KR20230090293A - Method and apparatus for communication based on machine learning - Google Patents

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KR20230090293A
KR20230090293A KR1020220175306A KR20220175306A KR20230090293A KR 20230090293 A KR20230090293 A KR 20230090293A KR 1020220175306 A KR1020220175306 A KR 1020220175306A KR 20220175306 A KR20220175306 A KR 20220175306A KR 20230090293 A KR20230090293 A KR 20230090293A
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신우람
김경표
박재현
홍준표
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한국전자통신연구원
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Abstract

통신 시스템의 일 실시예에서 제1 장치의 동작 방법은, 가상의 무선 신호 송수신 결과에 기초한 기계학습 동작을 반복 수행함으로써 획득되는 제1 학습 모델을 출력하는 단계를 포함하며, 상기 기계학습 동작을 수행하는 단계는, 제1 2차원 도메인에서의 (정규화된) 가상 채널 정보를 제1 기계학습 구조에 입력하여, 대응되는 제1 윈도우의 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 제1 윈도우의 정보에 기초하여, 하나 이상의 전송 심볼들에 대응되는 가상 전송 신호를 생성하는 단계, 상기 가상 채널 정보 및 상기 가상 전송 신호에 기초하여, 가상 수신 신호 및 상기 가상 수신 신호에 대응되는 하나 이상의 복원 심볼들을 획득하는 단계, 및 상기 하나 이상의 전송 심볼들 및 상기 하나 이상의 복원 심볼들에 기초하여 정의된 손실함수에 기초하여 상기 제1 기계학습 구조를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of a communication system, a method of operating a first device includes outputting a first learning model obtained by repeatedly performing a machine learning operation based on a result of transmitting and receiving a virtual wireless signal, and performing the machine learning operation. The step of doing is: inputting the (normalized) virtual channel information in the first 2-dimensional domain to the first machine learning structure, obtaining corresponding information of the first window, based on the obtained information of the first window generating a virtual transmission signal corresponding to one or more transmission symbols, and obtaining a virtual received signal and one or more reconstruction symbols corresponding to the virtual received signal based on the virtual channel information and the virtual transmission signal. , and updating the first machine learning structure based on a loss function defined based on the one or more transmission symbols and the one or more recovery symbols.

Description

기계학습 기반 통신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMMUNICATION BASED ON MACHINE LEARNING}Machine learning-based communication method and apparatus {METHOD AND APPARATUS FOR COMMUNICATION BASED ON MACHINE LEARNING}

본 개시는 기계학습 기반 통신 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 통신 시스템에서 무선 신호 송수신에 사용되는 윈도우를 기계학습에 기반하여 생성함으로써 무선 신호 송수신 성능을 향상시키기 위한 기술에 관한 것이다.The present disclosure relates to a machine learning-based communication technology, and more specifically, to a technology for improving wireless signal transmission and reception performance by generating a window used for wireless signal transmission and reception in a communication system based on machine learning.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다. 5G 이후의 무선 통신 기술(이를테면, 6G(6th Generation) 등)을 B5G(beyond 5G) 무선 통신 기술이라 칭할 수 있다.Along with the development of information and communication technology, various wireless communication technologies are being developed. Representative wireless communication technologies include long term evolution (LTE) and new radio (NR), which are defined in the 3rd generation partnership project (3GPP) standard. LTE may be one wireless communication technology among 4th generation (4G) wireless communication technologies, and NR may be one wireless communication technology among 5th generation (5G) wireless communication technologies. A wireless communication technology after 5G (eg, 6th generation (6G), etc.) may be referred to as a beyond 5G (B5G) wireless communication technology.

통신 시스템의 일 실시예에서는 변조 및 복조를 위하여, 직교 주파수 다중 분할(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 방식, 또는 직교 주파수 다중 분할 접속(orthogonal frequency division multiple access: OFDMA) 방식 등이 사용될 수 있다. OFDM 방식은 상대적으로 주파수 효율이 뛰어나고 구현이 간단하다는 장점을 가질 수 있다. 그러나, OFDM 방식은 높은 도플러 주파수 천이(Doppler shift) 등으로 인한 고속 이동 환경에서 발생할 수 있는 ICI(inter-carrier interference) 등으로 인해 통신 성능이 크게 저하된다는 문제를 가질 수 있다. 이와 같은 OFDM 방식의 문제를 완화하기 위해 부반송파 간격(sub-carrier spacing, SPS)을 증가시킬 경우, 가드 구간(guard interval)의 비율이 증가되어 전송 효율이 저하될 수 있다는 문제가 발생할 수 있다.In one embodiment of the communication system, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method or an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) method may be used for modulation and demodulation. The OFDM scheme may have advantages of relatively excellent frequency efficiency and simple implementation. However, the OFDM scheme may have a problem in that communication performance is greatly deteriorated due to inter-carrier interference (ICI) that may occur in a high-speed moving environment due to a high Doppler shift or the like. When the sub-carrier spacing (SPS) is increased to alleviate the problem of the OFDM scheme, the ratio of the guard interval is increased, which may cause transmission efficiency to deteriorate.

OFDM 방식의 문제를 개선하기 위해, OTFS(orthogonal time frequency space) 방식(또는 OTFS 전송 방식)이 연구되고 있다. OTFS 방식에서는, OFDM 방식과는 다르게 데이터 심볼의 송수신 과정에서 지연-도플러 영역의 자원들을 사용할 수 있다. OTFS 방식은 지연-도플러 영역에서 긴 채널 코히어런스 시간(coherence time)을 가질 수 있어서, 채널 피드백이 높은 빈도로 요구되지 않을 수 있고, 높은 전송 효율이 달성될 수 있다. 그러나, 통신 환경에서 무선 자원이 제한되거나 이상적이지 않은(non-ideal) 펄스가 사용될 경우 OTFS 방식의 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제를 효율적으로 완화하여 OTFS 방식의 성능을 향상시키기 위한 기술이 요구될 수 있다.In order to improve the problems of the OFDM scheme, an orthogonal time frequency space (OTFS) scheme (or an OTFS transmission scheme) is being studied. In the OTFS scheme, unlike the OFDM scheme, resources in the delay-Doppler domain can be used in a process of transmitting and receiving data symbols. The OTFS scheme can have a long channel coherence time in the delay-Doppler domain, so channel feedback can not be required with high frequency, and high transmission efficiency can be achieved. However, when radio resources are limited or non-ideal pulses are used in a communication environment, performance of the OTFS scheme may deteriorate. A technique for improving the performance of the OTFS method by efficiently mitigating this problem may be required.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this background art section are prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not prior art already known to those skilled in the art to which this technique belongs.

상기한 요구를 달성하기 위한 본 개시의 목적은, 통신 시스템에서 무선 신호 송수신에 사용되는 윈도우를 기계학습에 기반하여 생성함으로써 무선 신호 송수신 성능을 향상시키기 위한 기계학습 기반 통신 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present disclosure for achieving the above needs is to provide a machine learning-based communication method and apparatus for improving wireless signal transmission and reception performance by generating a window used for wireless signal transmission and reception in a communication system based on machine learning. there is.

상기한 목적을 달성하기 위한 통신 시스템의 일 실시예에서 제1 장치의 동작 방법은, 가상의 무선 신호 송수신 결과에 기초한 기계학습 동작을 수행하는 단계, 및 상기 기계학습 동작을 수행하는 단계를 반복 수행함으로써 획득되는 제1 학습 모델을 출력하는 단계를 포함하며, 상기 기계학습 동작을 수행하는 단계는, 제1 2차원 도메인에서의 가상 채널 정보를 생성하는 단계, 상기 제1 2차원 도메인에서의 가상 채널 정보를 제1 기계학습 구조에 입력하여, 상기 가상 채널 정보에 대응되는 제1 윈도우에 대한 출력값을 획득하는 단계, 상기 제1 윈도우에 대한 출력값에 기초하여, 하나 이상의 전송 심볼들에 대응되는 가상 전송 신호를 생성하는 단계, 상기 가상 채널 정보 및 상기 가상 전송 신호에 기초하여, 가상 수신 신호 및 상기 가상 수신 신호에 대응되는 하나 이상의 복원 심볼들을 획득하는 단계, 및 상기 하나 이상의 전송 심볼들 및 상기 하나 이상의 복원 심볼들에 기초하여 정의된 손실함수에 기초하여 상기 제1 기계학습 구조를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of a communication system for achieving the above object, a method of operating a first device includes performing a machine learning operation based on a result of transmitting and receiving a virtual wireless signal, and repeatedly performing the machine learning operation. and outputting a first learning model obtained by performing the machine learning operation, wherein the performing of the machine learning operation includes generating virtual channel information in a first 2-dimensional domain, and a virtual channel in the first 2-dimensional domain. Obtaining an output value for a first window corresponding to the virtual channel information by inputting information to a first machine learning structure, virtual transmission corresponding to one or more transmission symbols based on the output value for the first window Generating a signal, obtaining a virtual received signal and one or more reconstruction symbols corresponding to the virtual received signal based on the virtual channel information and the virtual transmission signal, and obtaining the one or more transmission symbols and the one or more reconstruction symbols. It may include updating the first machine learning structure based on a loss function defined based on recovery symbols.

기계학습 기반 통신 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 제1 기계학습 장치는 가상의 무선 신호 송수신 결과에 기초한 기계학습 동작을 반복 수행할 수 있다. 제1 기계학습 장치는, 제1 2차원 도메인(이를테면, OTFS 방식 등의 전송 방식에서 사용되는 2차원 도메인)에서의 무선 신호 전송에 사용되는 윈도우를 환경 적응적으로 생성하기 위한 제1 학습 모델을 생성할 수 있다. 통신 시스템의 하나 이상의 통신 노드들은, 제1 기계학습 장치에서 생성된 제1 학습 모델에 기초하여 실시간 통신 환경에 적합한 윈도우를 생성할 수 있고, 생성된 윈도우에 기초하여 실시간 통신을 수행할 수 있다. 이로써, 무선 신호 송수신 성능이 효율적으로 향상될 수 있다.According to an embodiment of the machine learning-based communication method and apparatus, the first machine learning apparatus may repeatedly perform a machine learning operation based on a result of transmitting and receiving a virtual wireless signal. The first machine learning device generates a first learning model for adaptively generating a window used for wireless signal transmission in a first two-dimensional domain (eg, a two-dimensional domain used in a transmission scheme such as the OTFS scheme) can create One or more communication nodes of the communication system may generate a window suitable for a real-time communication environment based on the first learning model generated by the first machine learning device, and perform real-time communication based on the created window. As a result, performance of transmitting and receiving radio signals can be efficiently improved.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 송신 통신 노드 및 수신 통신 노드를 포함하는 통신 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 통신 시스템에서 송신 노드의 변조부의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 통신 시스템에서 제1 2차원(2D) 도메인 상의 자원들에 대한 데이터 심볼 및 기준 신호(RS) 매핑 방식의 실시예들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a 및 도 6b는 통신 시스템에서 데이터 심볼, 제1 2D 도메인 상의 자원들 및 제2 2D 도메인 상의 자원들 간의 관계의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 통신 시스템에서 수신 노드의 복조부의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 기계학습 구조의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 기계학습 기반 통신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 기계학습 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.
2 is a block diagram illustrating an embodiment of a communication node constituting a communication system.
3 is a block diagram for explaining an embodiment of a communication system including a transmitting communication node and a receiving communication node.
4 is a block diagram for explaining an embodiment of a modulator of a transmission node in a communication system.
5 is a conceptual diagram for explaining embodiments of a data symbol and reference signal (RS) mapping method for resources on a first two-dimensional (2D) domain in a communication system.
6A and 6B are conceptual diagrams for explaining an embodiment of a relationship between data symbols, resources on a first 2D domain, and resources on a second 2D domain in a communication system.
7 is a block diagram for explaining an embodiment of a demodulation unit of a receiving node in a communication system.
8 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a machine learning structure.
9 is a flowchart for explaining an embodiment of a machine learning-based communication method.
10 is a flowchart for explaining an embodiment of a machine learning method.

본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present disclosure can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present disclosure to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present disclosure.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present disclosure. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present disclosure are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present disclosure. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present disclosure, terms such as "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present disclosure, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

본 개시에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 개시에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 개시에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.A communication system to which embodiments according to the present disclosure are applied will be described. A communication system to which embodiments according to the present disclosure are applied is not limited to the content described below, and embodiments according to the present disclosure may be applied to various communication systems. Here, the communication system may be used in the same sense as a communication network.

명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution)망 또는 LTE-Advanced망과 같은 4G 이동통신망, 5G 이동통신망, B5G 이동통신망(6G 이동통신망 등) 등을 포함할 수 있다.Throughout the specification, a network refers to, for example, wireless Internet such as WiFi (wireless fidelity), portable Internet such as WiBro (wireless broadband internet) or WiMax (world interoperability for microwave access), and GSM (global system for mobile communication). ) or CDMA (code division multiple access) 2G mobile communication networks, WCDMA (wideband code division multiple access) or CDMA2000 3G mobile communication networks, HSDPA (high speed downlink packet access) or HSUPA (high speed uplink packet access) It may include a 3.5G mobile communication network, a 4G mobile communication network such as a long term evolution (LTE) network or an LTE-Advanced network, a 5G mobile communication network, a B5G mobile communication network (6G mobile communication network, etc.).

명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Throughout the specification, a terminal includes a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a portable subscriber station, a user equipment, and an access terminal. It may refer to a terminal, a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a mobile subscriber station, a user device, an access terminal, or the like, and may include all or some functions of a terminal, a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a mobile subscriber station, a user equipment, an access terminal, and the like.

여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.Here, a desktop computer capable of communicating with a terminal, a laptop computer, a tablet PC, a wireless phone, a mobile phone, a smart phone, and a smart watch (smart watch), smart glass, e-book reader, PMP (portable multimedia player), portable game console, navigation device, digital camera, DMB (digital multimedia broadcasting) player, digital voice digital audio recorder, digital audio player, digital picture recorder, digital picture player, digital video recorder, digital video player ) can be used.

명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Throughout the specification, a base station includes an access point, a radio access station, a node B, an evolved nodeB, a base transceiver station, and an MMR ( It may refer to a mobile multihop relay)-BS, and may include all or some functions of a base station, access point, wireless access station, NodeB, eNodeB, transmission/reception base station, MMR-BS, and the like.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 개시를 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present disclosure will be described in more detail. In order to facilitate overall understanding in describing the present disclosure, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant descriptions of the same components are omitted.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신(예를 들어, NR(new radio)) 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다.Referring to FIG. 1, a communication system 100 includes a plurality of communication nodes 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). A plurality of communication nodes are 4G communication (eg, long term evolution (LTE), advanced (LTE-A)), 5G communication (eg, new radio (NR)) specified in the 3rd generation partnership project (3GPP) standard ), etc. can be supported. 4G communication may be performed in a frequency band of 6 GHz or less, and 5G communication may be performed in a frequency band of 6 GHz or more as well as a frequency band of 6 GHz or less.

예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.For example, for 4G communication and 5G communication, a plurality of communication nodes may use a code division multiple access (CDMA)-based communication protocol, a wideband CDMA (WCDMA)-based communication protocol, a time division multiple access (TDMA)-based communication protocol, FDMA (frequency division multiple access)-based communication protocol, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)-based communication protocol, Filtered OFDM-based communication protocol, CP (cyclic prefix)-OFDM-based communication protocol, DFT-s-OFDM (discrete Fourier transform-spread-OFDM) based communication protocol, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) based communication protocol, SC (single carrier)-FDMA based communication protocol, NOMA (Non-orthogonal multiple access), GFDM (generalized frequency) division multiplexing)-based communication protocol, FBMC (filter bank multi-carrier)-based communication protocol, UFMC (universal filtered multi-carrier)-based communication protocol, SDMA (Space Division Multiple Access)-based communication protocol, etc. can be supported. .

또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 4G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity) 등을 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 UPF(user plane function), SMF(session management function), AMF(access and mobility management function) 등을 포함할 수 있다.In addition, the communication system 100 may further include a core network. When the communication system 100 supports 4G communication, the core network may include a serving-gateway (S-GW), a packet data network (PDN)-gateway (P-GW), a mobility management entity (MME), and the like. there is. When the communication system 100 supports 5G communication, the core network may include a user plane function (UPF), a session management function (SMF), an access and mobility management function (AMF), and the like.

한편, 통신 시스템(100)을 구성하는 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, a plurality of communication nodes 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-1 constituting the communication system 100 4, 130-5, 130-6) may each have the following structure.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an embodiment of a communication node constituting a communication system.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(220), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a communication node 200 may include at least one processor 220, a memory 220, and a transceiver 230 connected to a network to perform communication. In addition, the communication node 200 may further include an input interface device 240, an output interface device 250, a storage device 260, and the like. Each component included in the communication node 200 may be connected by a bus 270 to communicate with each other.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(220)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.However, each component included in the communication node 200 may be connected through an individual interface or an individual bus centered on the processor 220 instead of the common bus 270 . For example, the processor 220 may be connected to at least one of the memory 220, the transmission/reception device 230, the input interface device 240, the output interface device 250, and the storage device 260 through a dedicated interface. .

프로세서(220)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(220)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 개시의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The processor 220 may execute a program command stored in at least one of the memory 220 and the storage device 260 . The processor 220 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present disclosure are performed. Each of the memory 220 and the storage device 260 may include at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory 220 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 및 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함하는 통신 시스템(100)은 "액세스 네트워크"로 지칭될 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the communication system 100 includes a plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), a plurality of terminals 130- 1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). Base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 and terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 The inclusive communication system 100 may be referred to as an “access network”. Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may form a macro cell. Each of the fourth base station 120-1 and the fifth base station 120-2 may form a small cell. The fourth base station 120-1, the third terminal 130-3, and the fourth terminal 130-4 may belong to the cell coverage of the first base station 110-1. The second terminal 130-2, the fourth terminal 130-4, and the fifth terminal 130-5 may belong to the cell coverage of the second base station 110-2. The fifth base station 120-2, the fourth terminal 130-4, the fifth terminal 130-5, and the sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the third base station 110-3. there is. The first terminal 130-1 may belong to the cell coverage of the fourth base station 120-1. The sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the fifth base station 120-2.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), eNB, gNB 등으로 지칭될 수 있다.Here, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 is a NodeB, an evolved NodeB, a base transceiver station (BTS), Radio base station, radio transceiver, access point, access node, RSU (road side unit), RRH (radio remote head), TP (transmission point), TRP ( transmission and reception point), eNB, gNB, etc.

복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 디바이스(device), IoT(Internet of Thing) 장치, 탑재 장치(mounted module/device/terminal 또는 on board device/terminal 등) 등으로 지칭될 수 있다.Each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 is a UE (user equipment), terminal, access terminal, mobile Mobile terminal, station, subscriber station, mobile station, portable subscriber station, node, device, IoT (Internet of Thing) It may be referred to as a device, a mounted device (mounted module/device/terminal or on board device/terminal, etc.), and the like.

