KR20240011153A - 무선 통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은 단말이 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하는 단계, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하는 단계 및 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS(intelligent reflecting surface) 반사 행렬(reflection matrix)를 설정하는 단계를 포함한다. 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송될 수 있다. 또한, 단말 동작 방법은 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하는 단계, 상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정하는 단계 및 상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
Description
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 무선 통신 시스템에서 채널 추정을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
특히, 많은 통신 기기들이 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존 RAT(radio access technology)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신 기술이 제안되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 mMTC(massive machine type communications) 뿐만 아니라 신뢰성 (reliability) 및 지연(latency) 민감한 서비스/UE(user equipment)를 고려한 통신 시스템이 제안되고 있다. 이를 위한 다양한 기술 구성들이 제안되고 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 채널 추정을 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 개시는 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface, IRS)을 포함하는 무선 통신 시스템에서 채널 추정을 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 개시의 실시 예들로부터 본 개시의 기술 구성이 적용되는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은 상기 단말이 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하는 단계, 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하는 단계 및 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS(intelligent reflecting surface) 반사 행렬(reflection matrix)를 설정하는 단계를 포함한다. 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송될 수 있다. 또한, 단말의 동작 방법은 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하는 단계, 상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정하는 단계 및 상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 단말은 TDD(time division duplexing)에 기초할 수 있다. 상기 프로코더 및 상기 컴바이너와 관련된 설정 정보를 상기 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 단말은 FDD(frequency division duplexing)에 기초할 수 있다. 상기 프리코더는 상기 CSI-RS에 기초한 아날로그 프리코더를 포함할 수 있다. 상기 컴바이너는 상기 CSI-RS에 기초한 아날로그 컴바이너를 포함할 수 있다. 상기 프리코더는 전력 할당 행렬에 기초한 베이스밴드(baseband) 프리코더를 포함할 수 있다. 상기 컴바이너는 서브캐리어(subcarrier)의 유효 채널에 기초한 베이스밴드 컴바이너를 포함할 수 있다. 상기 아날로그 프리코더 및 상기 아날로그 컴바이너는 행렬의 곱 연산에 기초할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예로서, 무선 통신 시스템에서 단말은 송수신기 및 상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 송수신기가 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하도록 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 송수신기가 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하도록 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS(intelligent reflecting surface) 반사 행렬(reflection matrix)를 설정할 수 있다. 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 송수신기가 상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 상기 단말은 TDD(time division duplexing)에 기초할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 송수신기가 프로코더 및 상기 컴바이너와 관련된 설정 정보를 상기 기지국에게 전송하도록 제어할 수 있다. 상기 단말은 FDD(frequency division duplexing)에 기초할 수 있다. 상기 프리코더는 상기 CSI-RS에 기초한 아날로그 프리코더를 포함한다. 상기 컴바이너는 상기 CSI-RS에 기초한 아날로그 컴바이너를 포함한다. 상기 프리코더는 전력 할당 행렬에 기초한 베이스밴드(baseband) 프리코더를 포함한다. 상기 컴바이너는 서브캐리어(subcarrier)의 유효 채널에 기초한 베이스밴드 컴바이너를 포함한다. 상기 아날로그 프리코더 및 상기 아날로그 컴바이너는 행렬의 곱 연산에 기초할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예로서, 통신 장치는 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행됨에 따라 동작들을 지시하는 명령어를 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 통신 장치가 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하도록 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 통신 장치가 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하도록 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 통신 장치가 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS 반사 행렬(reflection matrix)를 설정하도록 제어할 수 있다. 상기 CSI-RS는 IRS 반사 행렬을 통해 전송될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 통신 장치가 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하도록 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 통신 장치가 상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정하도록 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 통신 장치가 상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예로서, 적어도 하나의 명령어(instructions)을 저장하는 비-일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체(computer-readable medium)는 프로세서에 의해 실행 가능한(executable) 상기 적어도 하나의 명령어를 포함한다. 상기 적어도 하나의 명령어는 상기 컴퓨터 판독 가능 매체가 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하도록 지시할 수 있다. 상기 적어도 하나의 명령어는 상기 컴퓨터 판독 가능 매체가 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하도록 지시할 수 있다. 상기 적어도 하나의 명령어는 상기 컴퓨터 판독 가능 매체가 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS 반사 행렬(reflection matrix)를 설정하도록 지시할 수 있다. 상기 CSI-RS는 IRS 반사 행렬을 통해 전송될 수 있다. 상기 적어도 하나의 명령어는 상기 컴퓨터 판독 가능 매체가 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하도록 지시할 수 있다. 상기 적어도 하나의 명령어는 상기 컴퓨터 판독 가능 매체가 상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정하도록 지시할 수 있다. 상기 적어도 하나의 명령어는 상기 컴퓨터 판독 가능 매체가 상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하도록 지시할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예로서, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은 단말에게 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 전송하는 단계, 상기 단말로부터 프리코더 및 컴바이너와 관련된 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 설정 정보에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하는 단계, 상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 전송 빔포밍을 결정하는 단계 및 상기 결정된 전송 빔포밍에 기초하여 상기 단말에게 IRS(intelligent reflecting surface)를 통해 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 상기 설정 정보는 상기 CSI-RS에 기초하여 상기 단말이 설정한 프리코더 및 컴바이너에 대한 정보이다. 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송된다.
