개 변수는 각 단위 셀의 방향 제어 파라미터
Figure pat00013
, 위상 제어 파라 미터
Figure pat00014
및 각 빔에 할당되는 가중치 계수 α를 포함할 수 있다.
전자장치(100)는 방향 제어 파라미터
Figure pat00015
를 제어하여 RIS 각 단위 셀의 ON/OFF 패턴을 조정함으로써 반사된 빔을 원하는 방향(
Figure pat00016
)으로 향하게 한다. 또한, 위상 제어 파라미터
Figure pat00017
를 제어하여 반사파의 위상을 조정한다. RIS 타일의 방향 제어 매개변수는 다음과 같이 u-v 좌표계를 통해 정의된다.
Figure pat00018
RIS 타일 k에서 단위 셀 (m,n)의 반사 계수는 다음 수학식 2와 같이 주어진다.
[수학식 2]
Figure pat00019
RIS 타일은 원거리장 특성을 충족할 수 있을 만큼 작도록 설정되므로 송신기에서 RIS 타일로 방사되는 입사 전자파는 평면파(plane wave)가 된다. 따라서, RIS 타일 k의 반사파는 수학식 3과 같이 정의할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
여기서
Figure pat00023
는
Figure pat00024
방향의 u-v 좌표 표현이고,
Figure pat00025
은 단일 셀의 방사 패턴이며,
Figure pat00026
는 송신기에서 방사되어 RIS로 입사되는 입사파이다. 위의 방정식은 수학식 4와 같이 단순화할 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00027
여기서,
Figure pat00028
는 u-v 좌표의 방향 벡터
Figure pat00029
에서 빔의 이득(Gain)을 나타내는 RIS 타일 k의 빔 조향 함수이다. 조향 함수
Figure pat00030
를 수학식 5와 같이 정의한다.
[수학식 5]
Figure pat00031
여기서
Figure pat00032
은 디리클레 함수이다. 입사파 강도는 송신기(200)가 빔을 RIS 타일 k 쪽으로 향하게 할 때 최대가 된다. 따라서 방향 제어 매개변수를 RIS 타일 k에서 설정하면 단일 초점 빔이 형성될 수 있다.
그 후
Figure pat00033
방향에서 반사되는 전자파 전력을 수학식 6와 같이 정의할 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00034
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재설정 가능 지능형 반사표면을 이용한 무선 전력 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.
무선 전력 전송을 수행하기 이전에, 가중치 계수, RIS 타일의 개수, 포커싱할 빔의 개수, 빔 스케닝 반복 횟수 등을 미리 설정한다.
도 3을 참조하면, 단계 S110에서 송신기에서 하나의 안테나 소자를 이용하여 신호를 방사하여 RIS 위치를 서치한다.
전자장치는 하나의 안테나 소자로 방사한 와이드한 빔의 반사신호에 기초하여 수신기의 위치 RIS의 위치 등을 확인할 수 있다.
단계 S120에서, 송신기를 통해 방사되는 신호에 의해 미리 정의된 빔의 개수만큼 RIS 타일 스캐닝을 실행한다.
단계 S130에서, 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각 단위 셀 또는 타일의 반사계수의 값을 결정한다. 반사계수의 값을 결정하는 방법에 대하여는 이후 도 4 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
단계 S140에서, 송신기를 제어하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)으로 빔을 송출한다.
단계 S150에서, 결정된 제어 매개 변수값에 기초하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각 단위 셀에 온오프 스테이트를 설정함으로써 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)에 입사된 전자파 신호를 복수개의 수신기로 멀티 포커싱하여, 각 수신기의 수신전력을 기반으로 복수개의 수신기를 동시 충전시킨다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 1 내지도 3에서 설명한 전자장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
설명의 편의를 위해, 제1 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어하는 방법을 패턴 추가 기법이라고 부른다.
패턴 추가 기법에서는 각각의 타일에 의해 L개의 서로 다른 빔을 형성한다고 가정한다. 여기서 L은 수신기의 개수와 동일하다.