한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may operate in different frequency bands or may operate in the same frequency band. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link, and , information can be exchanged with each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to the core network through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits a signal received from the core network to a corresponding terminal 130-1, 130-2, 130-3, and 130 -4, 130-5, 130-6), and signals received from corresponding terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6 are transmitted to the core network can be sent to

또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.In addition, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits MIMO (eg, single user (SU)-MIMO, multi-user (MU)- MIMO, massive MIMO, etc.), CoMP (coordinated multipoint) transmission, CA (carrier aggregation) transmission, transmission in an unlicensed band, device to device communication (D2D) (or ProSe ( proximity services)) may be supported. Here, each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 is a base station 110-1, 110-2, 110-3, 120-1 , 120-2) and operations supported by the base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be performed. For example, the second base station 110-2 can transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO scheme, and the fourth terminal 130-4 uses the SU-MIMO scheme. A signal may be received from the second base station 110-2. Alternatively, the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 based on the MU-MIMO scheme, and the fourth terminal 130-4 And each of the fifth terminal 130-5 may receive a signal from the second base station 110-2 by the MU-MIMO method.

제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the CoMP scheme, and The terminal 130-4 may receive signals from the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 by CoMP. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 includes a terminal 130-1, 130-2, 130-3, and 130-4 belonging to its own cell coverage. , 130-5, 130-6) and a CA method. Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 controls D2D between the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5. and each of the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 may perform D2D under the control of the second base station 110-2 and the third base station 110-3, respectively. .

다음으로, 통신 시스템에서 신호 송수신 방법들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 이를테면, 수신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 송신 노드는 수신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 송신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 수신 노드는 송신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.Next, methods for transmitting and receiving signals in a communication system will be described. Here, even when a method performed in a first communication node among communication nodes (for example, transmission or reception of a signal) is described, the second communication node corresponding thereto is a method performed in the first communication node and a method corresponding thereto. (eg, receiving or transmitting a signal). For example, when an operation of a receiving node is described, a corresponding transmitting node may perform an operation corresponding to that of the receiving node. Conversely, when the operation of the transmitting node is described, the corresponding receiving node may perform an operation corresponding to that of the transmitting node.

통신 시스템의 일 실시예에서, 송신기는 전송하고자 하는 정보(또는 메시지) 비트들로 구성된 전송 블록(transport block: TB)을 채널 코딩 블록에 입력하여 채널 부호화 과정을 거쳐 주어진 부호율(또는 데이터 심볼 변조 오더(order)와 채널 부호화율에 관계된 modulation and coding scheme(MCS) 레벨)에 맞는 부호화 비트들을 출력한다. 채널 코딩 블록은 전송 블록의 순환 중복 검사(cyclic redundancy check: CRC) 비트 계산 및 추가, (전송 블록 크기가 일정 크기를 초과하는 경우) 코드 블록 분할(code block segmentation)(즉, CRC 비트들이 추가된 전송 블록을 복수의 코드 블록으로 분할), 코드 블록 별 CRC 비트 계산 및 추가, 코드 블록 별 채널 인코딩(channel encoding), 코드 블록(code block: CB) 별 레이트 매칭(rate matching: RM) 및 HARQ(hybrid automatic repeat request) 프로세싱, 비트 인터리빙(bit interleaving), 코드 블록 연접(code block concatenation)(즉, 복수 코드 블록의 부호화 비트들 연접) 중 전체 또는 일부로 구성될 수 있다. 상기에서 전송 블록이 다수의 코드 블록으로 분할되지 않은 경우 코드 블록 별 CRC 비트 계산 및 추가는 불필요하고, 나머지 이후의 기능 블록들은 CRC 비트가 추가된 전송 블록 자체에 대해 수행하고, 마지막 코드 블록 연접은 불필요할 수 있다. 레이트 매칭의 경우 채널 인코딩의 출력인 부호 비트들(coded bits)에 대해 펑처링(puncturing) 그리고/또는 쇼트닝(shortening) 그리고/또는 반복(repetition)을 수행하여 부호율(code rate)을 조정할 수 있다. 채널 인코딩으로 turbo code, low density parity check(LDPC) code, polar code 등 다양한 채널 부호화 방식을 적용할 수 있다. 채널 코딩 블록의 출력인 부호화 비트들은 스크램블링(scrambling; 비트 레벨 스크램블링)을 거친 후 변조/성상도 매퍼(modulation/constellation mapper)로 입력되어 데이터 변조 과정을 거쳐 데이터 심볼들을 출력할 수 있다. In one embodiment of the communication system, the transmitter inputs a transport block (TB) composed of information (or message) bits to be transmitted to a channel coding block, and performs a channel coding process to obtain a given code rate (or data symbol modulation). It outputs coded bits suitable for order and modulation and coding scheme (MCS) level related to channel coding rate. The channel coding block calculates and adds cyclic redundancy check (CRC) bits of the transport block, (if the size of the transport block exceeds a certain size), code block segmentation (ie, CRC bits are added). dividing a transport block into multiple code blocks), calculating and adding CRC bits for each code block, channel encoding for each code block, rate matching (RM) for each code block (CB), and HARQ ( It may consist of all or part of hybrid automatic repeat request processing, bit interleaving, and code block concatenation (ie, concatenation of coded bits of multiple code blocks). In the above, if the transport block is not divided into multiple code blocks, calculating and adding CRC bits for each code block is unnecessary, and the remaining function blocks are performed on the transport block itself to which the CRC bit is added, and the last code block concatenation may be unnecessary In the case of rate matching, the code rate can be adjusted by performing puncturing and/or shortening and/or repetition on coded bits, which are outputs of channel encoding. . As channel encoding, various channel encoding methods such as turbo code, low density parity check (LDPC) code, and polar code can be applied. Encoded bits output from the channel coding block may be input to a modulation/constellation mapper after scrambling (bit level scrambling), and then data symbols may be output through a data modulation process.

하기에서는 각 전송 블록에 대해 채널 부호화 과정과 데이터 변조 과정을 거쳐 출력된 데이터 심볼들의 각 집합을 코드워드(codeword)라 칭한다. 즉, 한 전송 블록과 한 코드워드는 일대일 대응하는 것으로 간주한다. 추가적으로 송신기는 다중안테나 전송을 위해 데이터 심볼들(또는 하기에서 기술되는 제2 2차원 도메인(또는 영역) 상의 자원들에 스프레딩된 심볼들)에 아래와 같은 추가적인 절차를 수행할 수 있다. 송신기는 코드워드(들)에 속한 데이터 심볼들(또는 하기에서 기술되는 제2 2차원 도메인 상의 자원들에 스프레딩된 심볼들)을 레이어(들)에 매핑할 수 있다. 따라서 복수의 전송 블록을 전송하는 경우 해당하는 각 코드워드들은 서로 다른 레이어(들)에 매핑될 수 있다. 서로 다른 코드워드에 속한 데이터 심볼들(또는 이하에서 기술되는 제2 2차원 도메인 상의 자원들에 스프레딩된 심볼들)은 서로 다른 레이어에만 매핑되도록 제한될 수 있다. 각 레이어에 매핑된 데이터 심볼들(또는 이하에서 기술되는 제2 2차원 도메인 상의 자원들에 스프레딩된 심볼들)은 다중안테나 전처리를 통해 각 안테나 포트로 스프레딩될 수 있다. In the following, each set of data symbols output through a channel coding process and a data modulation process for each transport block is referred to as a codeword. That is, one transport block and one codeword are regarded as one-to-one correspondence. Additionally, the transmitter may perform the following additional procedure on data symbols (or symbols spread to resources on a second 2D domain (or area) described below) for multi-antenna transmission. The transmitter may map data symbols belonging to the codeword(s) (or symbols spread to resources on a second 2D domain described below) to layer(s). Accordingly, when a plurality of transport blocks are transmitted, corresponding codewords may be mapped to different layer(s). Data symbols belonging to different codewords (or symbols spread to resources on a second 2D domain described below) may be restricted to be mapped only to different layers. Data symbols mapped to each layer (or symbols spread to resources on a second 2D domain described below) may be spread to each antenna port through multi-antenna preprocessing.

송신기는 기저대역에서 하기에서 기술되는 2차원 (부분) 확산 다중반송파 변조 과정 후 출력 신호들을 DAC(digital-to-analog converter)를 통해 아날로그 신호로 변환한 뒤 아날로그/RF단을 거쳐 안테나를 통해 수신기에게 전송할 수 있다. 수신기는 송신기로부터 수신 안테나를 통해 수신한 RF대역 신호를 아날로그/RF단을 거쳐 ADC(analog-to-digital converter)를 통해 디지털 신호로 변환한 뒤 기저대역에서 하기에서 기술되는 2차원 (부분) 역확산 다중반송파 복조 과정을 수행할 수 있다.The transmitter converts the output signals into analog signals through a digital-to-analog converter (DAC) after a two-dimensional (partial) spread multicarrier modulation process described below in the baseband, and then passes through an analog/RF stage to a receiver through an antenna. can be sent to The receiver converts the RF band signal received from the transmitter through the reception antenna to a digital signal through an analog/RF stage and an analog-to-digital converter (ADC), and then converts the baseband to a two-dimensional (partial) transmission described below. A spread multicarrier demodulation process may be performed.

수신기는 복조 과정을 거친 후에 검출된 데이터 심볼들을 아래와 같은 과정을 거쳐 복호할 수 있다. 검출 데이터 심볼들은 변조/성상도 디매퍼(modulation/constellation demapper)에 입력하여 부호화 비트들에 대한 log-likelihood ratio(LLR)를 출력할 수 있다. 이렇게 출력된 부호화된 비트들의 LLR에 대해 디스크램블링(descrambling)을 거친 후 채널 복호 블록에 입력하여 채널 복호화 과정을 거치면 해당 전송 블록의 정보 비트와 이에 대한 전송 블록의 CRC 통과 여부 결과를 출력할 수 있다. 해당 전송 블록에 대해 CRC를 통과하면 복호 성공으로 그렇지 않은 경우 복호 실패로 간주할 수 있다. 상기 채널 복호 블록은 코드워드가 복수의 코드 블록으로 구성된 경우 복수의 코드 블록으로 분할/역연접(code block segmentation/deconcatenation) 시키고 코드 블록 별 비트 디인터리빙(bit deinterleaving), 코드 블록 별 레이트 디매칭(rate dematching) 및 LLR 컴바이닝(combining), 코드 블록 별 채널 디코딩(channel decoding), 코드 블록 별 CRC 확인, 코드 블록 연접/역분할(code block concatenation/desegmentation)(즉, 코드 블록 별 복호된 비트들을 연접), 전송 블록 CRC 확인을 거칠 수 있다. 상기에서 수신된 코드워드가 복수의 코드 블록으로 구성되지 않은 경우, 코드 블록 분할은 불필요하고 코드워드 그 자체에 대해 나머지 기능 블록들을 수행하는데, 코드 블록 별 CRC 확인 및 코드 블록 연접은 불필요하고, 채널 디코딩의 출력인 해당 전송 블록의 정보 비트와 CRC 비트들로부터 CRC 통과 여부 확인을 수행할 수 있다.The receiver may decode data symbols detected after the demodulation process through the following process. The detected data symbols may be input to a modulation/constellation demapper to output a log-likelihood ratio (LLR) for coded bits. After descrambling the LLR of the coded bits output in this way, input them to a channel decoding block and undergo a channel decoding process to output the information bits of the corresponding transport block and the result of whether or not the transport block passed the CRC. . If the CRC for the corresponding transport block passes, it can be regarded as decoding success, and otherwise, as decoding failure. When a codeword is composed of a plurality of code blocks, the channel decoding block performs code block segmentation/deconcatenation into a plurality of code blocks, performs bit deinterleaving for each code block, and rate dematching for each code block ( rate dematching) and LLR combining, channel decoding for each code block, CRC check for each code block, code block concatenation/desegmentation (ie, decoded bits for each code block) concatenation), and transport block CRC check. If the codeword received above is not composed of a plurality of code blocks, code block division is unnecessary and the remaining functional blocks are performed on the codeword itself, CRC check for each code block and code block concatenation are unnecessary, and channel Whether or not the CRC passes can be checked from information bits and CRC bits of the corresponding transport block, which are decoding outputs.

하기에서 하향링크(downlink: DL)의 경우 송신기는 기지국 또는 중계기 또는 송신점(transmission point: TP) 또는 송수신점(transmission and reception point: TRP)일 수 있고 수신기는 단말(device 또는 mobile) 또는 사용자 단말(user equipment: UE)일 수 있다. 상향링크(uplink: UL)의 경우 송신기는 단말 또는 사용자 단말일 수 있고 송신기는 기지국 또는 중계기 또는 송신점 또는 송수신점일 수 있다. 별도의 언급이 없으면 송신기와 수신기는 링크 방향을 구분하지 않는다. 사이드링크(sidelink: SL)의 경우 송신기와 수신기는 서로 다른 단말일 수 있다.In the case of downlink (DL) in the following, the transmitter may be a base station or repeater or transmission point (TP) or transmission and reception point (TRP), and the receiver may be a device or mobile or user terminal (user equipment: UE). In the case of uplink (UL), the transmitter may be a terminal or a user terminal, and the transmitter may be a base station, a relay, a transmission point, or a transmission/reception point. Unless otherwise specified, transmitters and receivers do not differentiate between link directions. In the case of sidelink (SL), a transmitter and a receiver may be different terminals.

한편, 본 명세서에서 언급되는 discrete Fourier transform(DFT), inverse DFT(IDFT), Walsh-Hadamard transform(WHT), inverse WHT(IWHT)는, 입력 신호와 출력 신호의 크기가 변하지 않도록 정규화(normalized)가 적용된 것일 수 있다.On the other hand, the discrete Fourier transform (DFT), inverse DFT (IDFT), Walsh-Hadamard transform (WHT), and inverse WHT (IWHT) referred to in this specification are normalized so that the magnitudes of the input signal and the output signal do not change. may have been applied.

도 3은 송신 통신 노드 및 수신 통신 노드를 포함하는 통신 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram for explaining an embodiment of a communication system including a transmitting communication node and a receiving communication node.

도 3을 참조하면, 통신 시스템(300)은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있다. 통신 시스템(300)의 통신 노드들 중 일부는 무선 신호 송신 동작을 수행하는 송신 통신 노드로서 작동할 수 있다. 송신 통신 노드는 '송신 노드'와 같이 칭할 수도 있다. 한편, 통신 시스템(300)의 통신 노드들 중 일부는 무선 신호 수신 동작을 수행하는 송신 통신 노드로서 작동할 수 있다. 수신 통신 노드는 '수신 노드'와 같이 칭할 수도 있다. 통신 시스템(300)의 일 실시예에서, 통신 노드들 각각은 송신 노드 및/또는 수신 노드로 동작할 수 있다. 도 3은 특정 시점에서 송신 노드(310)로 동작하는 통신 노드, 및 수신 노드(320)로 동작하는 통신 노드를 포함하는 통신 시스템(300)의 일 실시예가 도시된 것으로 볼 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다.Referring to FIG. 3 , a communication system 300 may include a plurality of communication nodes. Some of the communication nodes of the communication system 300 may operate as transmitting communication nodes that perform radio signal transmission operations. A transmitting communication node may also be referred to as a 'transmitting node'. Meanwhile, some of the communication nodes of the communication system 300 may operate as transmission communication nodes that perform radio signal reception operations. The receiving communication node may also be referred to as a 'receiving node'. In one embodiment of the communication system 300, each of the communication nodes may operate as a transmitting node and/or a receiving node. 3 can be seen as illustrating an embodiment of a communication system 300 including a communication node operating as a transmission node 310 and a communication node operating as a reception node 320 at a specific point in time. However, this is only an example for convenience of description, and the embodiment of the communication system is not limited thereto.

송신 노드(310)는 수신 노드(320)로 전송하고자 하는 심볼 또는 신호를 변조할 수 있다. 송신 노드(310)는 변조된 신호를 해당 변조 신호를 안테나 또는 방출기(emitter)를 통해 송신할 수 있다. 송신 노드(310)에서 송신된 신호는 송신 파형에 실려서 채널 또는 매체(medium)를 거쳐서 송신될 수 있다. 수신 노드(320)는 채널 또는 매체를 거쳐서 송신된 신호를 안테나 또는 포집기(collector) 등을 통해 수신할 수 있다. 수신 노드(320)는 수신된 신호를 수신 파형에 기초하여 복조함으로써, 송신 노드(310)가 전송하고자 한 원 신호(desired signal)를 복원할 수 있다. 여기서, 송신 노드(310)는 수신 노드(320)로 전송하고자 하는 원 신호는 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 기준 신호 등 다양한 유형의 심볼 또는 신호를 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 송신 노드(310) 및 수신 노드(320)가 데이터 심볼인 원 신호를 상호간에 송수신하는 동작들을 예시로 하여 무선 통신 시스템에서의 변조 및 복조 방법 및 장치의 실시예들을 설명한다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 도 3을 참조하여 설명하는 통신 시스템의 실시예들은 파일럿 심볼, 기준 신호 등 다양한 유형의 원 신호를 송수신 하는 동작에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.The transmitting node 310 may modulate a symbol or signal to be transmitted to the receiving node 320. The transmitting node 310 may transmit the modulated signal through an antenna or an emitter. A signal transmitted from the transmission node 310 may be carried on a transmission waveform and transmitted over a channel or medium. The reception node 320 may receive a signal transmitted through a channel or medium through an antenna or a collector. The receiving node 320 demodulates the received signal based on the received waveform, thereby restoring the original signal that the transmitting node 310 intends to transmit. Here, the original signal to be transmitted from the transmitting node 310 to the receiving node 320 may include various types of symbols or signals such as data symbols, pilot symbols, and reference signals. Embodiments of a modulation and demodulation method and apparatus in a wireless communication system will be described in this specification by taking operations in which the transmission node 310 and the reception node 320 mutually transmit and receive an original signal that is a data symbol as an example. However, this is only an example for convenience of description and the embodiment of the communication system is not limited thereto. For example, embodiments of the communication system described with reference to FIG. 3 may be equally or similarly applied to operations for transmitting and receiving various types of original signals such as pilot symbols and reference signals.

