In fifth-generation (5G) and next-generation mobile communication systems, one of the main design objectives is to support different types of devices with disparate requirements such as enhanced Mobile BroadBand (eMBB), Ultra-Reliable Low-Latency Communications (URLLC), and massive Machine-Type Communications (mMTC). While a non-orthogonal coexistence of different services on the radio interface may potentially yield higher spectral efficiency, a significant performance bottleneck is set the mutual interference between heterogeneous devices. Interference management strategies of different complexity -- ranging from treating interference as noise to successive interference cancellation -- may be implemented at the base station to address this problem. In this context, this dissertation investigates the role that intelligent reflecting surfaces (IRS) may play in shaping the interference between heterogeneous types of devices. The main goal of the dissertation is to maximize the achievable enhanced mobile broadband (eMBB) transmission rate while satisfying the strict reliability and latency requirements of ultra-reliable low-latency communication (URLLC) in a network in which variant types of devices coexist using radio resource in a non-orthogonal manner. Specifically, we investigate the joint design of power allocation and IRS reflection matrix and draw conclusions on the relative advantages of decoding strategies at the base station by accounting for the interference management capabilities of an IRS-aided uplink.
5세대 (5G) 및 차세대 이동 통신 시스템의 주요 설계 목표 중 하나는 초고속 광대역 통신 (eMBB), 초고신뢰$\cdot$저지연 통신 (URLLC), 대규모 사물 통신 (mMTC) 등 요구 사항이 서로 다른 다양한 유형의 장치를 지원하는 것이다. 무선 인터페이스에서 서로 다른 서비스가 비직교 방식으로 공존하면 잠재적으로 더 높은 스펙트럼 효율을 얻을 수 있으나, 이종 장치 간의 상호 간섭이 발생해 상당한 성능 병목 현상이 일어난다. 이 문제를 해결하기 위해 기지국에서는 해당 간섭을 잡음으로 처리하거나 순차적 간섭 제거 방식 등 다양한 복잡성을 띠는 간섭 관리 전략이 구현될 수 있다. 이러한 맥락에서 본 논문에서는 eMBB와 URLLC 장치간의 간섭을 관리하는데 지능형 반사 표면 (IRS)가 수행할 수 있는 역할에 대해 고려한다. 해당 연구의 주요 목표는 다양한 형태의 기기들이 무선 자원을 비직교 방식으로 사용하면서 공존하는 네트워크에서, URLLC의 엄격한 신뢰성 및 지연 시간 요구조건을 만족함과 동시에 eMBB의 달성 가능한 전송률을 최대화하는 것이다. 특히, 장치들의 전력 할당 및 IRS 위상 천이 행렬의 공동 설계에 대해 다루며, 기지국에서 사용하는 디코딩 전략과 IRS의 상향링크 간섭 관리 기능 사이의 상대적 이점에 대한 결론을 도출한다.