본 개시의 일 실시 예로서, 무선 통신 시스템에서 기지국은 송수신기 및 상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 송수신기가 단말에게 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 전송하도록 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 송수신기가 상기 단말로부터 프리코더 및 컴바이너와 관련된 설정 정보를 수신하도록 제어할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 설정 정보에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정할 수 있다. 상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 전송 빔포밍을 결정할 수 있다. 상기 결정된 전송 빔포밍에 기초하여 상기 단말에게 IRS(intelligent reflecting surface)를 통해 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 상기 설정 정보는 상기 CSI-RS에 기초하여 상기 단말이 설정한 프리코더 및 컴바이너에 대한 정보이다. 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송될 수 있다.
상술한 본 개시의 양태들은 본 개시의 바람직한 실시 예들 중 일부에 불과하며, 본 개시의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시 예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 개시의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 개시에 기초한 실시 예들에 의해 하기와 같은 효과가 있을 수 있다.
본 개시에 따르면, 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface, IRS)를 포함하는 무선 통신 시스템에서 채널 추정이 수행될 수 있다.
본 개시에 따르면, IRS 규모에 비례하는 트레이닝 시퀀스(training sequence)에 기초하여 채널 추정의 오버헤드가 감소될 수 있다.
본 개시에 따르면, massive MIMO(massive multi input multi output) 환경에서 효율적인 빔포밍이 수행될 수 있다.
본 개시에 따르면, 하이브리드 빔포머가 전디지털(fully-digital) 빔포머의 주파수 효율(spectral efficiency)을 달성할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 개시의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 개시의 기술 구성이 적용되는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시에서 서술하는 구성을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 개시의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 개시에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 개시에 대한 실시 예들을 제공할 수 있다. 다만, 본 개시의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미할 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용 가능한 통신 시스템 예시를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시에 적용 가능한 무선 기기의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시에 적용 가능한 무선 기기의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용 가능한 휴대 기기의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용 가능한 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시에 적용 가능한 AI(Artificial Intelligence)의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시에 적용 가능한 전송 신호를 처리하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시에 적용 가능한 IRS를 포함한 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시에 적용 가능한 하이브리드 빔포머의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 개시에 일 실시 예에 따른 결과를 도시한다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 단말 동작 절차의 일 예를 도시한다.
도 15는 본 개시에 적용 가능한 기지국 동작 절차의 일 예를 도시한다.
도 1은 본 개시에 적용 가능한 통신 시스템 예시를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시에 적용 가능한 무선 기기의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시에 적용 가능한 무선 기기의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용 가능한 휴대 기기의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용 가능한 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시에 적용 가능한 AI(Artificial Intelligence)의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시에 적용 가능한 전송 신호를 처리하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시에 적용 가능한 IRS를 포함한 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시에 적용 가능한 하이브리드 빔포머의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 개시에 일 실시 예에 따른 결과를 도시한다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 단말 동작 절차의 일 예를 도시한다.
도 15는 본 개시에 적용 가능한 기지국 동작 절차의 일 예를 도시한다.
이하의 실시 예들은 본 개시의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 개시의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 개시의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 개시의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 개시를 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 개시의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(eNode B), gNB(gNode B), ng-eNB, 발전된 기지국(advanced base station, ABS) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서 단말(terminal)은 사용자 기기(user equipment, UE), 이동국(mobile station, MS), 가입자국(subscriber station, SS), 이동 가입자 단말(mobile subscriber station, MSS), 이동 단말(mobile terminal) 또는 발전된 이동 단말(advanced mobile station, AMS) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크의 경우, 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크의 경우, 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템, 3GPP 5G(5th generation) NR(New Radio) 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 개시의 실시 예들은 3GPP TS(technical specification) 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 및 3GPP TS 38.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들은 다른 무선 접속 시스템에도 적용될 수 있으며, 상술한 시스템으로 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 3GPP 5G NR 시스템 이후에 적용되는 시스템에 대해서도 적용 가능할 수 있으며, 특정 시스템에 한정되지 않는다.
즉, 본 개시의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하, 본 개시에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 개시의 예시적인 실시 형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 개시의 기술 구성이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 개시의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 적용될 수 있다.
하기에서는 이하 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(e.g.(예, LTE, NR 등)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미할 수 있다. 세부적으로, 3GPP TS 36.xxx Release 10 이후의 LTE 기술은 LTE-A로 지칭되고, 3GPP TS 36.xxx Release 13 이후의 LTE 기술은 LTE-A pro로 지칭될 수 있다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미할 수 있다. 3GPP 6G는 TS Release 17 및/또는 Release 18 이후의 기술을 의미할 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR/6G는 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다.
