KR102216141B1 - 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법 및 장치 - Google Patents

다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법 및 장치 Download PDF

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심병효
김승년
손준원
최대규
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국방과학연구소
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Abstract

다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에서는, 기지국들에서 추정된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 장단기 메모리(long short-term memory)의 입력으로 수신하고, 비지도 학습을 통해 상기 장단기 메모리를 학습시킬 수 있다. 본 발명에서는 학습된 장단기 메모리를 이용하여 상기 기지국들의 온/오프를 결정할 수 있다.

Description

다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING ON/OFF MODE OF BASE STATION IN A MULTIPLE BASE STATION MASSIVE MIMO SYSTEM}
본 개시는 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
사용자의 서비스 품질에 영향을 미치지 않으며 에너지 소모를 최소화도록 기지국 온/오프를 결정하기 위해서는, NP-난해 문제인 혼합 정수 선형 계획법을 해결해야 한다.
혼합 정수 선형 계획법의 계산 복잡도가 기지국 수에 따라 기하급수적으로 증가함에 따라 다중 기지국 대용량 안테나 시스템에 적용하기에 어려움이 있다. 특히, 기지국 온/오프 전환에 따른 오버헤드를 최소화하기 위해서는 장기적인 관점에서 문제를 해결해야 한다.
한국 등록 특허: KR 10-1955825 B1 (공고일: 2019.05.30)
다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제 1 측면은, 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법에 있어서, 기지국들에서 추정된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 장단기 메모리(long short-term memory)의 입력으로 수신하는 단계; 비지도학습을 통해 상기 장단기 메모리를 학습시키는 단계; 및 상기 학습된 장단기 메모리를 이용하여 상기 기지국들의 온/오프를 결정하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 장단기 메모리를 학습시키는 단계는, 상기 장단기 메모리의 손실함수가 최소화되도록 상기 장단기 메모리를 학습시키는 단계;를 포함하고, 상기 손실함수는, 상기 기지국들의 소모 전력에 대한 항 및 상기 사용자 단말들의 서비스 품질에 대한 항을 포함하는 것인, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 기지국들의 소모 전력에 대한 항은, 송신 전력에 대한 항, 유지 전력에 대한 항, 온/오프 전환 전력에 대한 항 및 최대 송신 전력에 대한 항 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말들의 서비스 품질에 대한 항은, 상기 사용자 단말들의 데이터 레이트에 대한 항을 포함하는 것인, 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 제 2 측면은, 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 장치에 있어서, 적어도 하나의 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써 장치를 구동하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기지국들에서 추정된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 장단기 메모리(long short-term memory)의 입력으로 수신하고, 비지도학습을 통해 상기 장단기 메모리를 학습시키며, 상기 학습된 장단기 메모리를 이용하여 상기 기지국들의 온/오프를 결정하는 것인, 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 제 3 측면은, 제 1 측면의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
전술한 본 개시의 과제 해결 수단에 의하면, 비지도학습을 통해 학습된 장단기 메모리를 이용하여 기지국의 온/오프를 효율적으로 결정함으로써, 대용량 안테나 시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 전술한 본 개시의 과제 해결 수단에 의하면, 손실함수를 장단기 메모리의 출력 값과 입력 데이터의 함수로 정의함에 따라 장단기 메모리를 레이블된 데이터 없이 학습시킬 수 있다.
또한, 전술한 본 개시의 과제 해결 수단에 의하면, 학습된 장단기 메모리를 이용하여 NP-난해 문제를 간단한 행렬 연산만으로 해결할 수 있으므로 계산 복잡도가 크게 낮아진다.
도 1은 일 실시예에 따른 다중안테나 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 장단기 메모리의 동작 원리를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 장단기 메모리를 이용하여 기지국의 온/오프를 결정하는 기술을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
본 명세서에서 다양한 곳에 등장하는 "일부 실시예에서" 또는 "일 실시예에서" 등의 어구는 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다.
본 개시의 일부 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단” 및 “구성”등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 다중안테나 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 다중안테나 시스템은 기지국(base station)(110) 및 사용자 단말(120)을 포함한다.