전자장치(100)는 RIS 타일 k의 방향 및 위상 제어 파라미터
Figure pat00035
및
Figure pat00036
가
Figure pat00037
방향에서 l번째 빔에 전원을 집중하기 위해 사용한다. 그 다음, 전자장치(100)는 RIS 타일 k의 단위 셀(m,n)의 반사 계수를 다음의 수학식 7에 의해 도출한다.
[수학식 7]
Figure pat00038
여기서
Figure pat00039
과
Figure pat00040
는 RIS 타일 k에서 얼마나 많은 전력이 전달되고 lth 빔에 초점을 맞추는지를 결정하는
Figure pat00041
번째 빔의 가중치 계수이고,
Figure pat00042
는 수학식 8과 같이 표현된다.
[수학식 8]
Figure pat00043
여기서, RIS 타일은 원거리장 통신을 지원하므로, RIS 타일 k의 반사파를 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 9]
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
수학식 9에서,
Figure pat00048
가 방향
Figure pat00049
(즉,
Figure pat00050
)에서 최대 이득
Figure pat00051
를 갖는다. 또한, RIS 타일의 반사 신호는 서로 다른 가중치
Figure pat00052
를 가진 서로 다른 L개의 빔 조향 함수
Figure pat00053
의 합이다. 따라서 L maximums는 다른 방향 제어 파라미터에 의해 다른 방향에서 형성된다. 각 빔의 세기는 가중치 인자
Figure pat00054
에 의해 제어된다.
도 4를 참조하면 패턴 추가 기법을 통해 다중 포커싱을 수행했을 때의 RIS 반사 위상과 u-v 평면에서의 신호 세기를 확인할 수 있다. 특히, 도 4의 (c)를 참조하면, 두 개의 빔(b1, b2)가 올바르게 형성된 것을 확인할 수 있다. 도 4의 (c)에서 빨간색에 가까울 수록 전력이 더 강한 것을 나타낸다.
정리하면, 패턴 추가 기법을 통한 제어매개변수 결정은, 임의의 타일에 의해 형성되는 하나 이상의 빔이 존재하는 경우, 각 빔에 대하여 가중치를 적용한 반사계수를 산출한다. 예컨대 빔 B1, B2이 2개이고, 각각 반사계수가 τ1, τ2이고, 가중치가 α1, α2인 경우, 상기 타일의 반사계수는 가중치를 적용한 빔 B1의 반사계수 α1×τ1, 가중치를 적용한 빔 B2의 반사계수 α2×τ2의 합으로 나타낼 수 있다.
타일에 의해 형성되는 하나 이상의 빔에 대하여 각 빔의 반사계수에 가중치를 적용한 값(이하, 가중치 적용한 반사계수라 함)을 산출하고, 상기 타일에 의해 형성되는 모든 빔에 대하여 각각의 가중치 적용한 반사계수를 합한 값을 상기 타일의 반사계수로 결정한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스캐닝 횟수에 따른 각 수신기의 수신 전력을 보여주는 그래프이다.
도 5를 참조하여 제1 실시예의 패턴 추가 기법에 따른 수신단에서 수신된 전력에 대한 그래프를 설명한다.
도 5를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, RIS의 64개의 타일에 대하여 3회의 스캐닝을 수행함을 알 수 있다.
먼저, 1st iteration 구간은 첫번째 RIS 타일 스캔시, 각 수신기에서 수신된 전력을 나타내고, 2st iteration 구간은 두번째 RIS 타일 스캔시, 각 수신기에서 수신된 전력을 나타낸다.
다이아몬드형 실선 그래프는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 수신전력을 나타내고, 동그라미형 실선 그래프는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 수신전력을 나타낸다.
마지막으로 점선 그래프와 눈꽃형 그래프는 RIS를 오프시킨 경우의 수신전력을 나타낸다. RIS에 전원이 공급되지 않아도 반사표면에 의해 랜덤한 위상으로 전자기파를 반사하게 된다.
따라서, RIS를 오프시킬 때와 비교하여 2회 이상의 스캐닝 이후 각각의 수신기의 수신전력이 현저히 상승한 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 가중치 설정에 따른 X-Y 평면에 정규화된전파 강도를 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 전파강도를 나타내고, 도 6의 (b)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 전파강도를 나타낸다. 전파 강도가 높을수록 붉은 색에 가깝게 표시된다.