본 개시에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 일 예로, 36.xxx 및 38.xxx 표준 문서를 참조할 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 통신 시스템
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 개시의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들 간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용되는 통신 시스템 예시를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 적용되는 통신 시스템(100)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR, LTE)을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(extended reality) 기기(100c), 휴대 기기(hand-held device)(100d), 가전(home appliance)(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI(artificial intelligence) 기기/서버(100g)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량(100b-1, 100b-2)은 UAV(unmanned aerial vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기(100c)는 AR(augmented reality)/VR(virtual reality)/MR(mixed reality) 기기를 포함하며, HMD(head-mounted device), 차량에 구비된 HUD(head-up display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기(100d)는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전(100e)은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기(100f)는 센서, 스마트 미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국(120), 네트워크(130)는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(120a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)을 통해 네트워크(130)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(130)를 통해 AI 서버(100g)와 연결될 수 있다. 네트워크(130)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)/네트워크(130)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국(120)/네트워크(130)를 통하지 않고 직접 통신(예, 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(예, V2V(vehicle to vehicle)/V2X(vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(100f)(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(120), 기지국(120)/기지국(120) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(예, relay, IAB(integrated access backhaul))과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 개시의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 통신 시스템
도 2는 본 개시에 적용될 수 있는 무선 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 무선 기기(200a)와 제2 무선 기기(200b)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(200a), 제2 무선 기기(200b)}은 도 1의 {무선 기기(100x), 기지국(120)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(200a)는 하나 이상의 프로세서(202a) 및 하나 이상의 메모리(204a)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206a) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(202a)는 메모리(204a) 및/또는 송수신기(206a)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202a)는 메모리(204a) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206a)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202a)는 송수신기(206a)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204a)에 저장할 수 있다. 메모리(204a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 프로세서(202a)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204a)는 프로세서(202a)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202a)와 메모리(204a)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208a)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206a)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(206a)는 RF(radio frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 개시에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제2 무선 기기(200b)는 하나 이상의 프로세서(202b), 하나 이상의 메모리(204b)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208b)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202b)는 메모리(204b) 및/또는 송수신기(206b)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202b)는 메모리(204b) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206b)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202b)는 송수신기(206b)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204b)에 저장할 수 있다. 메모리(204b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 프로세서(202b)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204b)는 프로세서(202b)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202b)와 메모리(204b)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208b)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206b)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206b)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 개시에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(200a, 200b)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 계층(예, PHY(physical), MAC(media access control), RLC(radio link control), PDCP(packet data convergence protocol), RRC(radio resource control), SDAP(service data adaptation protocol)와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(service data unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuit), 하나 이상의 DSP(digital signal processor), 하나 이상의 DSPD(digital signal processing device), 하나 이상의 PLD(programmable logic device) 또는 하나 이상의 FPGA(field programmable gate arrays)가 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 무선 기기 구조
도 3은 본 개시에 적용되는 무선 기기의 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 기기(300)는 도 2의 무선 기기(200a, 200b)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(300)는 통신부(310), 제어부(320), 메모리부(330) 및 추가 요소(340)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(312) 및 송수신기(들)(314)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(312)는 도 2의 하나 이상의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 하나 이상의 메모리(204a, 204b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(314)는 도 2의 하나 이상의 송수신기(206a, 206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)을 포함할 수 있다. 제어부(320)는 통신부(310), 메모리부(330) 및 추가 요소(340)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(320)는 메모리부(330)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(320)는 메모리부(330)에 저장된 정보를 통신부(310)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(310)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(330)에 저장할 수 있다.
추가 요소(340)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(340)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(input/output unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기(300)는 로봇(도 1, 100a), 차량(도 1, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 1, 100c), 휴대 기기(도 1, 100d), 가전(도 1, 100e), IoT 기기(도 1, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 1, 140), 기지국(도 1, 120), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 3에서 무선 기기(300) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(310)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(300) 내에서 제어부(320)와 통신부(310)는 유선으로 연결되며, 제어부(320)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(310)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(300) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(application processor), ECU(electronic control unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(330)는 RAM, DRAM(dynamic RAM), ROM, 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 개시가 적용 가능한 휴대 기기
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트 워치, 스마트 글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(mobile station), UT(user terminal), MSS(mobile subscriber station), SS(subscriber station), AMS(advanced mobile station) 또는 WT(wireless terminal)로 지칭될 수 있다.
도 4를 참조하면, 휴대 기기(400)는 안테나부(408), 통신부(410), 제어부(420), 메모리부(430), 전원공급부(440a), 인터페이스부(440b) 및 입출력부(440c)를 포함할 수 있다. 안테나부(408)는 통신부(410)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 410~430/440a~440c는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응한다.
