그래프 기반 자원할당과 RIS 연동 ISAC 최적화 연구

Graph-Based Resource Allocation and RIS-Aided ISAC Optimization

연구 내용

D2D 링크에서 full-duplex 적용 우선순위를 그래프 중심성으로 선정하고, RIS 기반 ISAC에서는 통신 성능과 레이더 정확도를 CRB 제약하에 함께 최적화하는 연구

무선 네트워크에서 성능 저하 원인은 주파수 자원 사용 범위와 통신-센싱 간 목표 불일치로 나타납니다. 본 연구는 D2D 환경에서 full-duplex 적용 비용을 고려하여 교체 우선순위를 그래프 이론의 centrality로 결정하고, 자원할당을 통해 사용 주파수 범위를 줄이면서 합 전송 성능을 높이는 알고리즘을 제안합니다. 또한 RIS-aided ISAC에서는 Rydberg atomic receiver를 포함한 단일 신호 모델을 구성하고, 통신 효율과 레이더 추정 정확도를 Cramer-Rao bound 제약으로 균형화합니다. 이를 위해 fractional programming, majorization-minimization, ADMM을 결합한 공동 최적화 절차를 수행합니다.

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연구 흐름

초기에는 D2D 시스템에서 full-duplex 적용을 단계적으로 확대하기 위해, 그래프 중심성 개념을 활용한 mode selection과 자원할당 로직을 구성했습니다. 이후에는 자원할당을 단순 통신 최적화에 한정하지 않고, 레이더 감지와 통신을 동시에 수행하는 ISAC으로 확장하는 흐름을 만들었습니다. 최근에는 RIS-assisted 프레임에 Rydberg atomic receiver를 결합하고, Cramer-Rao bound 기반 제약 최적화로 통신 성능과 센싱 정확도를 동시에 조절하는 방법을 제안했습니다. 현재는 공동 최적화 알고리즘의 수렴성과 계산 구조를 함께 분석하는 단계로 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

D2D full-duplex 전환 전략
그래프 기반 사용자·링크 우선순위 선정
주파수 범위 절감 자원할당
RIS 기반 ISAC 공동 운용
Cramer-Rao bound 제약 최적화
레이더 정확도 보장형 통신 설계
FP·MM·ADMM 기반 분해형 최적화
통신-센싱 성능 균형 설계 프레임
멀티유저 RAR-aided 수신 구조 검증
6G 네트워크 서비스 품질 동시 최적화