5G 및 6G 네트워크에서 재구성 가능한 지능형 표면의 실용적 문제점

Core Concepts

재구성 가능한 지능형 표면(RIS)은 5G 및 6G 네트워크에서 실용적인 문제점이 있어 현재 3GPP 표준화에서 고려되지 않고 있다. RIS는 복잡성, 간섭 관리, 신호 오버헤드, 배치 및 네트워크 통합 등의 측면에서 실용적인 문제가 있어 향후 6G 기술로 고려될 수 있다.

Abstract

이 논문은 RIS의 실용적인 문제점을 다루고 있다.

서론에서는 RIS가 6G 기술로 제안되었지만 3GPP 릴리스 18과 19에서 RIS 표준화가 고려되지 않은 이유를 설명한다.

RIS와 유사한 특성을 가진 3GPP 릴리스 18에서 표준화된 네트워크 제어 중계기(NCR)와의 비교를 통해 RIS의 단점을 설명한다. RIS는 공간 및 주파수 선택성이 낮고, 더 많은 반사 요소가 필요하며, 신호 오버헤드가 크다는 문제가 있다.

시뮬레이션 결과를 통해 RIS의 성능이 NCR에 비해 떨어지고, 단순 반사기나 고정형 RIS에 비해서도 성능이 좋지 않음을 보여준다.

하드웨어 불완전성, 중간 영역 효과, 배치 및 네트워크 통합 등 RIS의 실용적인 문제점을 추가로 설명한다.

결론적으로 RIS는 현재 실용적인 문제가 많아 향후 6G 기술로 고려될 수 있으나, 이를 해결하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.

Stats

RIS는 기존 LoS 링크 대비 약 12dB의 추가 경로 손실이 발생한다.
RIS의 반사 이득은 RIS 면적과 UE와의 거리에 따라 크게 달라지며, 10,000개의 요소를 가진 대형 RIS라도 LoS 링크 대비 6dB 낮은 이득을 보인다.
RIS의 빔 직경은 RIS 면적이 증가할수록 감소하여 1m 이하가 될 수 있어 이동성 지원에 어려움이 있다.

Quotes

"RIS는 공간 선택성과 주파수 선택성이 낮아 간섭 관리에 어려움이 있다."
"RIS는 더 많은 반사 요소가 필요하여 신호 오버헤드가 크다."
"RIS의 성능은 RIS-UE 거리에 크게 의존하여 노이즈 제한적이다."

Key Insights Distilled From

RIS in Cellular Networks -- Challenges and Issues

by Magn... at arxiv.org 04-09-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.04753.pdf

Deeper Inquiries

RIS의 실용적 문제를 해결하기 위해 어떤 기술적 혁신이 필요할까?

RIS의 실용화를 위해 기술적 혁신이 필요합니다. 먼저, RIS 요소들의 반사 특성을 향상시키기 위해 더 나은 재료 및 제조 기술이 필요합니다. 이를 통해 반사 효율을 높이고 신호 손실을 최소화할 수 있습니다. 또한, RIS의 제어 및 구성을 위한 더 빠른 응답 속도를 갖는 소자 및 알고리즘이 필요합니다. 이를 통해 이동성을 향상시키고 네트워크 성능을 최적화할 수 있습니다. 더불어, RIS의 스펙트럼 선택성 및 간섭 관리 기능을 향상시키기 위한 더 정교한 신호 처리 및 조정 알고리즘이 필요합니다.

RIS가 실용화되기 위해서는 어떤 규제적 고려사항이 필요할까?

RIS의 실용화를 위해서는 규제적인 측면에서 몇 가지 고려해야 할 사항이 있습니다. 먼저, RIS의 주변에 발생할 수 있는 전파 간섭을 관리하고 제한하기 위한 규제가 필요합니다. 또한, RIS가 전파를 동적으로 조작할 수 있는 능력을 갖고 있기 때문에 이에 대한 규제적 지침이 필요합니다. 또한, RIS의 인증 및 규격화에 대한 책임을 명확히 해야 하며, 다른 이동통신 사업자에게 영향을 미칠 수 있는 상호 변조 간섭에 대한 규제도 고려되어야 합니다.

RIS 기술의 발전이 향후 통신 네트워크에 미칠 수 있는 다른 영향은 무엇일까?

RIS 기술의 발전이 향후 통신 네트워크에는 여러 가지 영향을 미칠 수 있습니다. 먼저, RIS를 통해 전파를 조작하고 집중시킬 수 있기 때문에 네트워크의 용량과 범위를 향상시킬 수 있습니다. 또한, RIS를 활용함으로써 전파 간섭을 관리하고 네트워크 성능을 최적화할 수 있습니다. 더불어, RIS를 통해 다중 사용자 간섭을 줄이고 효율적인 스펙트럼 활용을 통해 통신 품질을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 기술의 발전은 향후 통신 네트워크의 성능과 효율성을 향상시킬 것으로 기대됩니다.