초록 ▼

□ 연구개요
⦁ 최근 차세대 이동통신 5G/6G의 초고주파대역 통신의 구현을 위한 주요 기술로 여겨지는 재설정 가능 메타표면(RIS, IRS) 에 관한 연구가 활발히 진행되고 있음.
⦁ 학계의 기존 독립적인 안테나 기반 MIMO 연구는 전자기학 관점이 배제된 단순한 채널 모델을 기반으로 한 신호처리 연구 위주로 진행이 되어왔고, 이는 RIS 통신에서 연속된 평면에서의 전자기파의 발생이 일어나는 기존의 안테나와 매우 다른 특성에 의해 기존 통신 모델에 의존할 수 없음. 따라서 통신이론과 전자기학이 접목된 새로운 관점의 융합

□ 연구개요
⦁ 최근 차세대 이동통신 5G/6G의 초고주파대역 통신의 구현을 위한 주요 기술로 여겨지는 재설정 가능 메타표면(RIS, IRS) 에 관한 연구가 활발히 진행되고 있음.
⦁ 학계의 기존 독립적인 안테나 기반 MIMO 연구는 전자기학 관점이 배제된 단순한 채널 모델을 기반으로 한 신호처리 연구 위주로 진행이 되어왔고, 이는 RIS 통신에서 연속된 평면에서의 전자기파의 발생이 일어나는 기존의 안테나와 매우 다른 특성에 의해 기존 통신 모델에 의존할 수 없음. 따라서 통신이론과 전자기학이 접목된 새로운 관점의 융합적 접근을 통해서만 본질적인 연구가 가능함.
⦁ 본 과제에서는 통신이론 및 전자기학을 유기적으로 결합한 다학제적 접근 및 IRS 통신 테스트베드를 활용한 실질적인 실험을 통해 기타 연구그룹과 차별화되는 도전적인 연구를 수행함.

□ 연구 목표대비 연구결과
⦁ 5.8 GHz 대역 512개의 단위셀을 갖는 메타표면 프로토타입 설계 및 제작.
⦁ 구현된 5.8 GHz 대역 메타표면을 활용한 SDR기반 무선통신 테스트베드 구현.
⦁ 초고대역 통신 위상배열안테나 기반 빔 합성 및 관리 알고리즘 개발.
⦁ 메타표면을 활용한 빔 합성에 관한 이론적 분석 및 채널 모델 수립.
⦁ 반사체 메타표면에서의 단일 및 다중 빔 형성을 위한 빔합성 알고리즘 개발.
⦁ 28GHz 대역 메타표면 프로토타입 설계.
⦁ 메타표면 반사체 릴레이 무선통신 시나리오에 대한 채널 분석 및 채널 추정 알고리즘 개발.
⦁ 개발된 채널 추정 알고리즘 성능 검증을 위한 테스트베드 구현 및 실내·외 환경에서의 실험 진행.
⦁ 위상배열 안테나와 메타표면을 활용한 RF 원거리 무선전력전송 시스템에서의 수신 전력 기반 빔 스캐닝을 활용한 최적 전력 전송 효율 달성 알고리즘 개발.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
⦁ 재설정 가능 메타표면 기술을 도입하여 초고대역 통신에 적용하는 연구 진행 과정에서 전자기파 관점의 메타표면 이론적 분석부터 무선 채널 모델링, 채널추정 알고리즘 개발, 프로토 타입 구현 및 테스트 베드 구축을 통한 실험까지 완료하여 완성도 높은 시스템적 관점에서의 연구를 수행함.
⦁ 메타표면을 활용한 원거리 무선전력전송 기술로의 확장을 통해 IoT 네트워크 구현의 장벽으로 여겨지던 전원 공급문제의 실질적인 해결책을 제시함.
⦁ 메타표면 기반 밀리미터파 통신의 실제 프로토타입 테스트베드를 구현하고 고밀도 단말에 대한 통신 실험을 수행한 결과를 토대로 제안된 기술의 현실적인 성능을 입증하고 추후 상용화의 발판으로 삼음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 재설정 가능 메타표면을 활용한 무선통신 시스템에서의 채널 추정 알고리즘 개발 및 테스트베드 구현을 통한 성능 검증 ... 5
• 2.2 재설정 가능 메타표면을 활용한 RF 원거리 무선전력전송 기술로의 확장 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 4-1. 과학기술/학술적 연구성과 ... 15
• 4-2. 산업지원 및 연구성과 활용 ... 15
• 4-3. 기술적 측면 ... 15
• 4-4. 경제적/산업적 측면 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 5-1. 당해 및 차년도 이후 활용계획 ... 16
• 6. 자체점검표 ... 16
• 7. 참고문헌 ... 16
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 28