사용자 단말(120)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 지칭될 수 있다.
기지국(110)은 일반적으로 사용자 단말(120)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 지칭될 수 있다. 하나의 기지국(110)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
하향링크(downlink; DL)는 기지국(110)에서 사용자 단말(120)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 사용자 단말(120)에서 기지국(110)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(110)의 일부일 수 있고 수신기는 사용자 단말(120)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 사용자 단말(120)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(110)의 일부일 수 있다.
사용자 단말(120)과 기지국(110)은 무선통신을 수행할 수 있다. 무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기는 수신신호에 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.
다중안테나 시스템은 다중입출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템일 수 있다. 또는 다중안테나 시스템은 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템 또는 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO) 시스템 또는 싱글 입력 다중 출력(single-input multiple-output; SIMO) 시스템일 수도 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.
도 2는 일 실시예에 따른 장단기 메모리의 동작 원리를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
장단기 메모리(200)는 심층신경망의 한 종류로서 순차적인 데이터 처리에 특화된 메모리다. 구체적으로, 장단기 메모리(200)는 망각 게이트(forget gate)
Figure 112019123851936-pat00001
, 입력 게이트(input gate)
Figure 112019123851936-pat00002
, 출력 게이트(output gate)
Figure 112019123851936-pat00003
를 이용하여 셀 상태
Figure 112019123851936-pat00004
의 과거 정보에 대한 기억을 저장한다. 이로써, 장단기 메모리(200)에서 출력되는 출력 값은 현재의 입력뿐만 아니라 과거의 입력들을 고려할 수 있다.
장단기 메모리(200)의 입력과 출력 사이의 구체적인 관계는 아래의 수학식 1 내지 수학식 6을 통해 설명될 수 있다. 수학식 1 내지 수학식 6에서 W, U, b로 표현된 행렬 및 벡터들은 모두 학습 가능한 파라미터들이다.
망각 게이트
Figure 112019123851936-pat00005
은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 망각 게이트
Figure 112019123851936-pat00006
은 과거의 셀 상태에서 어느 정보를 어느 정도 잊을 것인지를 결정한다. 아래 수학식 7의
Figure 112019123851936-pat00007
는 장단기 메모리의 활성화 함수이다.
Figure 112019123851936-pat00008
입력 게이트
Figure 112019123851936-pat00009
은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. 입력 게이트
Figure 112019123851936-pat00010
은 셀 상태에 저장할 새로운 정보의 크기를 결정한다.
Figure 112019123851936-pat00011
출력 게이트
Figure 112019123851936-pat00012
은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 출력 게이트
Figure 112019123851936-pat00013
은 셀 상태로부터 장단기 메모리의 출력을 결정한다.
Figure 112019123851936-pat00014
아래 수학식 4의
Figure 112019123851936-pat00015
는 위 망각 게이트, 입력 게이트 및 출력 게이트와 구분되는 활성화 함수이다.
Figure 112019123851936-pat00016
셀 상태
Figure 112019123851936-pat00017
은 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019123851936-pat00018
장단기 메모리의 최종적인 출력
Figure 112019123851936-pat00019
은 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019123851936-pat00020
장단기 메모리는 실제 상황에 도입되기 이전에 학습을 통해 파라미터를 조정하여 원하는 출력을 얻을 수 있도록 하는 학습 과정이 필요하다. 일반적으로 심층신경망을 학습하기 위해서는 입력 및, 입력에 대한 출력을 모두 알고 있는 학습데이터를 이용한다.
도 3은 일 실시예에 따른 장단기 메모리를 이용하여 기지국의 온/오프를 결정하는 기술을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 기지국들은 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 추정할 수 있다. 다운링크 채널 정보는 채널 품질 표시기(channel quality indicator; CQI), 프리코딩 행렬 표시기(precoding matrix indicator; PMI), 랭크 표시기(rank indicator; RI)를 포함할 수 있다.