통신부(410)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(420)는 휴대 기기(400)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(420)는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(430)는 휴대 기기(400)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(430)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(440a)는 휴대 기기(400)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(440b)는 휴대 기기(400)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(440b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(440c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(440c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(440d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(440c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(430)에 저장될 수 있다. 통신부(410)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(410)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(430)에 저장된 뒤, 입출력부(440c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 햅틱)로 출력될 수 있다.
본 개시가 적용 가능한 무선 기기 종류
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(aerial vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있으며, 차량의 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 5를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(500)은 안테나부(508), 통신부(510), 제어부(520), 구동부(540a), 전원공급부(540b), 센서부(540c) 및 자율 주행부(540d)를 포함할 수 있다. 안테나부(550)는 통신부(510)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 510/530/540a~540d는 각각 도 4의 블록 410/430/440에 대응한다.
통신부(510)는 다른 차량, 기지국(예, 기지국, 노변 기지국(road side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(520)는 차량 또는 자율 주행 차량(500)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(520)는 ECU(electronic control unit)를 포함할 수 있다.
도 6은 본 개시에 적용되는 AI 기기의 예시를 도시한 도면이다. 일 예로, AI 기기는 TV, 프로젝터, 스마트폰, PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), 라디오, 세탁기, 냉장고, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.
도 6을 참조하면, AI 기기(600)는 통신부(610), 제어부(620), 메모리부(630), 입/출력부(640a/640b), 러닝 프로세서부(640c) 및 센서부(640d)를 포함할 수 있다. 블록 610~630/640a~640d는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.
통신부(610)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 기기(예, 도 1, 100x, 120, 140)나 AI 서버(도 1, 140) 등의 외부 기기들과 유무선 신호(예, 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(610)는 메모리부(630) 내의 정보를 외부 기기로 전송하거나, 외부 기기로부터 수신된 신호를 메모리부(630)로 전달할 수 있다.
제어부(620)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 기기(600)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(620)는 AI 기기(600)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(620)는 러닝 프로세서부(640c) 또는 메모리부(630)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 기기(600)의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(620)는 AI 장치(600)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리부(630) 또는 러닝 프로세서부(640c)에 저장하거나, AI 서버(도 1, 140) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
메모리부(630)는 AI 기기(600)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리부(630)는 입력부(640a)로부터 얻은 데이터, 통신부(610)로부터 얻은 데이터, 러닝 프로세서부(640c)의 출력 데이터, 및 센싱부(640)로부터 얻은 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(630)는 제어부(620)의 동작/실행에 필요한 제어 정보 및/또는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.
입력부(640a)는 AI 기기(600)의 외부로부터 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 입력부(620)는 모델 학습을 위한 학습 데이터, 및 학습 모델이 적용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(640a)는 카메라, 마이크로폰 및/또는 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 출력부(640b)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. 출력부(640b)는 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센싱부(640)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 기기(600)의 내부 정보, AI 기기(600)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 얻을 수 있다. 센싱부(640)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다.
러닝 프로세서부(640c)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 러닝 프로세서부(640c)는 AI 서버(도 1, 140)의 러닝 프로세서부와 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다. 러닝 프로세서부(640c)는 통신부(610)를 통해 외부 기기로부터 수신된 정보, 및/또는 메모리부(630)에 저장된 정보를 처리할 수 있다. 또한, 러닝 프로세서부(640c)의 출력 값은 통신부(610)를 통해 외부 기기로 전송되거나/되고, 메모리부(630)에 저장될 수 있다.
도 7은 본 개시에 적용되는 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다. 일 예로, 전송 신호는 신호 처리 회로에 의해 처리될 수 있다. 이때, 신호 처리 회로(700)는 스크램블러(710), 변조기(720), 레이어 매퍼(730), 프리코더(740), 자원 매퍼(750), 신호 생성기(760)를 포함할 수 있다. 이때, 일 예로, 도 7의 동작/기능은 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 수행될 수 있다. 또한, 일 예로, 도 7의 하드웨어 요소는 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있다. 일 예로, 블록 710~760은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 710~750은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현되고, 블록 760은 도 2의 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다.
코드워드는 도 7의 신호 처리 회로(700)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다. 구체적으로, 코드워드는 스크램블러(710)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(720)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-binary phase shift keying), m-PSK(m-phase shift keying), m-QAM(m-quadrature amplitude modulation) 등을 포함할 수 있다.
복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(730)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(740)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(740)의 출력 z는 레이어 매퍼(730)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(740)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT(discrete fourier transform) 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(740)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.
자원 매퍼(750)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(760)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(760)는 IFFT(inverse fast fourier transform) 모듈 및 CP(cyclic prefix) 삽입기, DAC(digital-to-analog converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 7의 신호 처리 과정(710~760)의 역으로 구성될 수 있다. 일 예로, 무선 기기(예, 도 2의 200a, 200b)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(fast fourier transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.