구체적으로, 통신 시스템(300)은 신호를 전송하는 송신 노드(310), 송신 노드(310)로부터 신호를 수신하는 수신 노드(320) 및 송신 노드(310)와 수신 노드(320) 사이에서 신호가 전달될 수 있도록 하는 채널(330)을 포함할 수 있다. 송신 노드(310)는 부호화부(312), 변조부(314) 등을 포함할 수 있고, 수신 노드는 복조부(322), 복호화부(324) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 부호화부(312), 변조부(314), 복조부(322), 및 복호화부(324)는 각각 인코더(encoder)(312), 변조기(modulator)(314), 복조기(demodulator)(322) 및 디코더(decoder)(324)와 같이 칭할 수도 있다.Specifically, the communication system 300 includes a transmission node 310 for transmitting a signal, a reception node 320 for receiving a signal from the transmission node 310, and a signal between the transmission node 310 and the reception node 320. It may include a channel 330 through which it can be transmitted. The transmitting node 310 may include an encoding unit 312 and a modulating unit 314, and the like, and the receiving node may include a demodulation unit 322 and a decoding unit 324 and the like. Here, the encoder 312, the modulator 314, the demodulator 322, and the decoder 324 are an encoder 312, a modulator 314, and a demodulator 322, respectively. ) and a decoder 324.

송신 노드(310) 및 수신 노드(320) 각각은 기지국(예를 들어, 도 1에 도시된 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)) 또는 단말(예를 들어, 도 1에 도시된 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6))에 해당할 수 있다. 송신 노드(310)가 기지국인 경우, 수신 노드(320)는 단말일 수 있다. 또는, 송신 노드(310)가 단말인 경우, 수신 노드(320)는 기지국 또는 다른 단말일 수 있다. 송신 노드(310) 및 수신 노드(320) 각각은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. Each of the transmitting node 310 and the receiving node 320 is a base station (eg, the base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 shown in FIG. 1) or a terminal ( For example, it may correspond to terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 shown in FIG. When the transmitting node 310 is a base station, the receiving node 320 may be a terminal. Alternatively, when the transmitting node 310 is a terminal, the receiving node 320 may be a base station or another terminal. Each of the transmitting node 310 and the receiving node 320 may be configured identically or similarly to the communication node 200 shown in FIG. 2 .

송신 노드(310)는 수신 노드(320)로 전송 블록을 전송하기 전에 부호화 과정 및 변조 과정을 수행할 수 있다. 부호화부(312)는 전송 블록에 대한 부호화 과정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 부호화부(312)는 전송 블록을 다수의 코드블록들을 포함하는 코드워드로 부호화할 수 있다. 이 때, 부호화부(312)는 전송 블록을 작은 블록들로 분할할 수 있다. 부호화부(312)는 분할된 블록들을 임의의 개수로 묶어 블록집합을 구성할 수 있다. 블록의 개수는 통신망의 채널환경, 송신 노드(310)와 수신 노드(320)의 성능 정보 및 응용 프로그램의 요구사항 등에 의해 결정될 수 있다. 부호화부(312)는 블록집합 단위로 부호화를 수행할 수 있다. 부호화부(312)는 부호화된 코드워드를 변조기(314)로 전송할 수 있다.The transmitting node 310 may perform an encoding process and a modulation process before transmitting the transport block to the receiving node 320. The encoder 312 may perform an encoding process on the transport block. Specifically, the encoder 312 may encode the transport block into a codeword including a plurality of code blocks. At this time, the encoder 312 may divide the transport block into small blocks. The encoder 312 may configure a block set by combining the divided blocks into an arbitrary number. The number of blocks may be determined by a channel environment of a communication network, performance information of the transmitting node 310 and the receiving node 320, and requirements of an application program. The encoder 312 may perform encoding in units of block sets. The encoder 312 may transmit the encoded codeword to the modulator 314.

변조기(314)는 코드워드를 변조하여 변조 심볼(symbol)을 생성할 수 있다. 변조기(314)는 다양한 변조방법을 이용하여 코드워드를 심볼들로 변조할 수 있다. 변조는 신호 정보를 전송매체의 채널 특성에 맞게 신호(정보)의 세기나 변위, 주파수 또는 위상 등을 적합한 형태로 변환하는 것을 의미할 수 있다. 변조는 데이터를 담은 신호를 전송되는 채널에 알맞은 파형으로 변환하는 과정일 수 있다.The modulator 314 may generate modulation symbols by modulating the codeword. The modulator 314 may modulate the codeword into symbols using various modulation methods. Modulation may mean converting signal information into an appropriate form such as the strength or displacement, frequency or phase of a signal (information) in accordance with the channel characteristics of a transmission medium. Modulation may be a process of converting a signal containing data into a waveform suitable for a transmission channel.

송신 노드(310)는 변조된 심볼들을 시간/주파수 자원들에 맵핑(mapping)하고, 맵핑된 심볼에 기초하여 생성된 신호를 송신 노드(310)와 수신 노드(320) 사이에 형성된 채널(330)을 통해 수신 노드(320)로 전송할 수 있다. 구체적으로, 송신 노드(310)의 안테나를 통해 전파된 신호들은 채널(330)을 통해 수신 노드(320)의 안테나로 전송될 수 있다. 이때, 채널상에서 잡음(noise)이 발생할 수 있다.The transmission node 310 maps modulated symbols to time/frequency resources, and transmits a signal generated based on the mapped symbols to a channel 330 formed between the transmission node 310 and the reception node 320. It can be transmitted to the receiving node 320 through. Specifically, signals propagated through the antenna of the transmitting node 310 may be transmitted to the antenna of the receiving node 320 through the channel 330 . At this time, noise may occur on the channel.

수신 노드(320)의 안테나를 통해 수신한 신호는 복조부(322)로 전달될 수 있다. 복조부(322)는 채널 환경에 따라 결정된 복조 방법에 따라 신호의 복조를 수행할 수 있다. 복조부(322)는 신호를 복조하여 코드워드를 생성할 수 있고, 복조된 코드워드를 복호화부(324)로 전송할 수 있다. 복조된 코드워드를 전달받은 복호화부(324)는 코드워드를 복호화하여 출력 전송 블록을 획득할 수 있다.A signal received through the antenna of the reception node 320 may be transmitted to the demodulator 322 . The demodulator 322 may demodulate a signal according to a demodulation method determined according to a channel environment. The demodulator 322 may demodulate the signal to generate a codeword and transmit the demodulated codeword to the decoder 324 . The decoder 324 receiving the demodulated codeword may decode the codeword to obtain an output transport block.

통신 시스템의 일 실시예에서는 변조 및 복조를 위하여, 직교 주파수 다중 분할(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 방식, 또는 직교 주파수 다중 분할 접속(orthogonal frequency division multiple access: OFDMA) 방식 등이 사용될 수 있다. OFDM 방식(또는 OFDMA 방식)은 데이터 심볼들을 시간-주파수 2차원 자원들에 매핑하여 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다. 시간-주파수 2차원 자원들은, 시간 축 상에서는 상호간 OFDM 심볼 간격만큼의 간격을 가질 수 있고, 주파수 축 상에서는 상호간 부반송파 간격만큼의 간격을 가질 수 있다. OFDM 방식은 상대적으로 주파수 효율이 뛰어나고 구현이 간단하다는 장점을 가질 수 있다. 그러나, OFDM 방식은 높은 도플러 주파수 천이(Doppler shift) 등으로 인한 고속 이동 환경에서 발생할 수 있는 ICI(inter-carrier interference) 등으로 인해 통신 성능이 크게 저하된다는 문제를 가질 수 있다. 이와 같은 OFDM 방식의 문제를 완화하기 위해 부반송파 간격(sub-carrier spacing, SPS)을 증가시킬 경우, 가드 구간(guard interval)의 비율이 증가되어 전송 효율이 저하될 수 있다는 문제가 발생할 수 있다.In one embodiment of the communication system, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method or an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) method may be used for modulation and demodulation. The OFDM scheme (or OFDMA scheme) may be characterized in that data symbols are mapped to time-frequency two-dimensional resources and transmitted. The time-frequency two-dimensional resources may have intervals of mutual OFDM symbol intervals on the time axis and intervals of mutual subcarrier intervals on the frequency axis. The OFDM scheme may have advantages of relatively excellent frequency efficiency and simple implementation. However, the OFDM scheme may have a problem in that communication performance is greatly deteriorated due to inter-carrier interference (ICI) that may occur in a high-speed moving environment due to a high Doppler shift or the like. When the sub-carrier spacing (SPS) is increased to alleviate the problem of the OFDM scheme, the ratio of the guard interval is increased, which may cause transmission efficiency to deteriorate.

OFDM 방식의 문제를 개선하기 위해, OTFS(orthogonal time frequency space) 방식(또는 OTFS 전송 방식)이 연구되고 있다. OTFS 방식에서는, OFDM 방식과는 다르게 데이터 심볼의 송수신 과정에서 지연-도플러 영역의 자원들을 사용할 수 있다. OTFS 방식은 지연-도플러 영역에서 긴 채널 코히어런스 시간(coherence time)을 가질 수 있어서, 채널 피드백이 높은 빈도로 요구되지 않을 수 있고, 높은 전송 효율이 달성될 수 있다. 그러나, 통신 환경에서 무선 자원이 제한되거나 이상적이지 않은(non-ideal) 펄스가 사용될 경우 OTFS 방식의 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제를 효율적으로 완화하여 OTFS 방식의 성능을 향상시키기 위한 기술이 요구될 수 있다.In order to improve the problems of the OFDM scheme, an orthogonal time frequency space (OTFS) scheme (or an OTFS transmission scheme) is being studied. In the OTFS scheme, unlike the OFDM scheme, resources in the delay-Doppler domain can be used in a process of transmitting and receiving data symbols. The OTFS scheme can have a long channel coherence time in the delay-Doppler domain, so channel feedback can not be required with high frequency, and high transmission efficiency can be achieved. However, when radio resources are limited or non-ideal pulses are used in a communication environment, performance of the OTFS scheme may deteriorate. A technique for improving the performance of the OTFS method by efficiently mitigating this problem may be required.

도 4는 통신 시스템에서 송신 노드의 변조부의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram for explaining an embodiment of a modulator of a transmission node in a communication system.

도 4를 참조하면, 통신 시스템에서 송신 노드는 변조부(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 변조부는 도 3을 참조하여 설명한 송신 노드(310)의 변조부(314)와 동일 또는 유사할 수 있다. 변조부(400)는 전송 블록에서 부호화 등의 과정을 거쳐서 생성된 코드워드, 또는 코드워드 내의 데이터 심볼들을 입력받을 수 있다. 송신 노드의 변조부(400)는 입력된 코드워드, 또는 코드워드 내의 데이터 심볼들을 변조하여 송신 신호들을 출력할 수 있다. 통신 시스템의 일 실시예에서, 변조부(400)는 제1 매퍼(410), 전처리부(420), 제2 매퍼(430), 다중반송파 변조부(440) 등의 구성요소들을 포함할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다.Referring to FIG. 4 , a transmission node in a communication system may include a modulator 400 . Here, the modulator may be the same as or similar to the modulator 314 of the transmission node 310 described with reference to FIG. 3 . The modulator 400 may receive a codeword generated through a process such as encoding in a transport block or data symbols within the codeword. The modulator 400 of the transmission node may modulate the input codeword or data symbols within the codeword to output transmission signals. In one embodiment of the communication system, the modulator 400 may include components such as a first mapper 410, a preprocessor 420, a second mapper 430, and a multicarrier modulator 440. . However, this is only an example for convenience of description, and the embodiment of the communication system is not limited thereto.

변조부(400)의 제1 매퍼(mapper)(410)는 입력된 데이터 심볼들을 제1 2차원(2 dimensional, 2D) 도메인 상의 자원들에 매핑할 수 있다. 다음으로, 변조부(400)의 전처리부(420)는 제1 2D 도메인 상의 자원들에 매핑된 각 데이터 심볼들을 제2 2D 도메인 상의 자원들에 확산(스프레딩, spreading)시키기 위한 전처리(pre-processing 또는 precoding)를 수행할 수 있다. 다음으로, 변조부(400)의 제2 매퍼(430)는 전처리된 데이터 심볼들을 제2 2D 도메인 상의 자원들에 매핑할 수 있다. 다음으로, 변조부(400)의 다중반송파 변조부(440)는 전처리 후 제2 2D 도메인 상의 자원들에 매핑된 데이터 심볼들에 대해, 제2 2D 도메인 상의 자원들 별로 다중반송파 변조를 수행할 수 있다. 여기서, 데이터 심볼들에 대한 제2 2D 도메인 상의 자원들 별 다중반송파 변조는, OFDM 심볼들 별로 다중반송파 변조가 수행되는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로는, 다중반송파 변조부(440)는 전처리 후 제2 2D 도메인 상의 자원들에 매핑된 데이터 심볼들을, 제2 2D 도메인 상에서 대응되는 자원 별로 개별적인 파형에 변조시킴으로써, 송신 신호들을 생성할 수 있다. 다중 반송파 변조부(440)에서 생성된 송신 신호들은 수신 노드로 전송될 수 있다. A first mapper 410 of the modulator 400 may map input data symbols to resources on a first 2-dimensional (2D) domain. Next, the pre-processor 420 of the modulator 400 performs pre-processing for spreading data symbols mapped to resources on the first 2D domain to resources on the second 2D domain. processing or precoding). Next, the second mapper 430 of the modulator 400 may map the preprocessed data symbols to resources on the second 2D domain. Next, the multicarrier modulator 440 of the modulator 400 may perform multicarrier modulation for each resource in the second 2D domain on data symbols mapped to resources in the second 2D domain after preprocessing. there is. Here, multicarrier modulation for each resource on the second 2D domain of data symbols may mean that multicarrier modulation is performed for each OFDM symbol. Specifically, the multicarrier modulator 440 may generate transmission signals by modulating data symbols mapped to resources on the second 2D domain after preprocessing into individual waveforms for each corresponding resource on the second 2D domain. . The transmission signals generated by the multicarrier modulator 440 may be transmitted to a receiving node.

변조부(400)에서의 변조 과정에서, 데이터 심볼들은 2D 도메인 상의 자원들에 대해 2차원 확산 또는 2차원 부분 확산될 수 있다. 여기서, '2차원 부분 확산'이라 함은, 데이터 심볼들이 2D 도메인 상의 특정 확산 자원 그룹 또는 확산 자원 블록 내로 확산되는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 특정 확산 자원 그룹 또는 확산 자원 블록은, 2D 도메인 상의 일부 자원들을 포함할 수도 있고, 전체 자원들을 포함할 수도 있다. 이하, 본 명세서에서 '자원 블록'이라 함은 '확산 자원 블록' 또는 '확산 자원 그룹'을 칭하는 표현일 수 있다.During the modulation process in the modulator 400, data symbols may be 2D spread or 2D partial spread for resources in the 2D domain. Here, '2D partial spreading' may mean that data symbols are spread into a specific spreading resource group or spreading resource block in the 2D domain. Here, a specific spreading resource group or spreading resource block may include some resources or all resources in the 2D domain. Hereinafter, in this specification, a 'resource block' may be an expression referring to a 'diffusion resource block' or a 'diffusion resource group'.

제1 2D 도메인의 일 실시예로 지연-도플러(delay-Doppler) 또는 도플러-지연(Doppler-delay) 도메인과, 제2 2D 도메인의 일 실시예로 주파수(또는 부반송파)-시간(또는 다중반송파 심볼)(frequency-time 또는 subcarrier-MC symbol) 또는 시간(또는 다중반송파 심볼)-주파수(또는 다중반송파)(time-frequency 또는 MC symbol-subcarrier) 도메인 등이 고려될 수 있다.A delay-Doppler or Doppler-delay domain as an embodiment of the first 2D domain and a frequency (or subcarrier)-time (or multicarrier symbol) as an embodiment of the second 2D domain ) (frequency-time or subcarrier-MC symbol) or time (or multi-carrier symbol)-frequency (or multi-carrier) (time-frequency or MC symbol-subcarrier) domains may be considered.

다중 안테나 포트를 이용하여 다중입력다중출력(multiple-input and multiple-output; MIMO) 또는 다중입력단일출력(multiple-input and single-output; MISO)으로 전송하는 경우, 다중안테나 전송을 위한 전처리가 제1 매퍼(410) 및/또는 전처리부(420)과 제2 매퍼(430) 사이에서 수행될 수 있다. 전자의 경우 다중안테나 전송을 위한 전처리의 출력인 안테나 포트 별로 제1 매퍼(410)의 동작이 수행할 수 있다. 후자의 경우 다중안테나 전송을 위한 전처리의 입력인 레이어 별로 제1 매퍼(410)와 전처리부(420)의 동작이 수행되고, 다중안테나 전송을 위한 전처리가 수행된 뒤 다중안테나 전송을 위한 전처리의 출력인 안테나 포트 별로 제2 매퍼(430)와 변조부(440)의 동작이 수행될 수 있다.In the case of multiple-input and multiple-output (MIMO) or multiple-input and single-output (MISO) transmission using multiple antenna ports, preprocessing for multiple-antenna transmission is provided. It may be performed between the first mapper 410 and/or the preprocessor 420 and the second mapper 430. In the former case, the operation of the first mapper 410 can be performed for each antenna port, which is an output of preprocessing for multi-antenna transmission. In the latter case, the operations of the first mapper 410 and the pre-processing unit 420 are performed for each layer, which is the input of pre-processing for multi-antenna transmission, and after pre-processing for multi-antenna transmission is performed, the output of pre-processing for multi-antenna transmission is performed. Operations of the second mapper 430 and the modulator 440 may be performed for each in-antenna port.

통신 시스템의 일 실시예에서, 한 코드워드를 구성하는 데이터 심볼들의 변조 과정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 한 코드워드 내 데이터 심볼들은 제1 2차원 도메인 상의 NG개의 2차원 확산 자원 블록들(NG가 1인 경우를 포함함)에 매핑될 수 있다. 제1 2차원 도메인 상의 각 2차원 확산 자원 블록에 매핑되어 있는 데이터 심볼들을 제2 2차원 도메인 상의 각 해당 2차원 확산 자원 블록 내 자원들에 스프레딩하기 위해, 제1 2차원 도메인 상의 각 확산 자원 블록 별로 해당 데이터 심볼들에 대한 전처리(전처리의 예로 discrete symplectic Fourier transform(DSFT)(또는 제1 차원에 대한 discrete Fourier transform(DFT)와 제2 차원에 대한 inverse DFT(IDFT)를 수행)만으로 또는 이와 함께 이에 뒤따르는 송신 윈도잉(TX windowing)을 포함하여 구성될 수 있음, 전처리의 다른 예로 제1 차원에 대한 Walsh-Hadamard transform(WHT)과 제2 차원에 대한 inverse WHT(IWHT)만으로 또는 이와 함께 이에 뒤따르는 송신 윈도잉을 포함하여 구성될 수 있음)를 수행할 수 있다. 제1 2차원 도메인 상의 각 확산 자원 블록 별로 전처리된 데이터 심볼들을 제2 2차원 도메인 상의 각 해당 확산 자원 블록 내의 자원들에 매핑할 수 있다. 제2 2차원 도메인 상의 자원들에 스프레딩 되어 있는 데이터 심볼들에 대해 다중반송파 변조를 수행할 수 있다.In one embodiment of the communication system, a modulation process of data symbols constituting one codeword may be performed as follows. Data symbols within one codeword may be mapped to N G 2D spreading resource blocks (including a case where N G is 1) on the first 2D domain. To spread data symbols mapped to each 2D spreading resource block in the first 2D domain to resources in each corresponding 2D spreading resource block in the second 2D domain, each spreading resource in the first 2D domain Pre-processing of corresponding data symbols for each block (as an example of pre-processing, discrete symplectic Fourier transform (DSFT) (or discrete Fourier transform (DFT) for the first dimension and inverse DFT (IDFT) for the second dimension) alone or with this Another example of preprocessing is the Walsh-Hadamard transform (WHT) for the first dimension and the inverse WHT (IWHT) for the second dimension alone or together. (which may be configured including transmission windowing following this) may be performed. Data symbols preprocessed for each spreading resource block in the first 2D domain may be mapped to resources in each corresponding spreading resource block in the second 2D domain. Multicarrier modulation may be performed on data symbols spread over resources on the second 2D domain.