도 6의 (a)와 (b)를 참조하면, 수신기에 전파강도 강도가 집중된 것을 확인할 수 있다. 또한, 가중치가 높게 설정된 곳의 수신전력이 더 높게 나타남을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따라 설정된 RIS 반사 위상을 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 RIS 반사 위상을 나타내고, 도 7의 (b)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 RIS 반사 위상을 나타낸다.
도 7에서, 네모난 박스 하나가 단위셀을 의미하고, 1-bit RIS에서 단위셀의 위상은 0도 또는 180도 중 어느 하나를 갖는다. 도 7의 RIS 의 반사위상은 도 3의 단계 S130에서 결정된 반사계수에 따라 형성되는 패턴의 일 예이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 1 내지도 3에서 설명한 전자장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
설명의 편의를 위해, 제2 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어하는 방법을 랜덤 단위 셀 인터리빙(RUI, Random Unit Cell Interleaving) 기법이라고 부른다.
하나의 RIS에서 다중 빔을 구현하고 자 할 때, 도 8의 (a)와 같이 단위 셀을 각 빔에 균일하게 할당하여 다중 초점 빔을 사용할 수 있다. 그러나 단위 셀의 수가 단일 빔을 조향하는 경우에 비해 적고 요소 간격이 크기 때문에 이 기법은 의도하지 않은 빔(예: Grating Lobes)을 생성하여 의도한 방향으로의 출력 강도가 낮아진다.
이러한 문제를 해결하기 위해 도 8의 (b)와 같이 단위 셀을 무작위로 특정 빔에 할당하여 다중 초점 빔을 사용한다. 각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하되, 임의의 타일에 포함되는 각 단위 셀의 초기 반사 계수에 랜덤 확률 변수를 적용하여 최종 반사계수를 산출한다.
도 8의 (b)은, 4개의 빔을 사용한 경우 RUI 기법을 이용한 단위 셀 할당을 예시한다.
Figure pat00055
Figure pat00056
는 RIS 타일 k에 있는 단위 셀(m,n)의 반사 계수를 RUI 기법으로 나타낸다.
Figure pat00057
Figure pat00058
는 수학식 10과 같이 표현한다.
[수학식 10]
Figure pat00059
여기서, 무작위 할당을 위한 확률은 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 11]
Figure pat00060
Figure pat00061
으로 정의한다.
여기서
Figure pat00062
은 l번째 빔에 단위 셀(m,n)의 반사 계수를 할당할 확률이다.
Figure pat00063
는 RIS 타일의 각 단위 셀에 독립적으로 할당된다. 다시 말해, 할당은 단위 셀에 대해 독립 프로세스이다.
이후 RIS 타일 k에서 반사된 파동은 수학식 12과 같이 표현된다.
[수학식 12]
Figure pat00064
Figure pat00065
Figure pat00066
여기서,
Figure pat00067
는 L개의 서로 다른 반사 계수 사이에서 랜덤한 확률 변수이다. 반사파의 평균 즉 기대값은 수학식 13과 같이 표현된다.
[수학식 13]
Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스캐닝 횟수에 따른 각 수신기의 수신 전력을 보여주는 그래프이다.
도 9를 참조하여 제2 실시예의 랜덤 단위 셀 인터리빙 기법에 따른 수신단에서 수신된 전력에 대한 그래프를 설명한다.
도 9를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, RIS의 64개의 타일에 대하여 3회의 스캐닝을 수행함을 알 수 있다.
먼저, 1st iteration 구간은 첫번째 RIS 타일 스캔시, 각 수신기에서 수신된 전력을 나타내고, 2st iteration 구간은 두번째 RIS 타일 스캔시, 각 수신기에서 수신된 전력을 나타낸다.
다이아몬드형 실선 그래프는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 수신전력을 나타내고, 동그라미형 실선 그래프는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 수신전력을 나타낸다.
마지막으로 점선 그래프와 눈꽃형 그래프는 RIS를 오프시킨 경우의 수신전력을 나타낸다. RIS에 전원이 공급되지 않아도 반사표면에 의해 랜덤한 위상으로 전자기파를 반사하게 된다.