6G 통신 시스템
6G (무선통신) 시스템은 (i) 디바이스 당 매우 높은 데이터 속도, (ii) 매우 많은 수의 연결된 디바이스들, (iii) 글로벌 연결성(global connectivity), (iv) 매우 낮은 지연, (v) 배터리-프리(battery-free) IoT 디바이스들의 에너지 소비를 낮추고, (vi) 초고신뢰성 연결, (vii) 머신 러닝 능력을 가지는 연결된 지능 등에 목적이 있다. 6G 시스템의 비젼은 "intelligent connectivity", "deep connectivity", "holographic connectivity", "ubiquitous connectivity"와 같은 4가지 측면일 수 있으며, 6G 시스템은 하기 표 1과 같은 요구 사항을 만족시킬 수 있다. 즉, 표 1은 6G 시스템의 요구 사항을 나타낸 표이다.
| Per device peak data rate | 1 Tbps |
| E2E latency | 1 ms |
| Maximum spectral efficiency | 100 bps/Hz |
| Mobility support | up to 1000 km/hr |
| Satellite integration | Fully |
| AI | Fully |
| Autonomous vehicle | Fully |
| XR | Fully |
| Haptic Communication | Fully |
이때, 6G 시스템은 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB), 초-저지연 통신(ultra-reliable low latency communications, URLLC), mMTC (massive machine type communications), AI 통합 통신(AI integrated communication), 촉각 인터넷(tactile internet), 높은 스루풋(high throughput), 높은 네트워크 능력(high network capacity), 높은 에너지 효율(high energy efficiency), 낮은 백홀 및 접근 네트워크 혼잡(low backhaul and access network congestion) 및 향상된 데이터 보안(enhanced data security)과 같은 핵심 요소(key factor)들을 가질 수 있다.
도 8은 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 6G 시스템은 5G 무선통신 시스템보다 50배 더 높은 동시 무선통신 연결성을 가질 것으로 예상된다. 5G의 핵심 요소(key feature)인 URLLC는 6G 통신에서 1ms보다 적은 단-대-단(end-to-end) 지연을 제공함으로써 보다 더 주요한 기술이 될 것으로 예상된다. 이때, 6G 시스템은 자주 사용되는 영역 스펙트럼 효율과 달리 체적 스펙트럼 효율이 훨씬 우수할 것이다. 6G 시스템은 매우 긴 배터리 수명과 에너지 수확을 위한 고급 배터리 기술을 제공할 수 있어, 6G 시스템에서 모바일 디바이스들은 별도로 충전될 필요가 없을 수 있다.
6G 시스템의 핵심 구현 기술
- 인공 지능(artificial Intelligence, AI)
6G 시스템에 가장 중요하며, 새로 도입될 기술은 AI이다. 4G 시스템에는 AI가 관여하지 않았다. 5G 시스템은 부분 또는 매우 제한된 AI를 지원할 것이다. 그러나, 6G 시스템은 완전히 자동화를 위해 AI가 지원될 것이다. 머신 러닝의 발전은 6G에서 실시간 통신을 위해 보다 지능적인 네트워크를 만들 것이다. 통신에 AI를 도입하면 실시간 데이터 전송이 간소화되고 향상될 수 있다. AI는 수많은 분석을 사용하여 복잡한 대상 작업이 수행되는 방식을 결정할 수 있다. 즉, AI는 효율성을 높이고 처리 지연을 줄일 수 있다.
핸드 오버, 네트워크 선택, 자원 스케줄링과 같은 시간 소모적인 작업은 AI를 사용함으로써 즉시 수행될 수 있다. AI는 M2M, 기계-대-인간 및 인간-대-기계 통신에서도 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, AI는 BCI(brain computer interface)에서 신속한 통신이 될 수 있다. AI 기반 통신 시스템은 메타 물질, 지능형 구조, 지능형 네트워크, 지능형 장치, 지능형 인지 라디오(radio), 자체 유지 무선 네트워크 및 머신 러닝에 의해 지원될 수 있다.
최근 AI를 무선 통신 시스템과 통합하려고 하는 시도들이 나타나고 있으나, 이는 어플리케이션 계층(application layer), 네트워크 계층(network layer) 특히, 딥 러닝은 무선 자원 관리 및 할당(wireless resource management and allocation) 분야에 집중되어 왔다. 그러나, 이러한 연구는 점점 MAC 계층 및 물리 계층으로 발전하고 있으며, 특히 물리계층에서 딥 러닝을 무선 전송(wireless transmission)과 결합하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. AI 기반의 물리계층 전송은, 근본적인 신호 처리 및 통신 메커니즘에 있어서, 전통적인 통신 프레임워크가 아니라 AI 드라이버에 기초한 신호 처리 및 통신 메커니즘을 적용하는 것을 의미한다. 예를 들어, 딥러닝 기반의 채널 코딩 및 디코딩(channel coding and decoding), 딥러닝 기반의 신호 추정(estimation) 및 검출(detection), 딥러닝 기반의 MIMO(multiple input multiple output) 매커니즘(mechanism), AI 기반의 자원 스케줄링(scheduling) 및 할당(allocation) 등을 포함할 수 있다.