제1 2차원 도메인은 지연-도플러 도메인 또는 도플러-지연 도메인 또는 기타 다른 2차원 도메인유형으로 정의될 수 있으며, 하기에서는 편의상 지연-도플러 도메인(제1 2차원 도메인 내 제1 차원이 지연 도메인에 해당되고 제2 차원이 도플러 도메인에 해당됨)을 기준으로 기술한다.The first 2-dimensional domain may be defined as a delay-Doppler domain or a Doppler-delay domain or other 2-dimensional domain types. For convenience, the following 2-dimensional delay-Doppler domain (the first dimension in the first 2-dimensional domain corresponds to the delay domain) and the second dimension corresponds to the Doppler domain).

제2 2차원 도메인은 주파수-시간 도메인 또는 시간-주파수 도메인 또는 기타 다른 2차원 도메인유형으로 정의될 수 있으며, 하기에서는 편의상 주파수-시간 도메인(제2 2차원 도메인 내 제1 차원이 주파수 도메인에 해당되고 제2 차원이 시간 도메인에 해당됨)을 기준으로 기술한다.The second 2-dimensional domain may be defined as a frequency-time domain or a time-frequency domain or other 2-dimensional domain types, and in the following, for convenience, the frequency-time domain (the first dimension in the second 2-dimensional domain corresponds to the frequency domain) and the second dimension corresponds to the time domain).

제1 2차원 도메인 상의 서로 다른 확산 자원 블록들은 서로 다른 독립적인 자원 격자를 가질 수 있다. 제2 2차원 도메인 상의 서로 다른 확산 자원 블록들은 공통의 격자를 공유할 수 있다. 제1 2차원 도메인 상의 각 확산 자원 블록은 제2 2차원 도메인 상의 서로 다른 확산 자원 블록에 대응될 수 있다. 제1 2차원 도메인 상의 각 확산 자원 블록 크기는 제2 2차원 도메인 상의 대응되는 각 확산 자원 블록 크기와 동일할 수 있다. 제1 2차원 도메인 상의 확산 자원 블록은 순차적인 인덱스를 부여할 수 있고, 데이터 심볼은 순차적으로 확산 자원 블록 인덱스 순으로 매핑할 수 있다. 확산 자원 블록 크기가 K라고 할 때, 0번째 확산 자원 블록에 첫 K개의 데이터 심볼들을 순차적으로 매핑하고, 다음 1번째 확산 자원 블록에 다음 K개의 데이터 심볼들을 순차적으로 매핑하고, 다음 확산 자원 블록들에 대해서도 이와 같이 확산 자원 블록 인덱스 순으로 진행할 수 있다. 이러한 매핑 룰은 사전에 정의해 놓을 수 있다. Different spreading resource blocks on the first 2D domain may have different independent resource grids. Different spreading resource blocks on the second 2D domain may share a common lattice. Each spreading resource block on the first 2D domain may correspond to different spreading resource blocks on the second 2D domain. The size of each spreading resource block in the first 2D domain may be the same as the size of each corresponding spreading resource block in the second 2D domain. Spreading resource blocks on the first 2-dimensional domain may be sequentially assigned indexes, and data symbols may be sequentially mapped in the order of spreading resource block indexes. When the spreading resource block size is K , the first K data symbols are sequentially mapped to the 0th spreading resource block, the next K data symbols are sequentially mapped to the next 1st spreading resource block, and the next spreading resource blocks It is also possible to proceed in the order of spreading resource block indexes in this way. These mapping rules can be defined in advance.

제1 2차원 도메인 상의 각 확산 자원 블록 내 데이터 심볼 매핑 시, 지연 축으로 먼저 매핑하고 다음으로 도플러 축으로 매핑할 수 있다. 또는 도플러 축으로 먼저 매핑하고 다음으로 지연 축으로 매핑할 수 있다. 이러한 매핑 룰은 사전에 정의해 놓거나 기지국이 단말에게 적용할 룰을 설정할 수도 있다.When data symbols are mapped within each spreading resource block on the first 2-dimensional domain, the delay axis may be mapped first and then the Doppler axis may be mapped. Alternatively, you can map to the Doppler axis first and then to the delay axis. These mapping rules may be defined in advance, or rules to be applied to the terminal by the base station may be set.

제1 2차원 도메인 상의 확산 자원 블록은 제2 2차원 도메인 상의 자원들로 매핑 시 주파수 축으로 먼저 매핑하고 다음으로 시간 축으로 매핑할 수 있다. (이는, 상대적으로 작은 프로세싱 지연을 가질 수 있는 장점을 가질 수 있다.) 또는 제1 2차원 도메인 상의 확산 자원 블록은 제2 2차원 도메인 상의 자원들로 매핑 시 시간 축으로 먼저 매핑하고 다음으로 주파수 축으로 매핑할 수 있다. 이러한 매핑 룰은 사전에 정의해 놓거나 기지국이 단말에게 적용할 룰을 설정할 수도 있다.When mapping the spreading resource block on the first 2D domain to resources on the second 2D domain, it may be first mapped to the frequency axis and then mapped to the time axis. (This may have the advantage of having a relatively small processing delay.) Alternatively, when mapping the spreading resource block on the first 2D domain to the resources on the second 2D domain, it is first mapped on the time axis and then the frequency Axis can be mapped. These mapping rules may be defined in advance, or rules to be applied to the terminal by the base station may be set.

다중반송파 변조로 CP-OFDM, W-OFDM(또는 PS-OFDM), F/SBF-OFDM 등의 변조를 적용할 수 있다. 데이터 심볼들 또는 스프레딩된 데이터 심볼들은 기준 신호들과 제1 2차원 도메인 내지 제2 2차원 도메인 상에서 다중화(multiplexing)되어 전송될 수 있다.Modulations such as CP-OFDM, W-OFDM (or PS-OFDM), and F/SBF-OFDM can be applied as multi-carrier modulation. Data symbols or spread data symbols may be multiplexed with the reference signals on the first 2D domain to the second 2D domain and transmitted.

구체적으로는, 송신 노드의 변조부(400)에는 코드워드 또는 코드워드 내의 데이터 심볼들이 입력될 수 있다. 변조부(400)는 코드워드 내의 데이터 심볼들을, 제1 2D 도메인 상의 자원들에 매핑할 수 있다. 이와 같은 매핑 동작은 제1 매퍼(410)에 의하여 수행될 수 있다. 변조부(400)는 제1 2D 도메인 상의 자원들에 매핑된 데이터 심볼들을, 제2 2D 도메인 상의 자원들에 확산(spreading) 시키기 위한 전처리를 수행할 수 있다. 이와 같은 전처리 동작은 전처리부(420)에 의하여 수행될 수 있다. 변조부(400)는 전처리된 데이터 심볼들을, 제2 2D 도메인 상의 자원들에 매핑시킬 수 있다. 이와 같은 매핑 동작은 제2 매퍼(430)에 의하여 수행될 수 있다. 변조부(400)는 제2 2D 도메인 상의 자원들에 매핑된 데이터 심볼들을, 제2 2D 도메인 상의 자원들 또는 자원 블록들 별로 다중반송파 변조할 수 있다. 이와 같은 변조 동작은 다중반송파 변조부(400)(440)에 의하여 수행될 수 있다.Specifically, a codeword or data symbols within the codeword may be input to the modulator 400 of the transmitting node. The modulator 400 may map data symbols in the codeword to resources on the first 2D domain. Such a mapping operation may be performed by the first mapper 410 . The modulator 400 may perform preprocessing to spread data symbols mapped to resources on the first 2D domain to resources on the second 2D domain. Such a pre-processing operation may be performed by the pre-processing unit 420 . The modulator 400 may map the preprocessed data symbols to resources on the second 2D domain. Such a mapping operation may be performed by the second mapper 430 . The modulator 400 may multicarrier-modulate data symbols mapped to resources on the second 2D domain for each resource or resource block on the second 2D domain. Such a modulation operation may be performed by the multicarrier modulators 400 and 440 .

구체적으로, 변조부(400)는 데이터 심볼들만을 제1 2D 도메인 상의 자원들에 매핑할 수도 있고, 데이터 심볼들 외에 추가적인 신호들을 제1 2D 도메인 상의 자원들을 더 매핑할 수도 있다. 이를테면, 제1 2D 도메인 상의 자원들 중 일부의 자원들에 대해서는 데이터 심볼들을 대신하여 하나 이상의 기준 신호(reference signal, RS) 또는 하나 이상의 RS에 대응되는 하나 이상의 심볼이 매핑될 수 있다. 또는, 제1 2D 도메인 상의 자원들 중 일부의 자원들에 대해서는 데이터 심볼들을 대신하여 하나 이상의 복조 기준 신호(demodulation reference signal, DMRS) 또는 하나 이상의 DMRS에 대응되는 하나 이상의 심볼이 매핑될 수 있다. 한편, 제1 2D 도메인 상의 자원들 중 일부의 자원들은, 제1 2D 도메인 상의 자원들 사이의 간섭을 고려하여 매핑 없이 비워질 수 있다. 또는, 제1 2D 도메인 상의 자원들 중 일부의 자원들에는 보호(guard) 자원이 배치될 수도 있다. 제1 매퍼(410)에 의한 제1 2D 도메인 상의 자원들에 대한 매핑 동작에 대하여는 이하 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Specifically, the modulator 400 may map only data symbols to resources on the first 2D domain, or may further map additional signals to resources on the first 2D domain in addition to the data symbols. For example, for some of the resources on the first 2D domain, one or more reference signals (RSs) or one or more symbols corresponding to one or more RSs may be mapped instead of data symbols. Alternatively, one or more demodulation reference signals (DMRS) or one or more symbols corresponding to one or more DMRSs may be mapped to some of the resources in the first 2D domain instead of data symbols. Meanwhile, some of the resources on the first 2D domain may be emptied without mapping in consideration of interference between resources on the first 2D domain. Alternatively, guard resources may be allocated to some of the resources on the first 2D domain. A mapping operation of resources on the first 2D domain by the first mapper 410 will be described in detail with reference to FIG. 6 below.

도 5는 통신 시스템에서 제1 2차원(2D) 도메인 상의 자원들에 대한 데이터 심볼 및 기준 신호(RS) 매핑 방식의 실시예들을 설명하기 위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram for explaining embodiments of a data symbol and reference signal (RS) mapping method for resources on a first two-dimensional (2D) domain in a communication system.

도 5를 참조하면, 통신 시스템의 일 실시예에서, 제1 통신 노드는 제2 통신 노드로 전송하기 위한 신호를 변조할 수 있다. 여기서, 제1 통신 노드는 도 3을 참조하여 설명한 송신 노드(310)와 동일 또는 유사할 수 있다. 제2 통신 노드는 도 3을 참조하여 설명한 수신 노드(320)와 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 통신 노드는, 부호화부에서 전송 블록에 대한 연산 결과로서 출력된 코드워드를, 변조부를 통하여 변조할 수 있다. 여기서, 변조부는 도 4를 참조하여 설명한 변조부(400)와 동일 또는 유사할 수 있다. 여기서, 제1 통신 노드의 변조부는 변조 동작을 수행하는 과정에서, 코드워드를 구성하는 데이터 심볼들을 제1 2D 도메인 상의 자원들에 매핑할 수 있다. 제1 통신 노드의 변조부는, 데이터 심볼 외에도 하나 이상의 RS를 제1 2D 도메인 상의 자원들에 매핑할 수 있다.Referring to FIG. 5 , in one embodiment of a communication system, a first communication node may modulate a signal for transmission to a second communication node. Here, the first communication node may be the same as or similar to the transmission node 310 described with reference to FIG. 3 . The second communication node may be the same as or similar to the reception node 320 described with reference to FIG. 3 . The first communication node may modulate the codeword output as a result of operation on the transport block by the encoding unit through the modulation unit. Here, the modulator may be the same as or similar to the modulator 400 described with reference to FIG. 4 . Here, the modulator of the first communication node may map data symbols constituting a codeword to resources on the first 2D domain in a process of performing a modulation operation. The modulator of the first communication node may map one or more RSs in addition to data symbols to resources on the first 2D domain.

도 5의 제1 예는 중앙에 위치한 자원에 하나의 RS를 매핑하고 나머지 자원들에는 데이터 심볼들을 매핑하는 매핑 방식을 의미할 수 있다. 도 5의 제2 예는 중앙에 위치한 자원에 하나의 RS를 매핑하고 이를 둘러싼 8개의 자원들(null resources)은 매핑을 하지 않고 나머지 자원들에는 데이터 심볼들을 매핑하는 매핑 방식을 의미할 수 있다. 도 5의 제3 예는 중앙에 위치한 9개의 자원들에 RS를 매핑하고 나머지 자원들에는 데이터 심볼들을 매핑하는 매핑 방식을 의미할 수 있다. The first example of FIG. 5 may refer to a mapping scheme in which one RS is mapped to a centrally located resource and data symbols are mapped to the remaining resources. The second example of FIG. 5 may refer to a mapping scheme in which one RS is mapped to a centrally located resource, 8 null resources surrounding it are not mapped, and data symbols are mapped to the remaining resources. The third example of FIG. 5 may refer to a mapping scheme in which RS is mapped to nine centrally located resources and data symbols are mapped to the remaining resources.

제2 2D 도메인 상의 서로 다른 자원 블록으로 매핑 또는 스프레딩되는 심볼들을 전송하는 경우(아래에서 상세히 기술한다), 제2 2D 도메인 상의 각 자원 블록 내에서 겪는 채널이 상이하여 제2 2D 도메인 상의 각 자원 블록 별로 해당되는 제1 2D 도메인 상의 자원(들)에 기준 신호(들)를 전송해야 할 수 있다.When symbols mapped or spread to different resource blocks on the second 2D domain are transmitted (described in detail below), channels experienced within each resource block on the second 2D domain are different, so that each resource on the second 2D domain Reference signal(s) may need to be transmitted to resource(s) on the first 2D domain corresponding to each block.

제2 2D 도메인 상의 서로 다른 자원 블록에 스프레딩되는 제1 2D 도메인 상의 자원들은 제2 2D 도메인 상에서 분리하여 디스프레딩 될 수 있어, 제2 2D 도메인 상의 서로 다른 자원 블록에 스프레딩되는 심볼들은 제1 2D 도메인 상의 자원들에 연속되게 할당하는 것이 유리할 수 있고, 반면 제2 2D 도메인 상의 동일한 자원 블록에 스프레딩되는 제1 2D 도메인 상의 자원들에서 전송되는 데이터 심볼들은 제1 2D 도메인 상에서 채널 확산으로 인해 서로 간섭을 발생시킬 수 있어 이들은 가능한 멀리 떨어뜨려 할당하는 것이 유리할 수 있어, 한 특정 수신기에게 제2 2D 도메인 상의 동일한 자원 블록 내로 스프레딩되어 전송되는 데이터 심볼들에 대해서는 제1 2D 도메인 상의 자원들에 인터리브드(interleaved) 패턴으로 매핑되는 것이 바람직할 수 있다.Resources on the first 2D domain that are spread to different resource blocks on the second 2D domain can be separated and despread on the second 2D domain, so that symbols spread to different resource blocks on the second 2D domain are the first It may be advantageous to allocate resources on one 2D domain contiguously, whereas data symbols transmitted on resources on a first 2D domain spread over the same resource block on a second 2D domain have a channel spread on the first 2D domain. Since they may interfere with each other, it may be advantageous to allocate them as far apart as possible. For data symbols spread and transmitted within the same resource block on the second 2D domain to a specific receiver, resources on the first 2D domain It may be desirable to map in an interleaved pattern to .

도 6a 및 도 6b는 통신 시스템에서 데이터 심볼, 제1 2D 도메인 상의 자원들 및 제2 2D 도메인 상의 자원들 간의 관계의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.6A and 6B are conceptual diagrams for explaining an embodiment of a relationship between data symbols, resources on a first 2D domain, and resources on a second 2D domain in a communication system.

도 6a에는 하나의 코드워드 내 12개의 데이터 심볼들이 제1 2D 도메인 상의 12개의 자원들에 매핑되고, 각 4개의 데이터 심볼들이 제2 2D 도메인 상의 동일한 자원 블록 내로 스프레딩되는 예가 도시된 것으로 볼 수 있다. 제2 2D 도메인 상의 각 동일한 자원 블록 내로 스프레딩되는 각 4개의 데이터 심볼들은 각각 제1 2D 도메인 상의 자원 격자에 인터리브드 패턴으로 매핑된 것을 볼 수 있다. 반면, 도 6b를 참조하면, 제2 2D 도메인 상의 서로 다른 자원 블록 내로 스프레딩되는 심볼들을 제1 2D 도메인 상의 서로 독립적으로 분리된 격자들(즉 3개의 격자들)에 분산되어 매핑되는 것으로 간주될 수 있다.6A shows an example in which 12 data symbols in one codeword are mapped to 12 resources on a first 2D domain and each of the 4 data symbols is spread into the same resource block on a second 2D domain. there is. It can be seen that each of the 4 data symbols spread into each same resource block on the second 2D domain is mapped in an interleaved pattern to the resource grid on the first 2D domain. On the other hand, referring to FIG. 6B, symbols spread into different resource blocks in the second 2D domain will be considered to be distributed and mapped to independently separated lattices (ie, three lattices) in the first 2D domain. can

서로 다른 사용자들의 다중 접속을 위해서는 제1 2D 도메인 상의 전체 자원들을 분할하여 서로 다른 사용자들을 위한 데이터 심볼들을 중첩되지 않게 매핑할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 서로 다른 사용자들의 다중 접속을 위해서 제2 2D 도메인 상의 전체 자원들을 분할하여 서로 다른 사용자들을 위한 데이터 심볼들을 중첩되지 않게 매핑할 수 있다. 후자의 경우에 대해서는 하기에서 제2 매퍼(130)의 동작 부분에서 상술한다. 비직교 다중 접속의 경우에는 제1 2D 도메인 상의 자원들 그리고/또는 제2 2D 도메인 상의 자원들을 서로 다른 사용자들에게 전체 또는 일부를 중첩시켜 매핑할 수 있다.For multi-access of different users, all resources on the first 2D domain may be divided and data symbols for different users may be mapped without overlapping. Additionally or alternatively, for multi-access of different users, data symbols for different users may be mapped without overlapping by dividing all resources on the second 2D domain. The latter case will be described in detail in the operation of the second mapper 130 below. In the case of non-orthogonal multiple access, resources on the first 2D domain and/or resources on the second 2D domain may be mapped to different users by partially or entirely overlapping them.