따라서, RIS를 오프시킬 때와 비교하여 2회 이상의 스캐닝 이후 각각의 수신기의 수신전력이 현저히 상승한 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따라 가중치 설정에 따른 X-Y 평면에 정규화된전파 강도를 나타내는 도면이다.
도 10의 (a)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 전파강도를 나타내고, 도 6의 (b)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 전파강도를 나타낸다. 전파 강도가 높을수록 붉은 색에 가깝게 표시된다.
도 10의 (a)와 (b)를 참조하면, 수신기에 전파강도 강도가 집중된 것을 확인할 수 있다. 또한, 가중치가 높게 설정된 곳의 수신전력이 더 높게 나타남을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따라 설정된 RIS 반사 위상을 나타낸 도면이다.
도 11의 (a)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 RIS 반사 위상을 나타내고, 도 11의 (b)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 RIS 반사 위상을 나타낸다.
도 11에서, 네모난 박스 하나가 단위셀을 의미하고, 1-bit RIS에서 단위셀의 위상은 0도 또는 180도 중 어느 하나를 갖는다. 도 11의 RIS 의 반사위상은 도 3의 단계 S130에서 결정된 반사계수에 따라 형성되는 패턴의 일 예이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 도 1 내지 도 3에서 설명한 전자장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
설명의 편의를 위해, 제3 실시예에 따른 다중 빔을 송출하기 위해 제어매개변수를 제어하는 방법을 타일 분할기법(RUI, RIS Tile Division Technique) 기법이라고 부른다.
타일 분할 기법은 RIS의 각 타일을 특정 수신기에 할당한 후 스캔을 진행한다. 예를 들어, 설명의 편의를 위해, 도 12와 같이 RIS에 4개의 타일이 존재하고, 2개의 수신기를 가정하면, 4개의 타일 T1, T3을 수신기 Rx2에 할당하고, 타일 T2, T4를 수신기 Rx1에 할당한 후, 각 타일에 의해 수신기에 전달되는 수신전력을 계산하여 최적의 반사계수를 결정한다.
즉, 타일 분할 기법은 특정 수신기에 RIS 타일 집합을 효율적으로 할당하는 기법이라고 할 수 있다.
RIS 타일을 효율적으로 할당하기 위해 먼저 RIS 타일 k에 의해 l번째 수신기에 전달되는 수신 전력을 계산한다. l번째 수신기로 전달된 신호는 수학식 14와 같이 주어진다.
[수학식 14]
Figure pat00071
여기서
Figure pat00072
Figure pat00073
는 반사 계수 벡터
Figure pat00074
를 대각화하여 얻은 대각 행렬이고,
Figure pat00075
는 송신기와 RIS 타일 k 사이의 채널 행렬이며,
Figure pat00076
는 RIS 타일과
Figure pat00077
l번째 수신기 사이의 채널 벡터이다. l번째 수신기에서 총 수신 전력은 수학식 15와 같이 주어진다.
[수학식 15]
Figure pat00078
이 때,
Figure pat00079
RIS 타일 k에서 사용되는 방향 제어 및 위상 제어 파라미터
Figure pat00080
Figure pat00081
가 사용되었을 때
Figure pat00082
Figure pat00083
l번째 수신기에서 수신한 전력은 수학식 16와 다음과 같이 표현된다.
[수학식 16]
Figure pat00084
Figure pat00085
이 때,
Figure pat00086
Figure pat00087
RIS 타일 k에 의해
Figure pat00088
번째 수신기로 전달되는 수신 전력을 계산하기 위해 두 개의 다른 위상 제어 파라미터 (예,
Figure pat00089
)를 사용하여 RIS 타일 k를 스캔한다. 측정 데이터는 RIS 타일 스캐닝 알고리즘에서 가져올 수 있다. 이 두 위상을 가진 수신 전력은 수학식 17과 같다.
[수학식 17]
Figure pat00090
Figure pat00091
그 다음, 방향 제어 매개 변수
Figure pat00092
조정 시 RIS 타일 k에 의해 전달된 수신 전력은 수학식 18과 같다.