머신 러닝은 채널 추정 및 채널 트래킹을 위해 사용될 수 있으며, DL(downlink)의 물리 계층(physical layer)에서 전력 할당(power allocation), 간섭 제거(interference cancellation) 등에 사용될 수 있다. 또한, 머신 러닝은 MIMO 시스템에서 안테나 선택, 전력 제어(power control), 심볼 검출(symbol detection) 등에도 사용될 수 있다.
그러나 물리계층에서의 전송을 위한 DNN의 적용은 아래와 같은 문제점이 있을 수 있다.
딥러닝 기반의 AI 알고리즘은 훈련 파라미터를 최적화하기 위해 수많은 훈련 데이터가 필요하다. 그러나 특정 채널 환경에서의 데이터를 훈련 데이터로 획득하는데 있어서의 한계로 인해, 오프라인 상에서 많은 훈련 데이터를 사용한다. 이는 특정 채널 환경에서 훈련 데이터에 대한 정적 훈련(static training)은, 무선 채널의 동적 특성 및 다이버시티(diversity) 사이에 모순(contradiction)이 생길 수 있다.
또한, 현재 딥 러닝은 주로 실제 신호(real signal)을 대상으로 한다. 그러나, 무선 통신의 물리 계층의 신호들은 복소 신호(complex signal)이다. 무선 통신 신호의 특성을 매칭시키기 위해 복소(complex) 도메인 신호의 검출하는 신경망(neural network)에 대한 연구가 더 필요하다.
이하, 머신 러닝에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
머신 러닝은 사람이 할 수 있거나 혹은 하기 어려운 작업을 대신해낼 수 있는 기계를 만들어 내기 위해 기계를 학습시키는 일련의 동작을 의미한다. 머신 러닝을 위해서는 데이터와 러닝 모델이 필요하다. 머신 러닝에서 데이터의 학습 방법은 크게 3가지 즉, 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning) 그리고 강화 학습(reinforcement learning)으로 구분될 수 있다.
신경망 학습은 출력의 오류를 최소화하기 위한 것이다. 신경망 학습은 반복적으로 학습 데이터를 신경망에 입력시키고 학습 데이터에 대한 신경망의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 신경망의 에러를 신경망의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation) 하여 신경망의 각 노드의 가중치를 업데이트하는 과정이다.
지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링된 학습 데이터를 사용하며 비지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 지도 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 신경망에 입력되고 신경망의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교하여 오차(error)가 계산될 수 있다. 계산된 오차는 신경망에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 신경망의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 신경망의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 신경망의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 신경망의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 신경망이 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다
데이터의 특징에 따라 학습 방법은 달라질 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템 상에서 송신단에서 전송한 데이터를 수신단에서 정확하게 예측하는 것을 목적으로 하는 경우, 비지도 학습 또는 강화 학습 보다는 지도 학습을 이용하여 학습을 수행하는 것이 바람직하다.
러닝 모델은 인간의 뇌에 해당하는 것으로서, 가장 기본적인 선형 모델을 생각할 수 있으나, 인공 신경망(artificial neural networks)와 같은 복잡성이 높은 신경망 구조를 러닝 모델로 사용하는 머신 러닝의 패러다임을 딥러닝(deep learning)이라 한다.
학습(learning) 방식으로 사용하는 신경망 코어(neural network cord)는 크게 심층 신경망(deep neural networks, DNN), 합성곱 신경망(convolutional deep neural networks, CNN), 순환 신경망(recurrent boltzmann machine, RNN) 방식이 있으며, 이러한 러닝 모델이 적용될 수 있다.
THz(Terahertz) 통신
6G 시스템에서 THz 통신이 적용될 수 있다. 일 예로, 데이터 전송률은 대역폭을 늘려 높일 수 있다. 이것은 넓은 대역폭으로 sub-THz 통신을 사용하고, 진보된 대규모 MIMO 기술을 적용하여 수행될 수 있다.
도 9는 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다. 일 예로, 도 9를 참조하면, 밀리미터 이하의 방사선으로도 알려진 THz파는 일반적으로 0.03mm-3mm 범위의 해당 파장을 가진 0.1THz와 10THz 사이의 주파수 대역을 나타낸다. 100GHz-300GHz 대역 범위(Sub THz 대역)는 셀룰러 통신을 위한 THz 대역의 주요 부분으로 간주된다. Sub-THz 대역 mmWave 대역에 추가하면 6G 셀룰러 통신 용량은 늘어난다. 정의된 THz 대역 중 300GHz-3THz는 원적외선 (IR) 주파수 대역에 있다. 300GHz-3THz 대역은 광 대역의 일부이지만 광 대역의 경계에 있으며, RF 대역 바로 뒤에 있다. 따라서, 이 300 GHz-3 THz 대역은 RF와 유사성을 나타낸다.