도 7은 통신 시스템에서 수신 노드의 복조부의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.7 is a block diagram for explaining an embodiment of a demodulation unit of a receiving node in a communication system.

도 7을 참조하면, 통신 시스템에서 수신 노드는 복조부(700)를 포함할 수 있다. 여기서, 복조부는 도 3을 참조하여 설명한 수신 노드(310)의 복조부(322)와 동일 또는 유사할 수 있다. 복조부(700)는 통신 시스템의 송신 노드로부터 변조되어 전송된 무선 신호가 무선 채널을 거쳐서 수신된 수신 신호들의 정보를 입력받을 수 있다. 복조부(700)는 무선 채널을 거쳐서 수신된 수신 신호들을 변조하여 복조 데이터 심볼들을 출력할 수 있다. 복조 데이터 심볼들은, 송신 노드에서 전송하고자 한 코드워드에 대한 복원 결과인 복조 코드워드를 구성할 수 있다. 통신 시스템의 일 실시예에서, 복조부(700)는 다중반송파 복조부(710), 제1 디매퍼(720), 후처리부(740), 제2 디매퍼(750) 등의 구성요소들을 포함할 수 있다. 복조부(700)는 제1 채널 등화기(730) 및 제2 채널 등화기(760)를 더 포함할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 개시의 실시예는 이에 국한되지 않는다.Referring to FIG. 7 , a receiving node in a communication system may include a demodulation unit 700 . Here, the demodulation unit may be the same as or similar to the demodulation unit 322 of the receiving node 310 described with reference to FIG. 3 . The demodulator 700 may receive information on reception signals in which a radio signal modulated and transmitted from a transmission node of a communication system is received via a radio channel. The demodulator 700 may modulate the received signals received through the radio channel and output demodulated data symbols. The demodulated data symbols may constitute a demodulated codeword that is a restoration result of a codeword intended to be transmitted by a transmitting node. In one embodiment of the communication system, the demodulator 700 may include components such as a multicarrier demodulator 710, a first demapper 720, a postprocessor 740, and a second demapper 750. can The demodulator 700 may further include a first channel equalizer 730 and a second channel equalizer 760 . However, this is only an example for convenience of explanation, and embodiments of the present disclosure are not limited thereto.

다중반송파 복조부(710)는 무선 채널을 거쳐서 수신된 수신 신호들의 정보를 입력받을 수 있다. 다중반송파 복조부(710)는 수신 신호들에 대하여, 제2 2D 도메인 상의 자원들 별로 다중반송파 복조를 수행할 수 있다. 여기서, 수신 신호들에 대한 제2 2D 도메인 상의 자원들 별 다중반송파 복조는, OFDM 심볼들 별로 다중반송파 복조가 수행되는 것을 의미할 수 있다. 다중반송파 복조부(710)에서는 다중반송파 복조된 신호들의 정보가 출력될 수 있다. 다중반송파 복조부(710)에서 출력되는 다중반송파 복조된 신호들은, 제2 2D 도메인 상의 총 NG 개의 자원 블록들 내의 자원들에 매핑되어 있는 것으로 볼 수 있다. The multicarrier demodulator 710 may receive information on received signals received through a radio channel. The multicarrier demodulation unit 710 may perform multicarrier demodulation on the received signals for each resource in the second 2D domain. Here, multicarrier demodulation for each resource on the second 2D domain of the received signals may mean that multicarrier demodulation is performed for each OFDM symbol. The multicarrier demodulation unit 710 may output information on multicarrier demodulated signals. The multicarrier demodulated signals output from the multicarrier demodulator 710 can be viewed as being mapped to resources within a total of NG resource blocks on the second 2D domain.

다중반송파 복조부(710)에서 출력된 신호들은, 제1 디매퍼(720)로 입력될 수 있다. 제1 디매퍼(720)는, 제2 2D 도메인 상의 총 NG 개의 자원 블록들 내의 자원들에 매핑된 복조된 신호에 대한 디매핑을 수행할 수 있다. 디매핑된 신호들은 신호 후처리부(740)에 입력될 수 있다. 또는, 디매핑된 신호들은 제1 채널 등화기(730)에서의 채널 등화 연산을 거친 이후 후처리부(740)에 입력될 수 있다.Signals output from the multicarrier demodulator 710 may be input to the first demapper 720 . The first demapper 720 may perform demapping on demodulated signals mapped to resources within a total of N G resource blocks on the second 2D domain. The demapped signals may be input to the signal post-processing unit 740 . Alternatively, the demapped signals may be input to the post-processing unit 740 after undergoing a channel equalization operation in the first channel equalizer 730 .

후처리부(740)에서는 제2 2D 도메인 상의 총 NG 개의 자원 블록들에서 디매핑된 신호들, 또는 디매핑 후 채널 등화 연산을 거친 신호들에 대해, 자원 블록 별로 후처리 동작이 수행될 수 있다. 후처리부(740)에서의 후처리 동작을 거친 신호들은, 제1 2D 도메인 상의 자원 블록들에 매핑된 상태와 동일 또는 유사한 것으로 볼 수 있다. 후처리부(740)에서 후처리 동작을 거친 신호들은 제2 디매퍼(750)에 입력될 수 있다. The post-processing unit 740 may perform a post-processing operation for each resource block on signals demapped from a total of NG resource blocks on the second 2D domain or signals that have undergone a channel equalization operation after demapping. . Signals that have undergone post-processing in the post-processing unit 740 can be regarded as the same as or similar to states mapped to resource blocks on the first 2D domain. Signals that have undergone post-processing in the post-processing unit 740 may be input to the second demapper 750 .

후처리부(740)에서의 후처리는, 수신 윈도잉(RX windowing) 및 이에 뒤따르는 inverse DSFT(IDSFT)(또는 제1 차원에 대한 IDFT와 제2 차원에 대한 DFT를 수행). 또는 수신 윈도잉 없이 inverse DSFT(IDSFT) 만으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 후처리는 수신 윈도잉과 이에 뒤따르는 제1 차원에 대한 IWHT와 제2 차원에 대한 WHT 내지 수신 윈도잉 없이 제1 차원에 대한 IWHT와 제2 차원에 대한 WHT만으로 구성될 수 있다.Post-processing in the post-processing unit 740 is receive windowing (RX windowing) followed by inverse DSFT (IDSFT) (or IDFT for the first dimension and DFT for the second dimension). Alternatively, it may be configured with only inverse DSFT (IDSFT) without receiving windowing. As another example, post-processing may consist of receive windowing followed by IWHT for the first dimension and WHT for the second dimension or IWHT for the first dimension and WHT for the second dimension without receive windowing.

도 8은 기계학습 구조의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.8 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a machine learning structure.

도 8을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 통신 노드들은 도 3을 참조하여 설명한 송신 통신 노드(310) 및 수신 통신 노드(320) 중 어느 하나와 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템에서는 기계학습 제어 장치에 기초한 기계학습 제어가 수행될 수 있다. 여기서 기계학습 제어 장치는, 통신 시스템을 구성하는 통신 노드들 중 적어도 일부의 통신 노드에 포함되거나, 통신 시스템을 구성하는 통신 노드들 중 적어도 일부의 통신 노드와 연결되어 기계학습 제어를 위한 동작들을 수행할 수 있다. 기계학습 제어 장치는 송수신 노드들 간의 통신에 적용될 윈도우의 크기를 효율적으로 결정하기 위한 학습 모델을 생성하기 위한 기계학습(또는 기계학습 동작)을 제어할 수 있다. 기계학습 제어 장치는 기계학습 동작을 수행하기 위한 기계학습 구조를 포함할 수 있다. 이하, 도 8을 참조하여 기계학습 구조의 일 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.Referring to FIG. 8 , a communication system may include a plurality of communication nodes. Here, the plurality of communication nodes may be the same as or similar to any one of the transmitting communication node 310 and the receiving communication node 320 described with reference to FIG. 3 . In the communication system, machine learning control based on the machine learning control device may be performed. Here, the machine learning control device is included in at least some of the communication nodes constituting the communication system, or is connected to at least some of the communication nodes constituting the communication system to perform operations for machine learning control. can do. The machine learning control device may control machine learning (or machine learning operation) for generating a learning model for efficiently determining the size of a window to be applied to communication between transmission and reception nodes. The machine learning control device may include a machine learning structure for performing a machine learning operation. Hereinafter, in describing an embodiment of the machine learning structure with reference to FIG. 8 , contents overlapping those described with reference to FIGS. 1 to 7 may be omitted.

기계학습 제어 장치는 도 8에 도시된 것과 동일 또는 유사한 기계학습 구조, 또는 도 8에 도시된 것과 동일 또는 유사한 구조를 포함하는 기계학습 구조에 기초하여 기계학습 제어 동작을 수행할 수 있다. 이를테면, 기계학습 제어 장치는 기계학습 구조를 통하여, 통신 노드들 간의 상호 간섭의 영향을 줄이기 위한 연산을 수행하는 학습 모델을 획득할 수 있다. 기계학습 제어 장치의 메모리 및/또는 저장 장치는 소정의 기계학습 구조에 따라서 기계학습을 수행하기 위한 프로그램 명령들을 포함할 수 있다. 기계학습 제어 장치는 소정의 기계학습 구조에 따라서 기계학습을 수행하기 위한 기계학습부를 포함할 수 있다. 기계학습부를 포함하는 기계학습 제어 장치, 또는 기계학습부를 '기계학습 장치'와 같이 칭할 수 있다.The machine learning control device may perform a machine learning control operation based on a machine learning structure identical or similar to that shown in FIG. 8 or a machine learning structure including a structure identical or similar to that shown in FIG. 8 . For example, the machine learning control device may obtain a learning model for performing an operation to reduce the influence of mutual interference between communication nodes through a machine learning structure. The memory and/or storage device of the machine learning control device may include program instructions for performing machine learning according to a predetermined machine learning structure. The machine learning control device may include a machine learning unit for performing machine learning according to a predetermined machine learning structure. A machine learning control device including a machine learning unit or a machine learning unit may be referred to as a 'machine learning device'.

기계학습 제어 장치는 인공 신경망(artificial neural network, ANN) 또는 심층 신경망(deep neural network, DNN) 등의 구조에 따른 기계학습을 통하여, 효율적으로 기계학습 제어를 수행하기 위한 학습 모델을 획득할 수 있다. 이를테면, 도 7에는 기계학습 구조 중 다층 다노드(multi-layer multi-node)로 구성되는 DNN 구조가 도시된 것으로 볼 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예시일 뿐이며, 기계학습 구조의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 통신 시스템의 일 실시예에서는 ANN 구조, RNN(recurrent neural network) 구조, 단일 노드로 구성되는 뉴런(neuron) 구조, 단일 노드로 구성되는 퍼셉트론(perceptron) 구조, 지식기반 시스템(knowledge-based system) 구조, 베이지안(Baysian) 등의 추론기법(reasoning technique)을 적용한 구조, 심층 신경망(deep neural network) 구조 등 다양한 기계학습 구조들이 기계학습부에 적용될 수 있다. 기계학습부에는 다양한 기계학습 구조들 중에서 소정의 기준에 따라 선택된 기계학습 구조가 적용될 수 있다. 이를테면, 기계학습부에는 통신 시스템 및/또는 개별 기의 개발 및/또는 생산 비용, 성능 요구 조건, 프로세서의 능력 등 다양한 조건에 따라서 선택된 기계학습 구조가 적용될 수 있다.The machine learning control device can obtain a learning model for efficiently performing machine learning control through machine learning according to a structure such as an artificial neural network (ANN) or a deep neural network (DNN). . For example, it can be seen that FIG. 7 shows a DNN structure composed of multi-layer multi-nodes among machine learning structures. However, this is only one example for convenience of explanation, and the embodiment of the machine learning structure is not limited thereto. For example, in one embodiment of the communication system, an ANN structure, a recurrent neural network (RNN) structure, a neuron structure composed of a single node, a perceptron structure composed of a single node, and a knowledge-based system ) structure, a structure applying reasoning techniques such as Bayesian, and a deep neural network structure, various machine learning structures can be applied to the machine learning unit. A machine learning structure selected from among various machine learning structures according to a predetermined criterion may be applied to the machine learning unit. For example, a machine learning structure selected according to various conditions, such as development and/or production cost of a communication system and/or individual device, performance requirements, and processor capability, may be applied to the machine learning unit.

통신 시스템의 일 실시예에서, 인공 신경망을 구성하는 복수개의 레이어들은, 입력 레이어, 히든 레이어, 및 출력 레이어 등을 포함할 수 있다. 입력 레이어는 학습하고자 하는 데이터 셋 또는 데이터 그룹이 입력되는 레이어일 수 있다. 입력 레이어는 적어도 하나 이상의 입력노드들을 포함할 수 있다. 입력 레이어를 구성하는 적어도 하나 이상의 입력노드들 각각에는 데이터 셋을 구성하는 엔트리들의 일부 또는 전부가 입력될 수 있다. 입력 레이어를 구성하는 적어도 하나 이상의 입력노드들에 입력되는 데이터 셋은 사전에 데이터 전처리(preprocessing)를 거친 데이터일 수 있다. 출력 레이어는 인공 신경망에 입력된 데이터 또는 신호가 인공 신경망에서의 연산을 거쳐서 출력되는 레이어를 의미할 수 있다. 출력 레이어는 적어도 하나 이상의 출력노드들을 포함할 수 있다.In one embodiment of the communication system, the plurality of layers constituting the artificial neural network may include an input layer, a hidden layer, an output layer, and the like. The input layer may be a layer into which a data set or data group to be learned is input. An input layer may include one or more input nodes. Some or all of the entries constituting the data set may be input to each of the at least one input node constituting the input layer. A data set input to one or more input nodes constituting the input layer may be data that has undergone data preprocessing in advance. The output layer may refer to a layer in which data or signals input to the artificial neural network are output through operation in the artificial neural network. An output layer may include at least one or more output nodes.

입력 레이어와 출력 레이어 사이에는 적어도 하나 이상의 히든 레이어(hidden layer)들이 배치 수 있다. 둘 이상의 히든 레이어를 가지는 인공 신경망을 심층 신경망(deep neural network, DNN)이라 할 수 있다. 즉, DNN은 입력 레이어와 히든 레이어, 출력 레이어로 구성되는 신경망 구조에 있어서, 입력 레이어와 출력 레이어 사이에 복수 개의 히든 레이어들이 배치되는 신경망 구조를 의미할 수 있다. DNN 구조에 기초한 기계학습 방식을 딥러닝(deep learning)이라 칭할 수 있다. 히든 레이어는 가중 벡터들을 통해 입력 레이어, 출력 레이어 또는 다른 히든 레이어와 연결될 수 있다. At least one hidden layer may be disposed between the input layer and the output layer. An artificial neural network having two or more hidden layers may be referred to as a deep neural network (DNN). That is, DNN may mean a neural network structure in which a plurality of hidden layers are disposed between an input layer and an output layer in a neural network structure composed of an input layer, a hidden layer, and an output layer. A machine learning method based on a DNN structure may be referred to as deep learning. A hidden layer may be connected to an input layer, an output layer, or another hidden layer through weight vectors.

통신 시스템의 일 실시예에서, 기계학습 장치는 인공 신경망의 가중 벡터들을 업데이트하는 학습(learning) 동작을 수행할 수 있다. 기계학습 장치는 다층 퍼셉트론(multi-layer perceptron) 분류기를 포함할 수 있다. 인공 신경망의 학습 동작은 기계학습 장치에 포함된 다층 퍼셉트론 분류기에 의해 수행될 수 있다. 다층 퍼셉트론 분류기는 미리 설정된 학습 알고리즘을 통해 인공 신경망을 훈련(training)할 수 있다. 학습 알고리즘은 지도 학습(supervised learning, SL) 알고리즘, 비지도 학습(unsupervised learning, UL) 알고리즘과 같은 기계학습 알고리즘들을 포함할 수 있다. In one embodiment of the communication system, the machine learning device may perform a learning operation of updating weight vectors of an artificial neural network. The machine learning device may include a multi-layer perceptron classifier. The learning operation of the artificial neural network may be performed by a multi-layer perceptron classifier included in the machine learning device. The multilayer perceptron classifier may train an artificial neural network through a preset learning algorithm. The learning algorithm may include machine learning algorithms such as a supervised learning (SL) algorithm and an unsupervised learning (UL) algorithm.

통신 시스템의 일 실시예에서, 기계학습 장치는 인공 신경망 구조에서 피드 포워드(feed-forward) 동작을 통해 일련의 연산을 수행하고 출력값을 얻을 수 있다. 기계학습 장치는 출력값 및 기설정된 기준값에 기초하여 오차 정보를 획득할 수 있다. 기계학습 장치는 산출된 오차 정보를 역전파(back-propagation)하여 인공 신경망의 레이어간의 가중 벡터들을 수정하는 학습 동작을 수행할 수 있다. 기계학습 장치는 미리 설정된 최적화 알고리즘을 통해 인공 신경망의 레이어간의 가중 벡터들을 수정할 수 있다. 이를테면, 최적화 알고리즘은 경사 하강법(gradient descent), 교차 경사 하강법(alternating gradient descent), 확률적 경사 하강법(stochastic gradient descent) 또는 아담 최적화(adam-optimizer) 알고리즘 등을 포함할 수 있다. 기계학습 장치는 미리 설정된 학습 횟수에 해당하는 이폭(epoch)의 수만큼 학습 동작을 반복하여 수행할 수 있다. 이폭의 수가 클수록 기계학습을 통해 획득되는 모델의 예측 성능 또는 정확도 등이 향상될 수 있다. 한편, 이폭의 수가 클수록 기계학습 과정에서의 연산량이 증가하고 연산 부하가 증가하며 학습 효율 등이 저하될 수 있다. 이폭의 수는 통상의 기술자가 기계학습 장치의 성능을 향상시키기에 적절하다고 판단하는 값으로 설정될 수 있다.In one embodiment of the communication system, the machine learning device may perform a series of calculations and obtain an output value through a feed-forward operation in an artificial neural network structure. The machine learning device may obtain error information based on an output value and a preset reference value. The machine learning apparatus may perform a learning operation of correcting weight vectors between layers of an artificial neural network by back-propagating the calculated error information. The machine learning device may modify weight vectors between layers of the artificial neural network through a preset optimization algorithm. For example, the optimization algorithm may include gradient descent, alternating gradient descent, stochastic gradient descent, or an adam-optimizer algorithm. The machine learning device may repeatedly perform the learning operation as many times as the number of epochs corresponding to the preset learning number. As the number of epochs increases, prediction performance or accuracy of a model obtained through machine learning may be improved. On the other hand, as the number of epochs increases, the amount of calculation in the machine learning process increases, the calculation load increases, and learning efficiency and the like may decrease. The number of epochs may be set to a value determined by a person skilled in the art to be suitable for improving the performance of the machine learning device.