기지국들에서 추정된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보는 디지털 유닛(digital unit)에 수집될 수 있다. 또한, 장단기 메모리는 디지털 유닛에 수집된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 수신할 수 있다.
이하에서는 M개의 기지국과 K개의 사용자 단말을 포함하는 다중 기지국 대용량 안테나 시스템을 전제하였다. 사용자 단말 k의 데이터 레이트
Figure 112019123851936-pat00021
는 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019123851936-pat00022
상기 수학식 7에서
Figure 112019123851936-pat00023
는 기지국 m과 사용자 단말 k 사이의 채널 벡터이며,
Figure 112019123851936-pat00024
는 기지국 m이 사용자 단말 k에게 사용하는 빔포밍 벡터이고,
Figure 112019123851936-pat00025
는 잡음의 크기이다.
결합 빔포밍을 가정할 시 빔포밍 벡터
Figure 112019123851936-pat00026
는 아래의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019123851936-pat00027
상기 수학식 8에서
Figure 112019123851936-pat00028
는 빔포밍 벡터의 크기를 나타낸다.
한편, 기지국의 전력 소모는 송신 전력, 유지 전력, 온/오프 전환 전력 등에 의해 발생한다.
기지국 m의 송신 전력
Figure 112019123851936-pat00029
는 아래의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 아래 수학식 9의
Figure 112019123851936-pat00030
은 전력 증폭기의 효율이고,
Figure 112019123851936-pat00031
은 기지국 m의 온/오프 모드를 나타내는 변수로서 기지국 m이 켜져 있을 때 1이며 꺼져 있을 때 0으 값을 갖는다.
Figure 112019123851936-pat00032
기지국 m의 유지 전력
Figure 112019123851936-pat00033
는 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다. 아래 수학식 10의
Figure 112019123851936-pat00034
은 기지국 m이 켜져 있을 때 고정적으로 소모되는 유지 전력이다.
Figure 112019123851936-pat00035
기지국 m의 온/오프 전환 전력
Figure 112019123851936-pat00036
는 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다. 아래 수학식 11의
Figure 112019123851936-pat00037
는 기지국m의 온/오프 모드 전환에 소모되는 전력의 크기이다.
Figure 112019123851936-pat00038
사용자 단말의 서비스 품질을 보장하면서 기지국의 전력 소모를 최소화 하는 문제는 수학식 12의 최적화 문제로 구성할 수 있다. 아래 수학식 12의 L은 임의로 지정한 주기의 길이이며,
Figure 112019123851936-pat00039
은 사용자 단말 k에서 요구하는 데이터 레이트이고,
Figure 112019123851936-pat00040
는 기지국 m의 최대 송신전력이다.
Figure 112019123851936-pat00041
Figure 112019123851936-pat00042
Figure 112019123851936-pat00043
본 개시에서는 사용자 단말의 서비스 품질을 보장하면서 기지국의 전력 소모를 최소화 하는 최적화 문제를 해결하기 위해 장단기 메모리를 이용한다.
도 2에서 상술한 바와 같이, 장단기 메모리는 심층신경망의 한 종류로서 순차적인 데이터 처리에 특화된 메모리다. 장단기 메모리는 실제 상황에 도입되기 이전에 학습을 통해 파라미터를 조정하여 원하는 출력을 얻을 수 있도록 하는 학습 과정이 필요하다. 일반적으로 심층신경망을 학습하기 위해서는 입력 및, 입력에 대한 출력을 모두 알고 있는 학습데이터를 이용한다.
다만, 에너지 효율을 향상시키기 위해 기지국의 온/오프를 결정하는 기술에서는 입력에 대한 출력을 확인하기 어려울 수 있다. 일 실시예에서 장단기 메모리의 학습을 위해 비지도학습(unsupervised learning)을 이용할 수 있다.
비지도학습을 위한 손실함수(loss function) J는, 소모 전력에 대한 항 및 사용자 단말의 서비스 품질에 대한 항을 포함할 수 있다. 손실함수 J는 아래의 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다. 아래 수학식 13의 각 항들은, 기지국에서 소모하는 다양한 형태의 전력과 위반하지 말아야 할 제한들을 의미한다.