THz 통신의 주요 특성은 (i) 매우 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 광범위하게 사용 가능한 대역폭, (ii) 고주파에서 발생하는 높은 경로 손실 (고 지향성 안테나는 필수 불가결)을 포함한다. 높은 지향성 안테나에서 생성된 좁은 빔 폭은 간섭을 줄인다. THz 신호의 작은 파장은 훨씬 더 많은 수의 안테나 소자가 이 대역에서 동작하는 장치 및 BS에 통합될 수 있게 한다. 이를 통해 범위 제한을 극복할 수 있는 고급 적응형 배열 기술을 사용할 수 있다.
테라헤르츠(THz) 무선통신
도 10은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, THz 무선통신은 대략 0.1~10THz(1THz=1012Hz)의 진동수를 가지는 THz파를 이용하여 무선통신을 이용하는 것으로, 100GHz 이상의 매우 높은 캐리어 주파수를 사용하는 테라헤르츠(THz) 대역 무선통신을 의미할 수 있다. THz파는 RF(Radio Frequency)/밀리미터(mm)와 적외선 대역 사이에 위치하며, (i) 가시광/적외선에 비해 비금속/비분극성 물질을 잘 투과하며 RF/밀리미터파에 비해 파장이 짧아 높은 직진성을 가지며 빔 집속이 가능할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시 예
5G 통신 시스템은 더 높은 데이터 전송률을 위해 밀리미터파 대역을 활용하기 시작했다. mmWave 통신은 대역폭 부족 이슈(bandwidth shortage issue)를 해결할 수 있다. 또한, mmWave 통신은 높은 데이터 레이트(high data rate)를 달성할 수 있다.
매시브 다중 안테나(massive multiple input multiple output, massive MIMO) 기술은 밀리미터파의 강한 경로 손실 극복을 위하여 주목을 받고 있다. massive-MIMO의 경우, 트랜시버는 큰 안테나 어레이를 가질 수 있다. 많은 안테나를 사용하는 통신 장치가 디지털 빔포밍(digital beamforming)을 실행하기 위해서는 매우 큰 비용 및 전력이 발생한다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 낮은 차원을 가지는 베이스밴드(baseband) 빔포머(beamformer) 및 높은 차원을 가지는 아날로그(analog) 빔포머를 함께 사용하는 하이브리드 빔포밍(hybrid beamforming) 기법이 제안되었다.
밀리미터파를 활용하는 통신 시스템은 주위 환경 변화에 따라 통신 성능이 크게 변할 수 있다. 지능형 반사 표면(intelligent reflecting surface, IRS)은 최근 학계 및 산업계에서 활발히 연구되고 있으며, IRS는 수동 요소(passive element)만을 활용하여 통신 환경을 실시간으로 재구성할 수 있다. 수동 요소들만으로 이루어진 IRS의 표면은 비용이 저렴하다. IRS는 통신 환경에 친화적으로 설계될 수 있다. IRS는 mmWave 통신 시스템에서 성능(performance)를 증가시킬 수 있다. IRS는 massive MIMO 및 하이브리드 빔포밍 기술과 함께 밀리미터파 통신 시스템의 커버리지(coverage) 및 주파수 효율(spectral efficiency)을 향상시키는데 중요한 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 그러나, 밀리미터파 시스템을 위한 지능형 반사 표면 및 하이브리드 빔포머 설계 기법에 대한 기존 연구는 상당히 제한적으로 진행되었다. 기존의 연구들은 IRS 패턴 설계에 의해 어떻게 mmWave 채널들이 조절되는지(adjusted) 고려하지 않는다. 본 개시는 밀리미터파를 사용하는 OFDM MIMO 통신 시스템에서 IRS 설계 및 하이브리드 빔포밍 수행 기법을 제안한다. 이에 따라, 효율적인 빔포밍이 수행될 수 있다.
도 11은 본 개시에 적용 가능한 IRS를 포함한 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
본 개시는 single-user mmWave MIMO-OFDM 시스템에 적용될 수 있다. 본 개시의 IRS 반사 패턴 디자인은 mmWave 채널들의 angular spasity를 이용한다. 본 개시의 IRS 반사 패턴 디자인은 주파수 효율(spectral efficiency, SE)에 있어서 상당한 이득(gain)을 얻을 수 있다. 본 개시의 하이브리드 빔포머 디자인은 조정된 채널 매트릭스(adjusted channel matrices) 구조를 활용(leverage)할 수 있다. 또한, 본 개시의 하이브리드 빔포머 디자인은 전디지털(fully digital) 빔포밍의 성능을 달성할 수 있다.