통신 시스템의 일 실시예에서, 기계학습 제어 장치는 기계학습 제어 동작을 위해 소정의 신경망 구조에 기초한 기계학습을 수행할 수 있다. 여기서, 신경망 구조의 전체 레이어들의 수는 L개일 수 있으며, L은 3 이상의 자연수일 수 있다. 신경망이 DNN에 해당할 경우, L은 4 이상의 자연수일 수 있다. 각각의 레이어들은 입력 레이어부터 출력 레이어까지 l(영문 알파벳 소문자 엘) 번째 레이어로 표현될 수 있다. 각각의 레이어들은 l(0, 1, ..., L-1) 번째 레이어로 표현될 수 있으며, 이 중 l=1 번째부터 l=L-2 번째 까지의 레이어들이 히든 레이어일 수 있다. 이를테면, DNN 구조는 3개의 히든 레이어를 포함할 수 있으며, 각각 32개, 64개, 32개의 히든노드들로 구성될 수 있다. 다만 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예시일 뿐이며, 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않고 다양한 기계학습 또는 인공 신경망 기술의 실시예들을 포괄할 수 있다.In one embodiment of the communication system, the machine learning control device may perform machine learning based on a predetermined neural network structure for a machine learning control operation. Here, the total number of layers of the neural network structure may be L, and L may be a natural number of 3 or more. When the neural network corresponds to a DNN, L may be a natural number of 4 or greater. Each of the layers may be expressed as an l (lowercase English alphabet L)-th layer from the input layer to the output layer. Each of the layers may be expressed as an l(0, 1, ..., L-1) th layer, and among them, layers from l=1 th to l=L-2 th may be hidden layers. For example, the DNN structure may include three hidden layers and may be composed of 32, 64, and 32 hidden nodes, respectively. However, this is only one example for convenience of explanation, and the embodiment of the communication system is not limited thereto and may encompass various embodiments of machine learning or artificial neural network technology.

신경망 구조의 입력 레이어에는 입력 데이터가 입력될 수 있다. 입력 데이터는 I(영문 알파벳 대문자 아이)와 같이 칭할 수 있다. 입력 레이어에 입력된 입력 데이터 I가 각 레이어들을 거치며 연속적인 함수들을 거쳐서 계산됨으로써, 출력 레이어에서 출력 데이터가 출력될 수 있다. 출력 데이터는 O(영문 알파벳 대문자 오)와 같이 칭할 수 있다. 출력 데이터 O는, 이를테면, 수학식 1과 같을 수 있다.Input data may be input to the input layer of the neural network structure. The input data may be referred to as I (capital child of the English alphabet). As input data I input to the input layer passes through each layer and is calculated through successive functions, output data may be output from the output layer. Output data can be referred to as O (capital letter O in the English alphabet). The output data O may be equal to Equation 1, for example.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, W는 각 레이어의 노드 간에 설정되는 적어도 하나의 가중치 계수 또는 가중치 파라미터일 수 있다. 또는 W는 각 레이어의 노드 간에 설정되는 적어도 하나의 가중치 계수 또는 가중치 파라미터를 포함하는 가중치 벡터 데이터일 수 있다. 한편, f(l)은 l 번째 레이어와 l-1 번째 레이어 간에 설정되는 함수일 수 있다. 이를테면, f(l)은 시그모이드(Sigmoid) 함수, 또는 ReLu(rectified linear unit) 등의 함수에 해당할 수 있다. 시그모이드 함수는 기계학습 구조에서 출력 매핑 등 레이어 간의 연산에 사용되는 함수를 의미할 수 있다. 이를테면, 시그모이드 함수는 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.In Equation 1, W may be at least one weight coefficient or weight parameter set between nodes of each layer. Alternatively, W may be weight vector data including at least one weight coefficient or weight parameter set between nodes of each layer. Meanwhile, f (l) may be a function established between the 1-th layer and the 1-1 th layer. For example, f (l) may correspond to a function such as a sigmoid function or a rectified linear unit (ReLu). The sigmoid function may refer to a function used for calculation between layers such as output mapping in a machine learning structure. For example, the sigmoid function can be expressed as Equation 2.

Figure pat00002
Figure pat00002

ReLu 함수는 입력 레이어 및/또는 히든 레이어 등 레이어 간의 연산에서 활성화 함수로 사용되는 함수를 의미할 수 있다. 이를테면, ReLu 함수는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.The ReLu function may refer to a function used as an activation function in an operation between layers such as an input layer and/or a hidden layer. For example, the ReLu function can be expressed as Equation 3.

Figure pat00003
Figure pat00003

다만 수학식 2 및 수학식 3과 같은 함수들은 이해를 돕기 위하여 제시된 예시일 뿐이며, 기계학습 구조의 실시예는 이에 국한되지 않고 다양한 형태의 신경망 실시예들을 포괄할 수 있다.However, functions such as Equation 2 and Equation 3 are merely examples presented to aid understanding, and embodiments of the machine learning structure are not limited thereto and may encompass various types of neural network embodiments.

통신 시스템의 일 실시예에서, 기계학습 제어 장치의 신경망 구조는 학습 모델 생성을 위하여 입력 데이터 I를 입력 받아서 출력 데이터 O를 출력할 수 있다. 여기서 학습 모델 생성 동작은 실제로 송수신 노드들 간에 데이터 통신이 수행되기 전, 또는 송수신 노드들 간에 데이터 통신이 수행되는 사이의 어느 특정한 시점에 1회 이상 수행될 수 있다.In one embodiment of the communication system, the neural network structure of the machine learning control device may receive input data I and output output data O to generate a learning model. Here, the operation of generating the learning model may be performed one or more times before actually performing data communication between the transmitting and receiving nodes or at a specific time point between performing data communication between the transmitting and receiving nodes.

입력 데이터 I는 송수신 노드들 간의 무선 채널과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 입력 데이터 I는 송수신 노드들 간의 무선 채널의 정보 또는 무선 채널 행렬의 정보를 전처리함으로써 생성될 수 있다. 여기서, 무선 채널의 정보(또는 무선 채널 행렬의 정보)는 기계학습 제어 장치(또는 기계학습 제어 장치를 포함하는 송신 노드)가 수신 노드로부터 획득한 지연-도플러 영역의 채널 정보에 해당할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다.The input data I may include information related to a radio channel between transmitting and receiving nodes. Input data I may be generated by pre-processing radio channel information or radio channel matrix information between transmitting and receiving nodes. Here, information of a radio channel (or information of a radio channel matrix) may correspond to channel information in a delay-Doppler domain acquired by a machine learning control device (or a transmission node including a machine learning control device) from a reception node. However, this is only an example for convenience of description, and the embodiment of the communication system is not limited thereto.

이를테면, 입력 데이터 I는 송수신 노드들 간의 무선 채널에 대한 2차원 행렬의 정보를 1차원 정보(이를테면, 1차원 벡터)의 형태로 변형함으로써 생성될 수 있다. 즉, 복수의 정보들로 구성되는 입력 데이터 I는 벡터 형태로 입력될 수 있다. 신경망 구조는 벡터 형태로 입력된 입력 데이터 I에 대하여 벡터 형태의 가중치 계수(또는 가중치 데이터) W에 기초한 연산을 수행함으로써 출력 데이터 O를 출력할 수 있다. 이를테면, 통신 시스템의 일 실시예에서 뉴론 또는 퍼셉트론 등을 통해 구성되는 신경망 구조의 일부 또는 전부에서는, 수학식 4와 같은 형태의 시그모이드 함수를 이용하여 출력값이 연산될 수 있다.For example, input data I may be generated by transforming information of a 2D matrix about a radio channel between transmitting and receiving nodes into a form of 1D information (eg, 1D vector). That is, input data I composed of a plurality of pieces of information may be input in a vector form. The neural network structure may output output data O by performing an operation based on a weight coefficient (or weight data) W in a vector form with respect to input data I input in a vector form. For example, in some or all of the neural network structures configured through neurons or perceptrons in one embodiment of the communication system, an output value may be calculated using a sigmoid function in the form of Equation 4.

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 4에서, I는 입력 데이터 I로서 입력된 정보에 해당하는 벡터 데이터일 수 있다. 이를테면, I는 무선 채널 행렬에 관한 정보 또는 무선 채널 행렬을 구성하는 요소들에 대한 정보로서 구성되는 벡터 데이터일 수 있다. 또는, I는 무선 채널 행렬에 관한 정보 또는 무선 채널 행렬을 구성하는 요소들에 대한 정보 등의 정보들이 0과 1 사이의 값으로 처리 또는 스케일링된 값들로 구성된 벡터 데이터일 수 있다. W는 적어도 하나의 가중치 계수를 벡터 형태로 구성한 것에 해당할 수 있다. 한편, y는 연산 결과로서 획득되는 값 또는 출력 데이터 O에 해당할 수 있다. 출력 데이터 O는, 윈도우의 정보(이를테면, 송신 노드의 송신 윈도잉 시에 사용되는 송신 윈도우의 정보)에 해당할 수 있다. 또는, 출력 데이터 O는, 윈도우의 정보를 연산하기 위한 값에 해당할 수도 있다. 다르게 표현하면, 신경망 구조에서 출력되는 출력 데이터 O에 대한 연산(이를테면 후처리 등)을 통하여, 입력 데이터 I에 입력된 무선 채널 정보에 대응되는 윈도우의 정보가 획득될 수 있다.In Equation 4, I may be vector data corresponding to information input as input data I. For example, I may be vector data composed of information about a radio channel matrix or information about elements constituting a radio channel matrix. Alternatively, I may be vector data composed of values obtained by processing or scaling information such as information about the radio channel matrix or information about elements constituting the radio channel matrix to a value between 0 and 1. W may correspond to at least one weight coefficient configured in a vector form. Meanwhile, y may correspond to a value obtained as an operation result or output data O. The output data O may correspond to information of a window (for example, information of a transmission window used for transmission windowing of a transmission node). Alternatively, the output data O may correspond to a value for calculating window information. In other words, the information of the window corresponding to the radio channel information input to the input data I can be obtained through an operation (for example, post-processing) on the output data O output from the neural network structure.

통신 시스템의 일 실시예에서, 기계학습 제어 장치가 기계학습 구조를 이용한 반복 학습을 통해 획득하고자 하는 학습 모델은, 송수신 노드 간의 지연-도플러 채널 정보에 관한 입력 데이터가 입력되면, 해당 지연-도플러 채널 정보에 적합한 윈도우(또는 송신 윈도우)의 정보를 적응적으로(또는 환경 적응적으로) 출력하는 학습 모델에 해당할 수 있다. 다르게 표현하면, 기계학습 제어 장치는 기계학습 구조를 이용한 반복 학습을 통해 제1 학습 모델을 획득할 수 있고, 제1 학습 모델은 송수신 노드 간의 지연-도플러 채널 정보에 관한 입력 데이터가 입력되면, 해당 지연-도플러 채널 정보에 적합한 제1 윈도우의 정보를 적응적으로 출력하는 학습 모델에 해당할 수 있다.In one embodiment of the communication system, the learning model to be acquired through iterative learning using the machine learning structure by the machine learning control device is, when input data about delay-Doppler channel information between transmitting and receiving nodes is input, the corresponding delay-Doppler channel It may correspond to a learning model that adaptively (or environment-adaptively) outputs information of a window (or transmission window) suitable for information. In other words, the machine learning control device may acquire a first learning model through repeated learning using a machine learning structure, and the first learning model is input when input data about delay-Doppler channel information between transmitting and receiving nodes is input, corresponding It may correspond to a learning model that adaptively outputs information of a first window suitable for delayed-Doppler channel information.

DNN 등의 구조를 가지는 인공 신경망을 통한 기계학습 방식에서는 회귀(regression) 학습 모델에 따라 출력값이 평가되고 각 파라미터들이 업데이트될 수 있다. 출력값의 평가를 위하여, 출력값과 정답값 간의 관계에 기초하여 손실 함수(loss function)가 정의될 수 있다. 이를테면, 인공 신경망의 일 실시예에서 손실 함수는 수학식 5 또는 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.In a machine learning method using an artificial neural network having a structure such as DNN, an output value may be evaluated according to a regression learning model and each parameter may be updated. For the evaluation of the output value, a loss function may be defined based on the relationship between the output value and the correct value. For example, in an embodiment of the artificial neural network, a loss function may be defined as Equation 5 or Equation 6.

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

수학식 5에서, K는 학습 샘플 수를 의미할 수 있고, x는 인공 신경망을 통해 학습하고자 하는 정답값(또는 정답벡터)에 해당할 수 있고, x o 는 인공 신경망의 출력 레이어를 통해 출력되는 출력값(또는 출력벡터)에 해당할 수 있다. 수학식 6에서, x는 인공 신경망을 통해 학습하고자 하는 정답값(또는 정답벡터)에 해당할 수 있고, x o 는 인공 신경망의 출력 레이어를 통해 출력되는 출력값(또는 출력벡터)에 해당할 수 있다. 그러나, 수학식 5 및 수학식 6과 같은 형태의 손실 함수는 이해를 돕기 위한 하나의 예시일 뿐이며, 기계학습 구조의 실시예는 이에 국한되지 않고 다양한 형태의 손실 함수 실시예들을 포괄할 수 있다. 이를테면, 수학식 5 또는 수학식 6에서, xx o 는 각각 정답값(또는 정답 벡터) 및 출력값(또는 출력벡터)에 대한 연산(전처리, 후처리, 정규화 등)을 통하여 획득되는 특정한 값에 해당할 수 있다. 또는, xx o 는 각각 정답값(또는 정답 벡터) 및 출력값(또는 출력벡터)을 획득하기 위하여 사용되는 특정한 값에 해당할 수 있다. 다르게 표현하면, xx o 에 대한 연산(전처리, 후처리, 정규화 등)을 통하여, 정답값(또는 정답 벡터) 및 출력값(또는 출력벡터)이 획득될 수 있다.In Equation 5, K may mean the number of learning samples, x may correspond to the correct answer value (or correct answer vector) to be learned through the artificial neural network, and x o is output through the output layer of the artificial neural network. It may correspond to an output value (or an output vector). In Equation 6, x may correspond to the correct answer value (or correct answer vector) to be learned through the artificial neural network, and x o may correspond to the output value (or output vector) output through the output layer of the artificial neural network. . However, the loss functions in the form of Equations 5 and 6 are only examples to aid understanding, and embodiments of the machine learning structure are not limited thereto and may include various types of loss function embodiments. For example, in Equation 5 or 6, x and x o correspond to a specific value obtained through operation (pre-processing, post-processing, normalization, etc.) on the correct answer value (or correct answer vector) and output value (or output vector), respectively. may apply. Alternatively, x and x o may correspond to specific values used to obtain a correct answer value (or correct answer vector) and an output value (or output vector), respectively. In other words, correct answer values (or correct answer vectors) and output values (or output vectors) may be obtained through operations on x and x o (pre-processing, post-processing, normalization, etc.).

수학식 5 및 수학식 6에서, 손실함수는 x o x 간의 차이가 적을수록 작은 값이 될 수 있다. 기계학습 제어 장치의 일 실시예에서, 손실함수가 최소화되는 방향으로 반복 학습 및 파라미터 갱신이 수행될 수 있다. 이에 따라, 인공 신경망 구조의 출력을 통해 획득되는 x o x에 근접해갈 수 있다. 즉, 인공 신경망 구조를 통해 획득된 학습 모델 또는 예측 모델의 연산 성능 또는 예측 성능 등이 향상될 수 있다. 이를테면, 기계학습 제어 장치에서의 학습 모델 생성을 위한 학습 과정에서, 인공 신경망 구조는 무선 채널에 관련된 입력값이 입력되면, 그에 대응되는 윈도우에 관련된 출력값을 출력할 수 있다. 여기서, x o (또는 출력값) 및 x(또는 정답값) 간의 비교가 수행될 수 있다. 이에 따라, x o x에 기초하여 정의되는 손실함수가 최소화되는 방향으로 반복 학습 및 파라미터 갱신이 수행될 수 있다.In Equations 5 and 6, the loss function may have a smaller value as the difference between x o and x is smaller. In one embodiment of the machine learning control device, iterative learning and parameter update may be performed in a direction in which a loss function is minimized. Accordingly, x o obtained through the output of the artificial neural network structure may approach x . That is, calculation performance or prediction performance of a learning model or a prediction model obtained through an artificial neural network structure may be improved. For example, in a learning process for generating a learning model in the machine learning control device, the artificial neural network structure may output an output value related to a window corresponding thereto when an input value related to a wireless channel is input. Here, comparison between x o (or output value) and x (or correct value) may be performed. Accordingly, iterative learning and parameter update may be performed in a direction in which a loss function defined based on x o and x is minimized.

도 9는 기계학습 기반 통신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart for explaining an embodiment of a machine learning-based communication method.

도 9를 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있다. 통신 시스템에 포함되는 복수의 통신 노드들 중 적어도 일부는 도 3 또는 도 4를 참조하여 설명한 송신 노드, 도 4 또는 도 7을 참조하여 설명한 수신 노드 등과 동일 또는 유사할 수 있다. 복수의 통신 노드들 중 적어도 일부는 OTFS 방식의 무선 신호 송수신을 지원할 수 있다. 통신 시스템은 제1 기계학습 장치를 포함할 수 있다. 제1 기계학습 장치는 도 8을 참조하여 설명한 기계학습 제어 장치 또는 기계학습 장치와 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 기계학습 장치는 무선 신호 송수신 동작을 환경 적응적으로 지원하기 위한 학습 모델을 생성할 수 있다. 이하, 도 9를 참조하여 기계학습 기반 통신 방법의 일 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.Referring to FIG. 9 , a communication system may include a plurality of communication nodes. At least some of the plurality of communication nodes included in the communication system may be the same as or similar to the transmission node described with reference to FIG. 3 or 4 and the reception node described with reference to FIG. 4 or 7. At least some of the plurality of communication nodes may support transmission and reception of radio signals of the OTFS method. The communication system may include a first machine learning device. The first machine learning device may be the same as or similar to the machine learning control device or machine learning device described with reference to FIG. 8 . The first machine learning device may generate a learning model for adaptively supporting a radio signal transmission/reception operation. Hereinafter, in describing an embodiment of a machine learning-based communication method with reference to FIG. 9 , contents overlapping those described with reference to FIGS. 1 to 8 may be omitted.