[수학식 18]
Figure pat00093
다른 RIS 타일로부터 전달된 전력(즉,
Figure pat00094
)을 알아내기 위해, k를 제외한 다른 타일들은 고정시킨 뒤 RIS 타일 k에 여러 스캔 패턴을 적용하여 스캔한다. 각 스캔 패턴은 하나의 방향 제어 파라미터로부터 생성된다.
Figure pat00095
는 스캔 패턴의 수를 나타내고
Figure pat00096
는 s번째 스캔 패턴으로 방향 제어 파라미터를 나타낸다. 다른 RIS 타일로부터 전달된 전력은 수학식 19와 같이 얻어진다.
[수학식 19]
Figure pat00097
결과적으로, RIS 타일 k에 의해 수신기로 전달되는 전력을 계산할 수 있다. RIS 타일에서 수신기로 전달되는 전력의 양은 수신기와 RIS 사이의 상대적 위치에 따라 크게 달라진다. 따라서 수신기 간의 균등함을 보장하기 위해 RIS 타일에서 전달된 실제 전력 대신 수신 전력 증가율을 RIS 타일을 할당하는 지표로 사용한다.
Figure pat00098
번째 수신기에 대한 RIS 타일 k의 최적의 방향 제어 변수를
Figure pat00099
로 나타내고,
Figure pat00100
번째 수신기에서 수신된 전력의 증가율은 수학식 20과 같이 정의된다.
[수학식 20]
Figure pat00101
다음과 같은 경우 RIS 타일 k가
Figure pat00102
번째 수신기에 할당된다.
Figure pat00103
여기서
Figure pat00104
는 l번째 수신기의 타일 분할 가중치 계수이다.
Figure pat00105
타일 분할 가중치 계수를 조정하여 각 수신기에서 수신한 전력량을 수요에 따라 조정할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스캐닝 횟수에 따른 각 수신기의 수신 전력을 보여주는 그래프이다.
도 13을 참조하여 제3 실시예의 패턴 추가 기법에 따른 수신단에서 수신된 전력에 대한 그래프를 설명한다.
도 13을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, RIS의 64개의 타일에 대하여 3회의 스캐닝을 수행함을 알 수 있다.
먼저, 1st iteration 구간은 첫번째 RIS 타일 스캔시, 각 수신기에서 수신된 전력을 나타내고, 2st iteration 구간은 두번째 RIS 타일 스캔시, 각 수신기에서 수신된 전력을 나타낸다.
다이아몬드형 실선 그래프는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 수신전력을 나타내고, 동그라미형 실선 그래프는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 수신전력을 나타낸다.
마지막으로 점선 그래프와 눈꽃형 그래프는 RIS를 오프시킨 경우의 수신전력을 나타낸다. RIS에 전원이 공급되지 않아도 반사표면에 의해 랜덤한 위상으로 전자기파를 반사하게 된다.
따라서, RIS를 오프시킬 때와 비교하여 2회 이상의 스캐닝 이후 각각의 수신기의 수신전력이 현저히 상승한 것을 확인할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따라 가중치 설정에 따른 X-Y 평면에 정규화된 전파 강도를 나타내는 도면이다.
도 14의 (a)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 전파강도를 나타내고, 도 14의 (b)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 전파강도를 나타낸다. 전파 강도가 높을수록 붉은 색에 가깝게 표시된다.
도 14의 (a)와 (b)를 참조하면, 수신기에 전파강도 강도가 집중된 것을 확인할 수 있다. 또한, 가중치가 높게 설정된 곳의 수신전력이 더 높게 나타남을 알 수 있다.
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따라 설정된 RIS 반사 위상을 나타낸 도면이다.
도 15의 (a)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.5로 설정한 경우의 RIS 반사 위상을 나타내고, 도 15의 (b)는 제1 수신기와 제2 수신기에 가중치를 각각 0.7, 0.3로 설정한 경우의 RIS 반사 위상을 나타낸다.
