유동·액티브 RIS, 차세대 6G를 여는 새로운 무선 패러다임

본 논문은 6G 무선 네트워크에서 RIS 기술의 한계를 극복하기 위해 FARIS(F fluid‑active RIS) 라는 새로운 패러다임을 제안한다. 기존 패시브 RIS는 두 번의 전파 전파 손실(송신‑RIS·RIS‑수신)으로 인한 다중 페이딩에 취약하고, 고정된 위상 제어 구조는 공간 자유도를 제한한다. 반면, 액티브 RIS(ARIS)는 증폭기를 통해 손실을 보완하지만, 고정된 물리적 배열에 머물러 위치 최적화가 어렵다. 또, 유동 안테나(FAS)는 물리적 위치를 자유롭게 이동시켜 공간 자유도를 확대하지만, 패시브 반사만을 제공한다. 이에 저자들은 두 기술을 결합해, 각 RIS 요소가 유동적으로 재배치될 수 있으면서 동시에 증폭·위상 제어가 가능한 FARIS 구조를 설계하였다. 구체적으로, 전체 M 개의 후보 포트 중 M_o 개만을 선택해 활성화하고, 선택된 포트는 전류 바이어스가 공급되는 증폭 회로와 위상 조정 회로를 갖는다. 회로 수준 전력 모델은 논리 제어·스위칭 전력 P_c 와 활성 반사에 필요한 DC 바이어스 전력 P_DC 를 각각 모든 후보와 선택 포트에 적용하고, 증폭 효율 ξ 를 고려해 전체 전력 소모 P_tot = M·P_c + M_o·P_DC + ξ·P_RIS 로 표현한다. 시스템 모델에서는 BS와 사용자 간 직접 경로가 차단된 상황을 가정하고, BS‑FARIS 링크는 LoS, FARIS‑사용자 링크는 Rician 채널을 사용한다. 각 포트의 공간 상관은 Jakes 모델 기반 J 행렬로 표현되며, 선택 포트 집합을 행렬 S_T 로 나타낸다. 활성 반사 연산자 A_act = J^{1/2} S_T diag(v) S_T^T J^{1/2} (여기서 v =