기계학습 기반 통신 방법의 일 실시예에 따르면, 가상 채널 정보를 생성하는 절차(이하, S900 단계), 기계학습 동작을 수행하는 절차(이하, S910 단계), 기계학습 동작의 반복을 통해 제1 학습 모델을 획득하는 절차(이하, S920 단계), 제1 학습 모델을 이용하여 실시간 무선 신호 송수신을 환경 적응적으로 수행하는 절차(이하, S930 단계) 등이 수행될 수 있다. 도 9에는 S900 단계 내지 S930 단계가 하나의 통신 시스템에서(또는 하나의 주체에 의해) 시계열적으로 수행되는 것과 같이 표현되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 기계학습 기반 통신 방법의 일 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 도 9에 도시된 절차들(S900 단계 내지 S930 단계) 중 적어도 일부는 서로 동일 또는 상이한 주체들에 의해 수행될 수 있다. 제1 기계학습 장치는 통신 시스템의 통신 노드들과 구분된 주체일 수 있다. 이 경우, S900 단계 내지 S920 단계에 따른 제1 학습 모델 생성 동작은 통신 노드들이 생산되기 전에, 또는 통신 노드들이 생산되는 과정에서 제1 기계학습 장치에 의하여 수행될 수 있다. 생성된 제1 학습 모델은 생산되는 통신 노드들에 탑재될 수 있고, 탑재된 통신 노드들에서 실시간 통신을 위해 사용될 수 있다. 또는, 제1 기계학습 장치는 통신 노드들 중 적어도 일부에 포함되거나, 통신 노드들 중 일부와 연결되도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 제1 기계학습 장치는 정기적 또는 비정기적으로 기계학습 동작을 수행하여 제1 기계학습 모델을 생성 또는 갱신할 수 있다. 제1 기계학습 장치는 생성 또는 갱신된 제1 기계학습 모델의 정보를 통신 노드들 중 적어도 일부에 제공할 수 있다. 제1 기계학습 모델의 정보를 획득한 통신 노드들은 제1 기계학습 모델을 사용하여 실시간 통신을 수행할 수 있다.According to an embodiment of a machine learning-based communication method, first learning is performed through a procedure for generating virtual channel information (hereinafter, step S900), a procedure for performing a machine learning operation (hereinafter, step S910), and repetition of a machine learning operation. A procedure for acquiring a model (hereinafter, step S920), a procedure for performing real-time wireless signal transmission and reception in an environment-adaptive manner using the first learning model (hereinafter, step S930), and the like may be performed. In FIG. 9, steps S900 to S930 are expressed as being performed time-sequentially in one communication system (or by one subject), but this is only an example for convenience of description and is an embodiment of a machine learning-based communication method. is not limited to For example, at least some of the procedures (steps S900 to S930) shown in FIG. 9 may be performed by the same or different entities. The first machine learning device may be a subject separated from communication nodes of the communication system. In this case, the operation of generating the first learning model according to steps S900 to S920 may be performed by the first machine learning device before communication nodes are produced or while communication nodes are produced. The generated first learning model can be loaded into production communication nodes, and can be used for real-time communication in the loaded communication nodes. Alternatively, the first machine learning device may be included in at least some of the communication nodes or configured to be connected to some of the communication nodes. In this case, the first machine learning device may generate or update the first machine learning model by performing a machine learning operation on a regular or irregular basis. The first machine learning device may provide information of the generated or updated first machine learning model to at least some of the communication nodes. Communication nodes that have acquired the information of the first machine learning model may perform real-time communication using the first machine learning model.

구체적으로는, 제1 기계학습 장치는, 제1 2D 도메인에서 발생 가능한 채널 정보를 생성할 수 있다(S900). 여기서는 제1 2D 도메인이 지연-주파수 도메인에 해당하는 경우를 예시로 하여 기계학습 방법의 일 실시예에 대하여 설명한다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 기계학습 방법의 실시예는 이에 국한되지 않는다.Specifically, the first machine learning device may generate channel information that can be generated in the first 2D domain (S900). Here, an embodiment of the machine learning method will be described taking a case where the first 2D domain corresponds to the delay-frequency domain as an example. However, this is only an example for convenience of explanation, and the embodiment of the machine learning method is not limited thereto.

제1 2D 도메인은 지연-도플러 도메인에 해당할 수 있다. 여기서, 제1 2D 도메인은 MХN(또는 NХM) 격자 구조를 가질 수 있다. M 및 N은 각각 지연 성분 또는 도플러 성분의 개수에 대응되는 자연수일 수 있다. 제1 2D 도메인에서 지연 성분은

Figure pat00007
와 같이 표현될 수 있고, 도플러 성분은
Figure pat00008
과 같이 표현될 수 있다. 또는, 제1 2D 도메인에서 도플러 성분은
Figure pat00009
와 같이 표현될 수 있고, 지연 성분은
Figure pat00010
과 같이 표현될 수도 있다.The first 2D domain may correspond to a delay-Doppler domain. Here, the first 2D domain may have a MХN (or NХM) lattice structure. M and N may be natural numbers corresponding to the number of delay components or Doppler components, respectively. The delay component in the first 2D domain is
Figure pat00007
It can be expressed as, and the Doppler component is
Figure pat00008
can be expressed as Alternatively, the Doppler component in the first 2D domain is
Figure pat00009
It can be expressed as, and the delay component is
Figure pat00010
It can also be expressed as

S900 단계에서, 제1 기계학습 장치는, 발생 가능한 전력-지연-도플러 주파수 범위 내에서 랜덤하게 전력-지연-도플러 프로파일을 생성할 수 있다. 또는 랜덤하게 생성하는 것을 대신하여 사전에 정의된 전력-지연-도플러 프로파일을 제공할 수도 있다. 여기서, 전력-지연-도플러 프로파일이라 하면, 0이 아닌 평균 채널 전력을 갖는 채널 경로들 각각에 대한 평균 채널 전력, 지연, 도플러 주파수의 값들로 구성된 정보를 의미할 수 있다. 제1 기계학습 장치는 생성된(또는 제공된) 전력-지연-도플러 프로파일에 기초하여 가상의 무선 채널들(또는 가상 채널 정보 H v )을 생성할 수 있다. 가상 채널 정보 H v 는 MХN 크기의 행렬로 표현될 수 있다(즉

Figure pat00011
일 수 있다). 가상 채널 정보 H v 를 구성하는 엘리먼트들은, hij와 같이 표현될 수 있다. 제1 기계학습 장치는 S900 단계에서 생성된 가상 채널 정보 H v 에 기초한 가상의 무선 송수신 결과에 기초하여, 기계학습 동작을 수행할 수 있다(S910). S910 단계에 따른 기계학습 동작과 관련하여는, 이하 도 10을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.In step S900, the first machine learning apparatus may randomly generate a power-delay-Doppler profile within a possible power-delay-Doppler frequency range. Alternatively, a predefined power-delay-Doppler profile may be provided instead of randomly generated. Here, the power-delay-Doppler profile may mean information composed of average channel power, delay, and Doppler frequency values for each channel path having a non-zero average channel power. The first machine learning device may generate virtual wireless channels (or virtual channel information H v ) based on the generated (or provided) power-delay-Doppler profile. Virtual channel information H v can be expressed as a MХN-sized matrix (that is,
Figure pat00011
can be). Elements constituting the virtual channel information H v may be expressed as h ij . The first machine learning device may perform a machine learning operation based on a virtual wireless transmission/reception result based on the virtual channel information H v generated in step S900 (S910). The machine learning operation according to step S910 will be described in more detail with reference to FIG. 10 below.

도 10은 기계학습 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flowchart for explaining an embodiment of a machine learning method.

도 10을 참조하면, 제1 기계학습 장치는 도 9를 참조하여 설명한 제1 기계학습 장치와 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 기계학습 장치는 무선 신호 송수신 동작을 환경 적응적으로 지원하기 위한 학습 모델을 생성할 수 있다. 이하, 도 10을 참조하여 기계학습 방법의 일 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.Referring to FIG. 10 , the first machine learning device may be the same as or similar to the first machine learning device described with reference to FIG. 9 . The first machine learning device may generate a learning model for adaptively supporting a radio signal transmission/reception operation. Hereinafter, in describing an embodiment of the machine learning method with reference to FIG. 10 , contents overlapping those described with reference to FIGS. 1 to 9 may be omitted.

제1 기계학습 장치는 기계학습 구조의 갱신을 위하여, 가상의 무선 신호 송수신(또는 무선 신호 송수신의 시뮬레이션)을 수행할 수 있다. 제1 기계학습 장치는, 도 9를 참조하여 설명한 S900 단계에서와 같이 생성된 가상 채널 정보 H v 를 전처리하여 생성된 입력값을 제1 기계학습 구조에 입력할 수 있고, 제1 기계학습 구조에서 출력되는 출력값을 획득할 수 있다(S1020). S1020 단계에서, 가상 채널 정보 H v 를 전처리하여 생성된 입력값은 정규화된 가상 채널 정보

Figure pat00012
에 해당할 수 있다. 정규화된 가상 채널 정보
Figure pat00013
를 구성하는 엘리먼트들은
Figure pat00014
와 같이 표현될 수 있다. 가상 채널 정보 H v 를 구성하는 엘리먼트들 hij, 및 정규화된 가상 채널 정보
Figure pat00015
를 구성하는 엘리먼트들
Figure pat00016
은, 수학식 7과 동일 또는 유사한 관계를 가질 수 있다.The first machine learning device may perform virtual wireless signal transmission and reception (or simulation of wireless signal transmission and reception) to update the machine learning structure. The first machine learning device may input an input value generated by preprocessing the virtual channel information H v generated in step S900 described with reference to FIG. 9 to the first machine learning structure, and in the first machine learning structure An output value may be obtained (S1020). In step S1020, the input value generated by preprocessing the virtual channel information H v is the normalized virtual channel information.
Figure pat00012
may correspond to Normalized Virtual Channel Information
Figure pat00013
elements that make up
Figure pat00014
can be expressed as Elements constituting virtual channel information H v h ij , and normalized virtual channel information
Figure pat00015
elements that make up
Figure pat00016
may have the same or similar relationship as Equation 7.

Figure pat00017
Figure pat00017

수학식 7에서 P는 가상 채널 정보 H v 를 구성하는 엘리먼트들 중 0이 아닌 엘리먼트들의 수 또는 MN일 수 있다. 수학식 7을 참조하면,

Figure pat00018
는 가상 채널 정보 H v 를 구성하는 엘리먼트들 hij의 크기(또는 절대값), 또는 각 엘리먼트들에 대한 경로 이득에 해당할 수 있다.In Equation 7, P may be the number of non-zero elements or MN among elements constituting the virtual channel information H v . Referring to Equation 7,
Figure pat00018
may correspond to the size (or absolute value) of the elements h ij constituting the virtual channel information H v or the path gain for each element.

정규화된 가상 채널 정보

Figure pat00019
는, 가상 채널 정보 H v 를 구성하는 엘리먼트들 hij 각각에 대하여 수학식 7에 따른 연산(이를테면, 정규화 연산)을 수행함으로써 생성될 수 있다. 제1 기계학습 장치는 수학식 7에 따른 연산을 수행하여 생성된 정규화된 가상 채널 정보
Figure pat00020
에 대응되는 입력값을, 제1 기계학습 구조에 입력할 수 있다. 제1 기계학습 장치는 제1 기계학습 구조에서의 연산을 거쳐서 출력된 출력값 u를 획득할 수 있다. 여기서 출력값 u는, 제1 2D 도메인에서의 무선 신호 전송을 위해 사용되는 제1 윈도우 U에 대응되는 값일 수 있다. 여기서, 제1 윈도우 U는 도 4를 참조하여 설명한 송신 노드의 송신 윈도잉에 사용되는 송신 윈도우 U에 해당할 수 있다. 제1 기계학습 장치는, S1020 단계에서 획득한 출력값 u에 대한 연산을 통하여 제1 윈도우 U를 구성할 수 있다(S1030). S1030 단계에서 출력값 u에 대하여 수행되는 연산은, 이를테면 절대값 연산, 정규화 연산 등을 포함할 수 있다.Normalized Virtual Channel Information
Figure pat00019
may be generated by performing an operation (eg, normalization operation) according to Equation 7 for each of the elements h ij constituting the virtual channel information H v . The first machine learning device normalized virtual channel information generated by performing an operation according to Equation 7
Figure pat00020
An input value corresponding to may be input to the first machine learning structure. The first machine learning device may obtain an output value u output through an operation in the first machine learning structure. Here, the output value u may be a value corresponding to the first window U used for radio signal transmission in the first 2D domain. Here, the first window U may correspond to the transmission window U used for transmission windowing of the transmission node described with reference to FIG. 4 . The first machine learning device may configure a first window U through an operation on the output value u obtained in step S1020 (S1030). The operation performed on the output value u in step S1030 may include, for example, an absolute value operation and a normalization operation.

제1 기계학습 장치는, 제1 윈도우 U에 기초하여 가상 송신 신호 x u를 생성할 수 있다(S1040). 구체적으로는, 제1 기계학습 장치는 제1 2D 도메인의 크기(MХN)와 동일한 개수(MN개)의 데이터 심볼들을 랜덤하게 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 데이터 심볼들의 집합을, 전송 심볼 정보 x와 같이 표현할 수 있다. 전송 심볼 정보 x는 MNХ1 크기의 벡터 데이터일 수 있다. 제1 기계학습 장치는 생성된 전송 심볼 정보 x에 대한 제1 변환 연산(이를테면, ISFT(inverse symplectic Fourier transform) 연산 등)을 수행하여, 시간-주파수 영역의 신호 x'를 획득할 수 있다. 제1 기계학습 장치는, 획득한 시간-주파수 영역의 신호 x'에 제1 윈도우 U를 적용함으로써, 가상 송신 신호 x u를 생성할 수 있다. 이를테면, 가상 송신 신호 x u는 수학식 8과 동일 또는 유사하게 생성될 수 있다.The first machine learning device may generate a virtual transmission signal x u based on the first window U (S1040). Specifically, the first machine learning device may randomly generate the same number (MN) of data symbols as the size (MХN) of the first 2D domain. A set of data symbols generated in this way can be expressed as transmission symbol information x . The transmission symbol information x may be vector data having a size of MNХ1. The first machine learning apparatus performs a first transform operation (eg, an inverse symplectic Fourier transform (ISFT) operation) on the generated transmission symbol information x to obtain a signal x' in the time-frequency domain. The first machine learning apparatus may generate a virtual transmission signal x u by applying a first window U to the obtained signal x' in the time-frequency domain. For example, the virtual transmission signal x u may be generated identically or similarly to Equation 8.

Figure pat00021
Figure pat00021

수학식 8에서, U diag는 제1 윈도우 U에 대응되는(또는, 제1 윈도우 U에 기초하여 생성되는) MNХMN 크기의 대각 행렬일 수 있다. 이를테면, U diag는 시간-주파수 영역 윈도우 값을 대각 성분으로 가지는 대각 행렬일 수 있다.

Figure pat00022
항은 시간-주파수 영역의 신호 x'의 생성을 위한 제1 변환 연산에 대응될 수 있다.
Figure pat00023
항은 시간-주파수 영역의 신호 x'에 제1 윈도우 U를 적용하여 가상 송신 신호 x u를 생성하는 연산(또는 제2 변환 연산)에 대응될 수 있다. S1040 단계에서 수학식 8 등에 기초하여 전송 심볼 정보 x로부터 가상 송신 신호 x u를 생성하는 동작은, 송신 윈도잉(TX windowing) 동작에 대응될 수 있다.In Equation 8, U diag may be a diagonal matrix having a size of MNХMN corresponding to the first window U (or generated based on the first window U ). For example, U diag may be a diagonal matrix having time-frequency domain window values as diagonal components.
Figure pat00022
The term may correspond to a first transform operation for generating a signal x' in the time-frequency domain.
Figure pat00023
The term may correspond to an operation (or a second conversion operation) of generating a virtual transmission signal x u by applying a first window U to a signal x' in the time-frequency domain. An operation of generating a virtual transmission signal x u from transmission symbol information x based on Equation 8 or the like in step S1040 may correspond to a transmission windowing (TX windowing) operation.

제1 기계학습 장치는, 가상 송신 신호 x u에 대한 가상의 송수신 결과에 기초하여 정의되는 제1 손실함수를 계산할 수 있다(S1050). 구체적으로는, 제1 기계학습 장치는 가상 송신 신호 x u에, 정규화된 가상 채널 정보

Figure pat00024
에 기초하여 생성된 제1 채널 H, 및 소정의 수신 잡음 w를 적용함으로써, 가상 수신 신호 y를 구성할 수 있다. 이를테면, 가상 수신 신호 y는 수학식 9와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.The first machine learning device may calculate a first loss function defined based on a virtual transmission/reception result of the virtual transmission signal x u (S1050). Specifically, the first machine learning device provides normalized virtual channel information to the virtual transmission signal x u
Figure pat00024
A virtual received signal y may be configured by applying the first channel H generated based on and a predetermined received noise w . For example, the virtual received signal y may be configured the same as or similar to Equation 9.

Figure pat00025
Figure pat00025

수학식 9에서, 제1 채널 H는 정규화된 가상 채널 정보

Figure pat00026
에 기초하여 생성될 수 있다. 구체적으로는, M×N 크기의 정규화된 가상 채널 정보
Figure pat00027
에 기초하여 생성된 제1 채널 H는 MN×MN 크기의 행렬(또는 행렬 정보, 행렬 데이터 등)에 해당할 수 있다. 제1 채널 H는 가상 채널 정보 H v 또는 정규화된 가상 채널 정보
Figure pat00028
에 대응 가능한 순시 채널 중 하나일 수 있다. 제1 채널 H를 구성하는 각각의 열들은 정규화된 가상 채널 정보
Figure pat00029
에 대한 변환 연산, 벡터화(vectorization) 연산, 블록 순환 시프트(block circulant shift) 연산, 순환 시프트(circulant shift) 연산 중 적어도 일부에 기초하여 구성될 수 있다.In Equation 9, the first channel H is normalized virtual channel information
Figure pat00026
can be created based on Specifically, normalized virtual channel information of M×N size
Figure pat00027
The first channel H generated based on may correspond to a MN×MN size matrix (or matrix information, matrix data, etc.). The first channel H is virtual channel information H v or normalized virtual channel information
Figure pat00028
It may be one of the instantaneous channels that can correspond to . Each column constituting the first channel H is normalized virtual channel information
Figure pat00029
It may be configured based on at least some of a conversion operation, a vectorization operation, a block circulant shift operation, and a circulant shift operation for .

