67. RIS

지금까지 포스팅은 5G 기술에 대해서 간략하게 알아보는 것들이었다.

 

오늘은 이것에 변주를 주어 6G 차세대 기술인 RIS에 대해서 알아보도록 하자.

 

우선 이 기술이 나오게된 배경부터 살펴보자.

 

0. 6G와 RIS의 등장

3G, 4G, 5G가 등장하고 이제 6G가 등장할 차례가 왔다. 매번 더 빠른 속도, 더 낮은 지연, 더 높은 신뢰성을 목표로 발전해온 이동통신 표준에서 6G는 THz 주파수 대역 활용, AI와의 융합 과 같은 부분을 선보이려고 한다. 

현재 5G에서 사용하는 대역폭은 mmWave를 이용할 경우 최대 100 GHz까지의 대역을 사용하여 통신 속도를 올리고 있다. 

영상 속 6G 설명

 

하지만 이렇게 대역폭이 넓어지면 coverage가 점차 좁아진다. 그 이유는 고주파수 대역의 신호일 수록 직진성이 강하고 회절성 약해져서 신호가 멀리 가지 못하기 때문이다. 따라서 고주파수 대역 통신을 사용하려면 더 많은 기지국을 촘촘히 배치해서 모든 곳을 커버하도록 해야 한다.

 

하지만 이게 쉬운일일까? 비용적으로 쉬운 일이 아니다. 기지국 부품, 제조, 설치, 유지 및 보수와 전력 공급 비용을 생각하면 기지국을 촘촘히 더 많이 배치하는 것이 오히려 손해가 될 수도 있다는 것이다.

 

이런 상황 속에서 바로 RIS라는 기술이 등장한다. 한번 알아보자

1. RIS (Reconfigurable Intelligent Surface)

RIS는 재구성 가능한 지능형 표면이라는 뜻으로, 전파 신호를 능동적으로(Intelligent하게) 제어해서 신호를 보내는 기술이다. 마치 신호를 반사하는 거울과 같은 역할을 하는 것이다. 하지만 그 거울이 굉장히 똑똑해서 어디로 어떻게 신호를 보내야 할지를 알고 있다고 생각하면 좋을 것 같다.

 

영상 속 RIS 설명

 

위 그림은 RIS의 구조와 RIS의 작동방식에 대해서 설명하고 있다. 그림 속 논문에서는 반사 소자(노란색 네모들)이 Pin diode와 baising line 그리고 coding particle로 RIS가 이루어져있다고 설명하고 있다. 이후 반사소자에서 biased된 신호들이 FPGA(아마도 controller)를 통해서 송신되는 형식인 것 같다.

 

작동방식에 대해 알아보자. 오른쪽 밑 문구에는 반사 소자들의 위상 이동을 조정함으로써, 반사 신호들이 그들이 원하는 방향으로 전파되기 위해 재구성될 수 있다. 라고 말하고 있다. 이 문구를 이해하면서 위 그림을 보자.

 

기지국이 신호를 쏘고 있는데 원래라면 신호가 도달할 수 없는 곳이 현재 RIS를 통해서 신호가 도달하고 있는 것을 볼 수 있다. BS가 신호를 쏘면 RIS는 반사 소자들의 위상을 조정하여, 원하는 방향으로 신호가 전파되도록 신호를 재구성하고 있는 것이다. 

이렇듯 RIS를 사용하면 Blind Spot에도 신호를 보낼 수 있게 되어 더 넓은 coverage를 가질 수 있게 된다.

 

초고주파수 대역을 사용하는 6G에서 RIS의 장점은 빛을 발하지 않을까 싶다.

 

RIS는 개인적으로 흥미가 있는 기술이기에 논문도 몇 편 찾아보고 했기 때문에, RIS에 관련된 더 자세한 이야기는 6G & AI  포스팅에서 심층적으로 다뤄보겠다.

 

이 블로그는 수익형 블로그가 아니며, 개인 공부 기록을 위해 운영되는 블로그입니다.
원작자의 동의를 받고 출처를 밝히며 적습니다.

 

출처

https://www.youtube.com/watch?v=d1XYTUGl8c0&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=68