Figure 112019123851936-pat00044
기지국 m의 송신 전력
Figure 112019123851936-pat00045
에 대한 손실함수
Figure 112019123851936-pat00046
는 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다. 아래 수학식 14에서
Figure 112019123851936-pat00047
은 기지국 m의 온/오프를 결정하는 변수로 0.5보다 클 경우
Figure 112019123851936-pat00048
은 1이며 그 외의 경우는
Figure 112019123851936-pat00049
은 0이 된다.
Figure 112019123851936-pat00050
기지국 m의 유지 전력
Figure 112019123851936-pat00051
에 대한 손실함수
Figure 112019123851936-pat00052
는 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다. 유지 전력
Figure 112019123851936-pat00053
는 기지국 m의 온/오프 모드에 따라 고정적으로 소모되는 전력을 의미한다.
Figure 112019123851936-pat00054
기지국 m의 온/오프 전환 전력
Figure 112019123851936-pat00055
에 대한 손실함수
Figure 112019123851936-pat00056
는 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019123851936-pat00057
사용자 단말의 서비스 품질을 만족시키기 위한 손실함수
Figure 112019123851936-pat00058
는 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019123851936-pat00059
기지국 m의 최대 송신 전력에 대한 손실함수
Figure 112019123851936-pat00060
는 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019123851936-pat00061
일 실시예에서 장단기 메모리는 상기 수학식 13의 손실함수 J를 최소화하는 방식으로 학습될 수 있다. 예를 들어, 경사하강법을 통해 손실함수 J가 최소화될 수 있으나, 손실함수 J를 최소화하는 방식은 이에 제한되지 않는다.
본 개시에 따른 다중 기지국 대용량 안테나 시스템에는 학습된 장단기 메모리가 적용됨으로써, 적은 연산 복잡도로 기지국 온/오프를 결정할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 단계 410에서 장치는 기지국들에서 추정된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 장단기 메모리(long short-term memory)의 입력으로 수신할 수 있다.
기지국들은 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 추정할 수 있다. 다운링크 채널 정보는 채널 품질 표시기(channel quality indicator; CQI), 프리코딩 행렬 표시기(precoding matrix indicator; PMI), 랭크 표시기(rank indicator; RI)를 포함할 수 있다.
기지국들에서 추정된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보는 디지털 유닛(digital unit)에 수집될 수 있다. 장단기 메모리는 디지털 유닛에 수집된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 입력으로 수신할 수 있다.
단계 420에서 장치는 비지도학습을 통해 장단기 메모리를 학습시킬 수 있다.
일 실시예에서, 기지국의 온/오프를 결정하는 기술에서는 입력에 대한 출력을 확인하기 어려우므로, 장치는 비지도학습을 통해 장단기 메모리를 학습시킬 수 있다.
장치는 장단기 메모리의 손실함수가 최소화되도록 상기 장단기 메모리를 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 경사하강법을 통해 손실함수 J가 최소화될 수 있으나, 손실함수 J를 최소화하는 방식은 이에 제한되지 않는다.
장단기 메모리의 손실함수는, 기지국들의 소모 전력에 대한 항 및 사용자 단말들의 서비스 품질에 대한 항을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국들의 소모 전력에 대한 항은, 송신 전력에 대한 항, 유지 전력에 대한 항, 온/오프 전환 전력에 대한 항 및 최대 송신 전력에 대한 항 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말들의 서비스 품질에 대한 항은, 사용자 단말들의 데이터 레이트에 대한 항을 포함할 수 있다.
단계 430에서 장치는 학습된 장단기 메모리를 이용하여 기지국들의 온/오프를 결정할 수 있다.
본 개시에 따르면, 다중 기지국 대용량 안테나 시스템에 상술한 과정을 통해 학습된 장단기 메모리를 적용함으로써, 적은 연산 복잡도로 기지국 온/오프를 결정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 장치(500)는 프로세서(510), 통신부(520) 및 메모리(530)를 포함할 수 있다. 도 5의 장치(500)에는 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.