이를테면, 제1 채널 H의 첫 번째 열(즉, 제1 열)은, 정규화된 가상 채널 정보

Figure pat00030
를 벡터화한 결과로 구성될 수 있다. 제1 채널 H에서 제1 열을 제외한 나머지 열들은, 제1 열에 대한 소정의 시프트(shift 또는 천이) 연산에 기초하여 구성될 수 있다. 이를테면, 제1 채널 H에서 제1 열을 제외한 나머지 열들은, 제1 열에 대한 블록 순환 시프트(block circulant shift) 연산 및/또는 순환 시프트(circulant shift) 연산에 기초하여 생성될 수 있다.For example, the first column (ie, the first column) of the first channel H is normalized virtual channel information
Figure pat00030
It can be composed of the result of vectorizing . Columns other than the first column in the first channel H may be configured based on a predetermined shift (transition) operation for the first column. For example, columns other than the first column in the first channel H may be generated based on a block circulant shift operation and/or a circulant shift operation on the first column.

제1 기계학습 장치는, 제1 채널 H에 기초하여 수학식 9와 같이 생성된 가상 수신 신호 y에 기초하여, 복원 심볼 정보 x o 를 계산할 수 있다. 복원 심볼 정보 x o 는 제1 윈도우 U의 영향이 반영된 유효 채널 행렬 H u 및 가상 수신 신호 y에 기초하여 계산될 수 있다. 여기서, 제1 윈도우 U의 영향이 반영된 유효 채널 행렬 H u 및 복원 심볼 정보 x o 는 수학식 10과 동일 또는 유사하게 계산될 수 있다.The first machine learning apparatus may calculate restored symbol information x o based on the virtual received signal y generated as in Equation 9 based on the first channel H. Reconstructed symbol information x o may be calculated based on the effective channel matrix H u in which the influence of the first window U is reflected and the virtual received signal y . Here, the effective channel matrix H u and reconstruction symbol information x o reflecting the influence of the first window U may be calculated identically or similarly to Equation 10.

Figure pat00031
Figure pat00031

수학식 10에서,

Figure pat00032
는 이를테면
Figure pat00033
와 같이 정의될 수 있다. 이 경우,
Figure pat00034
는 제1 2D 도메인(즉, 지연-도플러 영역)의 잡음(이를테면, 수신 잡음 w)의 분산 값에 해당할 수 있다. 수학식 10과 같이 계산된 복원 심볼 정보 x o 는, S1040 단계에서 제1 윈도우 U에 기초하여 전송 심볼 정보 x로부터 생성된 가상 송신 신호 x u에 대한 송수신 결과(또는, 가상 송신 신호 x u의 수신 결과에 대한 복원 결과)에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 다르게 표현하면, 복원 심볼 정보 x o 는 제1 기계학습 장치가 제1 기계학습 구조에 의하여 생성한 제1 윈도우 U에 기초하여 수행된 가상의 무선 신호 송수신 결과에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 제1 기계학습 장치는, 전송 심볼 정보 x 및 복원 심볼 정보 x o 에 기초하여, 제1 손실함수를 계산할 수 있다. 제1 손실함수는 수학식 5 또는 수학식 6과 동일 또는 유사할 수 있다. 또는, 제1 손실함수는 수학식 11과 동일 또는 유사할 수 있다.In Equation 10,
Figure pat00032
is for example
Figure pat00033
can be defined as in this case,
Figure pat00034
may correspond to a variance value of noise (eg, received noise w ) in the first 2D domain (ie, delay-Doppler domain). The restored symbol information x o calculated as in Equation 10 is the result of transmission and reception of the virtual transmission signal x u generated from the transmission symbol information x based on the first window U in step S1040 (or the reception of the virtual transmission signal x u result) can be seen as corresponding to the restoration result for the result. In other words, the restored symbol information x o can be regarded as corresponding to a virtual radio signal transmission/reception result performed based on the first window U generated by the first machine learning apparatus by the first machine learning structure. The first machine learning apparatus may calculate a first loss function based on the transmitted symbol information x and the restored symbol information x o . The first loss function may be the same as or similar to Equation 5 or Equation 6. Alternatively, the first loss function may be the same as or similar to Equation 11.

Figure pat00035
Figure pat00035

수학식 11을 참조하면, 제1 손실 함수는 MSE(mean square error) 억제를 위한 제2 손실함수

Figure pat00036
, 및 OOBE(out-of-band emission) 억제를 위한 제3 손실함수
Figure pat00037
의 조합으로 정의될 수 있다. 또한 c는 제3 손실함수 항에 대한 가중치를 결정하는 0 이상의 실수값일 수 있다. 여기서, 제2 손실함수 및 제3 손실함수는 수학식 12 및 수학식 13과 같이 정의될 수 있다.Referring to Equation 11, the first loss function is the second loss function for suppressing mean square error (MSE)
Figure pat00036
, and a third loss function for suppressing out-of-band emission (OOBE)
Figure pat00037
can be defined as a combination of In addition, c may be a real value of 0 or more that determines a weight for the third loss function term. Here, the second loss function and the third loss function may be defined as Equations 12 and 13.

Figure pat00038
Figure pat00038

Figure pat00039
Figure pat00039

수학식 12에 따른 제2 손실함수는 도 8을 참조하여 설명한 수학식 6에 따른 손실 함수와 동일 또는 유사할 수 있다. 수학식 13에 따른 제3 손실함수는, 송신 신호 x u 에서 메인 로브의 전력 및 사이드 로브의 전력 간의 비율로 정의될 수 있다.The second loss function according to Equation 12 may be the same as or similar to the loss function according to Equation 6 described with reference to FIG. 8 . The third loss function according to Equation 13 may be defined as a ratio between the power of the main lobe and the power of the side lobe in the transmission signal x u .

제1 기계학습 장치는 S1050 단계에서 계산된 제1 손실함수의 값에 기초하여, 제1 기계학습 구조를 갱신할 수 있다(S1060). 제1 기계학습 구조의 갱신은, 제1 손실함수의 값이 작아지는 방향으로 수행될 수 있다. 이를테면, 제1 기계학습 구조의 갱신은, 확률적 경사 하강법(stochastic gradient descent, SGD) 등에 기초하여 수행될 수 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 기계학습 방법의 실시예들은 이에 국한되지 않는다.The first machine learning device may update the first machine learning structure based on the value of the first loss function calculated in step S1050 (S1060). The update of the first machine learning structure may be performed in a direction in which the value of the first loss function decreases. For example, the update of the first machine learning structure may be performed based on stochastic gradient descent (SGD), etc., but this is only an example for convenience of description and embodiments of the machine learning method are not limited thereto. don't

다시 도 9를 참조하면, 제1 기계학습 장치는 S910 단계에 따른 기계학습 동작을 반복적으로 수행함으로써, 제1 학습 모델을 획득할 수 있다. S920 단계에서, 제1 기계학습 장치는 기 설정된 종결 조건이 만족되기 전까지 S910 단계에 따른 기계학습 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 이를테면, 제1 기계학습 장치는 기 설정된 종결 조건이 만족되기 전까지 반복 학습을 수행할 수 있다. 이를테면, 반복 학습은, 기 설정된 이폭(epoch) 수만큼의 반복이 수행된 이후에 종결될 수 있다. Referring back to FIG. 9 , the first machine learning apparatus may obtain a first learning model by repeatedly performing the machine learning operation according to step S910. In step S920, the first machine learning device may repeatedly perform the machine learning operation according to step S910 until a preset termination condition is satisfied. For example, the first machine learning device may perform iterative learning until a preset termination condition is satisfied. For example, iterative learning may be terminated after repetitions of a predetermined number of epochs are performed.

또는 반복 학습은 제1 손실 함수의 값이 일정 이상 수렴한 것으로 판단되면 종결될 수 있다. 이를테면 반복 학습은, 제1 손실 함수의 값이 기 설정된 임계값 이하가 되면 종결될 수 있다. 반복 학습은, 제1 손실 함수의 값이 더 이상 감소되지 않는 것으로 판단될 경우 종결될 수 있다. 반복 학습은, 제1 손실 함수의 값이 기 설정된 제1 횟수만큼의 반복 회차가 수행되는 동안 감소되지 않을 경우에 종결될 수 있다.Alternatively, the iterative learning may be terminated when it is determined that the value of the first loss function converges to a certain level or more. For example, iterative learning may be terminated when the value of the first loss function becomes equal to or less than a predetermined threshold value. Iterative learning may be terminated when it is determined that the value of the first loss function is no longer reduced. The iterative learning may be terminated when the value of the first loss function does not decrease while repeating iterations by a predetermined first number of times.

제1 기계학습 장치는, 반복 학습이 종결된 시점까지 갱신된 제1 기계학습 구조에 기초하여 제1 학습 모델을 획득할 수 있다. 여기서, 제1 학습 모델은 S910 단계 및 S920 단계를 참조하여 설명한 반복 학습을 통하여 마지막으로 갱신된 제1 기계학습 구조를 구성하는 하나 이상의 인공 신경망들의 정보(또는, 인공 신경망들을 구성하는 파라미터들의 정보)에 대응될 수 있다. S920 단계에서 획득된 제1 학습 모델은, 송수신 노드들 간의 무선 채널 정보(이를테면, 제1 2D 도메인 상에서의 채널 정보)에 관련된 입력값이 입력되면, 제1 윈도우(이를테면, 송신 노드에서 사용되는 송신 윈도우)에 관련된 출력값을 출력할 수 있다.The first machine learning device may obtain a first learning model based on the updated first machine learning structure until the iterative learning ends. Here, the first learning model is information of one or more artificial neural networks constituting the first machine learning structure (or information of parameters constituting the artificial neural networks) that is finally updated through iterative learning described with reference to steps S910 and S920. can correspond to When an input value related to radio channel information (eg, channel information on the first 2D domain) between transmitting and receiving nodes is input, the first learning model acquired in step S920 is input, the first window (eg, transmission used in the transmitting node) window) can be output.

제1 기계학습 장치는 통신 시스템에 포함되는 복수의 통신 노드들 중 적어도 일부에, S920 단계에서 획득된 제1 학습 모델을 제공할 수 있다. 제1 학습 모델을 획득한 하나 이상의 통신 노드들은, 제1 학습 모델을 이용하여 환경 적응적으로 실시간 무선 신호의 송수신 절차를 수행할 수 있다(S930).The first machine learning device may provide the first learning model acquired in step S920 to at least some of the plurality of communication nodes included in the communication system. One or more communication nodes that have acquired the first learning model may perform a real-time radio signal transmission/reception procedure adaptively to the environment using the first learning model (S930).

이를테면, 제1 통신 노드는 실시간 제1 2D 도메인 채널 정보를 확인할 수 있다. 제1 통신 노드는 확인된 실시간 제1 2D 도메인 채널 정보에 기초하여, 제1 학습 모델에 입력할 입력값을 연산할 수 있다. 여기서, 입력값의 연산은 도 9를 참조하여 설명한 기계학습 방법의 일 실시예에서 가상 채널 정보 H v 로부터 제1 기계학습 구조의 입력값을 생성하는 연산과 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 통신 노드는 계산된 입력값을 제1 학습 모델에 입력할 수 있고, 제1 학습 모델에서의 연산을 거쳐서 출력되는 출력값을 획득할 수 있다. 제1 통신 노드는 출력된 출력값에 기초하여, 실시간 제1 윈도우를 계산할 수 있다. 여기서, 출력값에 기초한 실시간 윈도우의 계산은, 도 9를 참조하여 설명한 기계학습 방법의 일 실시예에서 출력값 u에 대한 연산을 통하여 제1 윈도우 U를 구성하는 연산과 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 학습 모델에 기초하여 생성된 실시간 윈도우는, 실시간 제1 2D 도메인 채널 정보에 기초하여 환경 적응적으로 생성된 것으로 볼 수 있다.For example, the first communication node may check real-time first 2D domain channel information. The first communication node may calculate an input value to be input to the first learning model based on the checked real-time first 2D domain channel information. Here, the calculation of the input value may be the same as or similar to the calculation of generating the input value of the first machine learning structure from the virtual channel information H v in an embodiment of the machine learning method described with reference to FIG. 9 . The first communication node may input the calculated input value to the first learning model, and obtain an output value through an operation in the first learning model. The first communication node may calculate a first window in real time based on the output value. Here, the calculation of the real-time window based on the output value may be the same as or similar to the calculation of configuring the first window U through the calculation of the output value u in one embodiment of the machine learning method described with reference to FIG. 9 . The real-time window generated based on the first learning model may be considered to be environment-adaptively generated based on real-time first 2D domain channel information.

제1 통신 노드가 송신 노드일 경우, 제1 통신 노드는 무선 신호 송신 시 제1 학습 모델에 기초하여 생성된 실시간 윈도우를 적용하여 송신 윈도잉을 수행할 수 있다. 제1 통신 노드가 수신 노드일 경우, 제1 통신 노드는 통신 시스템에서 다른 통신 노드(이를테면, 제2 통신 노드)가 제1 통신 노드에 전송하는 무선 신호가, 제1 학습 모델에 기초하여 생성된 실시간 윈도우와 동일 또는 유사한 송신 윈도우에 기초하여 송신되는 것으로 추정할 수 있고, 추정 결과에 따라 무선 신호를 수신할 수 있다.When the first communication node is a transmission node, the first communication node may perform transmission windowing by applying a real-time window generated based on the first learning model when transmitting a radio signal. When the first communication node is a receiving node, the first communication node generates a radio signal transmitted to the first communication node by another communication node (eg, a second communication node) in the communication system based on the first learning model. It can be estimated that it is transmitted based on the same or similar transmission window as the real-time window, and a radio signal can be received according to the estimation result.

제1 학습 모델은 제1 기계학습 장치가 수학식 11과 같이 정의되는 제1 손실함수의 값이 작아지도록 하는 방향으로의 기계학습을 반복 수행함으로써 생성될 수 있다. 다르게 표현하면, 제1 학습 모델은 MSE 억제를 위한 제2 손실함수 및 OOBE 억제를 위한 제3 손실함수의 값의 조합으로 정의되는 제1 손실함수의 값이 작아지도록 하는 방향으로의 반복 학습에 기초하여 생성될 수 있다. 이로 인하여, 제1 학습 모델은 OOBE의 발생을 억제하면서도 수신단(또는 수신 노드) 측에서의 신호 왜곡이 크게 발생하지 않도록 하는 송신 윈도우를 적응적으로 생성할 수 있다.The first learning model may be generated by repeatedly performing machine learning in a direction in which the first machine learning device reduces the value of the first loss function defined by Equation 11. In other words, the first learning model reduces the value of the first loss function defined as a combination of the values of the second loss function for MSE suppression and the third loss function for OOBE suppression. Based on repeated learning in the direction can be created by Due to this, the first learning model can adaptively generate a transmission window that suppresses the occurrence of OOBE and prevents signal distortion at the receiving end (or receiving node) side from occurring significantly.

기계학습 기반 통신 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 제1 기계학습 장치는 가상의 무선 신호 송수신 결과에 기초한 기계학습 동작을 반복 수행할 수 있다. 제1 기계학습 장치는, 제1 2차원 도메인(이를테면, OTFS 방식 등의 전송 방식에서 사용되는 2차원 도메인)에서의 무선 신호 전송에 사용되는 윈도우를 환경 적응적으로 생성하기 위한 제1 학습 모델을 생성할 수 있다. 통신 시스템의 하나 이상의 통신 노드들은, 제1 기계학습 장치에서 생성된 제1 학습 모델에 기초하여 실시간 통신 환경에 적합한 윈도우를 생성할 수 있고, 생성된 윈도우에 기초하여 실시간 통신을 수행할 수 있다. 이로써, 무선 신호 송수신 성능이 효율적으로 향상될 수 있다.According to an embodiment of the machine learning-based communication method and apparatus, the first machine learning apparatus may repeatedly perform a machine learning operation based on a result of transmitting and receiving a virtual wireless signal. The first machine learning device generates a first learning model for adaptively generating a window used for wireless signal transmission in a first two-dimensional domain (eg, a two-dimensional domain used in a transmission scheme such as the OTFS scheme) can create One or more communication nodes of the communication system may generate a window suitable for a real-time communication environment based on the first learning model generated by the first machine learning device, and perform real-time communication based on the created window. As a result, performance of transmitting and receiving radio signals can be efficiently improved.

Claims (1)

제1 장치의 동작 방법으로서,
가상의 무선 신호 송수신 결과에 기초한 기계학습 동작을 수행하는 단계; 및
상기 기계학습 동작을 수행하는 단계를 반복 수행함으로써 획득되는 제1 학습 모델을 출력하는 단계를 포함하며,
상기 기계학습 동작을 수행하는 단계는,
제1 2차원 도메인에서의 가상 채널 정보에 기초하여 생성된 입력값을 제1 기계학습 구조에 입력하여, 제1 윈도우에 대한 출력값을 획득하는 단계;
상기 제1 윈도우에 대한 출력값에 기초하여, 하나 이상의 전송 심볼들에 대응되는 가상 전송 신호를 생성하는 단계;
상기 가상 채널 정보 및 상기 가상 전송 신호에 기초하여, 가상 수신 신호 및 상기 가상 수신 신호에 대응되는 하나 이상의 복원 심볼들을 획득하는 단계; 및
상기 하나 이상의 전송 심볼들 및 상기 하나 이상의 복원 심볼들에 기초하여 정의된 손실함수에 기초하여, 상기 제1 기계학습 구조를 갱신하는 단계를 포함하는,
제1 장치의 동작 방법.
As a method of operating the first device,
performing a machine learning operation based on a result of transmitting and receiving a virtual wireless signal; and
And outputting a first learning model obtained by repeatedly performing the step of performing the machine learning operation,
The step of performing the machine learning operation,
obtaining an output value for a first window by inputting an input value generated based on virtual channel information in a first 2-dimensional domain to a first machine learning structure;
generating a virtual transmission signal corresponding to one or more transmission symbols based on an output value for the first window;
obtaining a virtual received signal and one or more reconstruction symbols corresponding to the virtual received signal, based on the virtual channel information and the virtual transmission signal; and
Based on a loss function defined based on the one or more transmission symbols and the one or more recovery symbols, updating the first machine learning structure.
Method of operation of the first device.
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