도 15에서, 네모난 박스 하나가 단위셀을 의미하고, 1-bit RIS에서 단위셀의 위상은 0도 또는 180도 중 어느 하나를 갖는다. 도 7의 RIS 의 반사위상은 도 3의 단계 S130에서 결정된 반사계수에 따라 형성되는 패턴의 일 예이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 전자장치는 복수개의 단위 셀 어레이를 포함하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS,110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 송신기를 통해 방사되는 신호에 의해 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각각의 타일에 대하여 스캐닝을 수행하여, 각 단위 셀 또는 타일의 반사 계수의 값을 결정하고, 결정된 제어 매개 변수값에 기초하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각 단위 셀에 온오프 스테이트를 설정함으로써 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)에 입사된 전자파 신호를 복수개의 수신기로 멀티 포커싱하도록 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)를 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법에 의해, 서로 다른 수신전력을 요구하는 여러 기기를 동시에 무선 충전할 수 있다.
또한, 스캐닝을 반복 수행하여 RIS 의 전자기장 내에서 움직이는 수신기에 대하여 적응적으로 수신전력을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 실행된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 전자 장치의 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법으로서,
    송신기를 통해 방사되는 신호에 의해 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각각의 타일에 대하여 스캐닝을 수행하여, 각 단위 셀 또는 타일의 반사 계수의 값을 결정하는 단계;
    송신기를 제어하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)으로 빔을 송출하는 단계;
    결정된 제어 매개 변수값에 기초하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각 단위 셀에 온오프 스테이트를 설정함으로써 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)에 입사된 전자파 신호를 복수개의 수신기로 멀티 포커싱하는 단계
    를 포함하고,
    상기 타일은 동일한 크기를 가지는 상기 RIS의 부분 배열이고 복수개의 수신기에 대하여 원거리장 통신을 지원하는 것을 특징으로 하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하되, 임의의 타일에 의해 형성되는 각 빔의 초기 반사계수에 미리 설정된 가중치를 적용한 반사계수를 산출하고, 상기 타일에 의해 형성되는 모든 빔에 대하여 각각의 가중치 적용한 반사계수를 합한 값을 상기 타일의 최종 반사계수로서 결정하는 것을 특징으로 하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타일에 의해 형성되는 빔은 수신기의 개수와 동일한 개수만큼 형성되는 것을 특징으로 하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하되, 임의의 타일에 포함되는 각 단위 셀의 초기 반사 계수에 랜덤 확률 변수를 적용하여 최종 반사계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 타일에 임의의 수신기를 미리 할당하고, 각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하는 것을 특징으로 하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수신기의 수신 전력 증가율에 기초하여 수신기를 각각의 타일에 할당하는 것을 특징으로 하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 각 단위 셀 또는 타일의 반사 계수의 값을 결정하는 단계 이전에,
    하나의 안테나 소자를 이용하여 신호를 방사하여 RIS 위치를 서치하도록 상기 송신기를 제어하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)을 이용한 무선 전력 전송 방법.
  8. 복수개의 단위 셀 어레이를 포함하는 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS); 및
    송신기를 통해 방사되는 신호에 의해 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각각의 타일에 대하여 스캐닝을 수행하여, 각 단위 셀 또는 타일의 반사 계수의 값을 결정하고, 결정된 제어 매개 변수값에 기초하여 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)의 각 단위 셀에 온오프 스테이트를 설정함으로써 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)에 입사된 전자파 신호를 복수개의 수신기로 멀티 포커싱하도록 상기 재설정 가능 지능형 반사표면(RIS)를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 타일은 동일한 크기를 가지는 상기 RIS의 부분 배열이고 원거리장 통신을 지원하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하되, 임의의 타일에 의해 형성되는 각 빔의 초기 반사계수에 미리 설정된 가중치를 적용한 반사계수를 산출하고, 상기 타일에 의해 형성되는 모든 빔에 대하여 각각의 가중치 적용한 반사계수를 합한 값을 상기 타일의 최종 반사계수로서 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 타일에 의해 형성되는 빔은 수신기의 개수와 동일한 개수만큼 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하되, 임의의 타일에 포함되는 각 단위 셀의 초기 반사 계수에 랜덤 확률 변수를 적용하여 최종 반사계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 각각의 타일에 임의의 수신기를 미리 할당하고, 각각의 타일에 대한 반수계수를 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수신기의 수신 전력 증가율에 기초하여 수신기를 각각의 타일에 할당하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 하나의 안테나 소자를 이용하여 신호를 방사하여 RIS 위치를 서치하도록 상기 송신기를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.


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