장치(500)는 PC(personal computer), 서버 디바이스, 모바일 디바이스, 임베디드 디바이스 등의 다양한 종류의 디바이스들로 구현될 수 있다. 장치(500)는 기지국에 탑재될 수 있다.
프로세서(510)는 도 1 내지 도 4에서 상술한, 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하기 위한 일련의 프로세스를 제어할 수 있다.
프로세서(510)는 장치(500)를 제어하기 위한 전반적인 기능들을 제어하는 역할을 한다. 예를 들어, 프로세서(510)는 장치(500) 내의 메모리(530)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 장치(500)를 전반적으로 제어한다. 프로세서(510)는 장치(500) 내에 구비된 CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), AP(application processor) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(520)는 근거리 통신부, 이동 통신부, 방송 수신부를 포함할 수 있다. 통신부(520)는 복수의 안테나들을 포함하는 복수의 서브 어레이들로부터, 복수의 서브 어레이들 각각의 출력 신호를 획득할 수 있다. 또는, 통신부(520)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있고, 이 경우 통신부(520)는 외부로부터 신호를 직접 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(520)는 복수의 사용자 단말들로부터 상향링크 일럿 신호를 수신할 수 있다.
메모리(530)는 장치(500) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 메모리(530)는 통신부(520)에서 수신한 데이터들, 장치(500)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(530)는 장치(500)에 의해 구동될 애플리케이션들, 드라이버들 등을 저장할 수 있다. 메모리(530)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다.
본 실시예들은 전자 디바이스에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는 전자 디바이스로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 어플리케이션의 형태로 구현될 수 있다. 상기 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 명령어는 프로세서에 의해 실행되었을 때, 개시된 실시예들의 소정의 동작들을 수행할 수 있다.
본 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
또한, 본 명세서에서, "부"는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
전술한 본 명세서의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 명세서의 내용이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 실시예의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법에 있어서,
    기지국들에서 추정된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 장단기 메모리(long short-term memory)의 입력으로 수신하는 단계;
    비지도학습(unsupervised learning)을 이용하여 상기 장단기 메모리를 학습시키는 단계; 및
    상기 학습된 장단기 메모리를 이용하여 상기 기지국들의 온/오프를 결정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장단기 메모리를 학습시키는 단계는,
    상기 장단기 메모리의 손실함수가 최소화되도록 상기 장단기 메모리를 학습시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 손실함수는, 상기 기지국들의 소모 전력에 대한 항 및 상기 사용자 단말들의 서비스 품질에 대한 항을 포함하는 것인, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기지국들의 소모 전력에 대한 항은, 송신 전력에 대한 항, 유지 전력에 대한 항, 온/오프 전환 전력에 대한 항 및 최대 송신 전력에 대한 항 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 사용자 단말들의 서비스 품질에 대한 항은, 상기 사용자 단말들의 데이터 레이트에 대한 항을 포함하는 것인, 방법.
  5. 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 장치에 있어서,
    적어도 하나의 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써 장치를 구동하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    기지국들에서 추정된 사용자 단말들의 다운링크 채널 정보를 장단기 메모리(long short-term memory)의 입력으로 수신하고,
    비지도학습(unsupervised learning)을 이용하여 상기 장단기 메모리를 학습시키며,
    상기 학습된 장단기 메모리를 이용하여 상기 기지국들의 온/오프를 결정하는 것인, 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 장단기 메모리의 손실함수가 최소화되도록 상기 장단기 메모리를 학습시키고,
    상기 손실함수는, 상기 기지국들의 소모 전력에 대한 항 및 상기 사용자 단말들의 서비스 품질에 대한 항을 포함하는 것인, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기지국들의 소모 전력에 대한 항은, 송신 전력에 대한 항, 유지 전력에 대한 항, 온/오프 전환 전력에 대한 항 및 최대 송신 전력에 대한 항 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 사용자 단말들의 서비스 품질에 대한 항은, 상기 사용자 단말들의 데이터 레이트에 대한 항을 포함하는 것인, 장치.
  9. 제 1 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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