본 개시에서, 세로 벡터와 행렬은 볼드체(boldface letter)로 표기될 수 있다. 복소수의 집합은 C로 표기될 수 있다. Ca×b는 a×b 크기의 복소수 행렬의 집합을 나타낸다. 전치(transpose)와 에르미트 전치 (Hermitian transpose)는 각각 (?)T 과 (?)H로 표기될 수 있다. [A](:,b)는 A의 b번째 열을 의미한다. 행렬 A의 a번째 행과 b번째 열에 있는 원소는 [A](a,b)로 나타낼 수 있다. [A](:,1:b) 는 A의 처음 b개의 열을 열 벡터(column vector)로 가지는 행렬이다. 행렬 A의 처음 a개의 행과 b개의 열로 이루어진 행렬은 [A](1:a,1:b)로 표기될 수 있다. A의 프로베니우스(Frobenius) norm과 행렬식값(determinant)은 각각 
와 det(A)으로 표기할 수 있다. 어떤 벡터 a에 대해, 그 요소를 대각 성분으로 가지는 대각 행렬은 diag(a)로 표기될 수 있다. 어떤 벡터 a에 대해, 그 
값은 
와 같이 표기될 수 있다. 평균 벡터 μ와 공분산 행렬(covariance matrix) Σ을 가지는 다변량 정규분포(multivariate normal distribution)는 
으로 표기될 수 있다. Ia는 a×a 크기의 단위 행렬(identity matrix)을 나타낸다. 임의의 실수 a와 b에 대하여a<b가 성립할 때, 함수 min(a,b)와 max(a,b)의 값은 각각 a와 b이다. 이하 본 개시에서 사용되는 약어들에 대해 설명한다.
아래 표 2는 본 개시에 사용되는 용어들을 나타낸다. 아래 첨자가 UL을 포함하는 경우 상향링크, DL을 포함하는 경우 하향링크에 대응된다.
본 개시는 밀리미터파를 사용하는 OFDM MIMO 통신 시스템에서 IRS 설계 및 하이브리드 빔포밍 수행 기법을 제안한다. 시스템은 총 K개의 부반송파가 사용된다고 가정한다. k번째 부반송파에서의 수신 신호는 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
각각의 부반송파에서 사용되는 프리코더는 송신 전력 제한 조건을 만족한다. (
).아날로그 프리코더 FRF와 컴바이너 WRF 의 원소의 절대값은 각각 
로 고정된다.
주파수 선택적 페이딩(frequency-selective fading)을 거치는 밀리미터파 채널은 다음 수학식 2a와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2a]
수학식2a에서,i는채널의인덱스(index)를나타낸다.
는 Hi[k]의 경로 개수를 나타낸다.
는 각각 Hi[k]의 q번째 경로의 소규모 페이딩(small-scale fading) 게인(gain), 수신 어레이 응답 벡터(array response vector), 송신 어레이 응답 벡터, 도래각의 방사(azimuth) 성분, 도래각의 상하(elevation) 성분, 발사각의 방사 성분 및 발사각의 상하 성분을 나타낸다.
주파수 선택적 페이딩(frequency-selective fading)을 거치는 밀리미터파 채널의 일 예는 다음 수학식 2b와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2b]
k번째 부반송파에서 달성할 수 있는 주파수 효율은 다음 수학식 3a와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3a]
수학식 3a에서, Rn[k]는 컴바이너가 적용된 n[k]의 공분산 행렬을 나타낸다. Htot[k]는 k번째 부반송파에서의 송신단과 수신단간의 전체 채널을 나타낸다. 본 개시는 주어진 채널 정보 
를 기반으로 OFDM 시스템의 총 주파수 효율 
을 증가시키는 IRS 행렬 Φ과 하이브리드 빔포머
를 설계하는 방법을 제안한다.
주파수 효율의 maximiazation problem은 다음 수학식 3b와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3b]
구체적으로, 본 개시는 상술한 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법을 제안한다. 첫 째로, IRS 행렬을 
가 증가하도록 설계한다. 둘 째로, WRF 및 FRF를 
하도록 설계한다. 셋 째로, 
를 고려할 때 최적인 
를 설계한다. 이하 구체적으로 설명한다.
이하 IRS 행렬 설계 방법에 대해서 설명한다.
밀리미터파 채널 Hi[k]의 수신 어레이 응답 행렬 
, 소규모 페이딩 행렬Gi[k] 및 송신 어레이 응답 행렬
을 다음 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 4]
수학식 4에서, i는 채널의 인덱스(index)를 나타낸다. 수학식 4는 일반성을 잃지 않으며, 수학식 4는 다음 수학식 5와 같은 가정을 만족한다.
[수학식 5]
상술한 수학식 4에 기초하여 상술한 수학식 2를 다음 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 6]
임의의 k번째 부반송파에서, HTI[k] 및 HIR[k]가 고려될 수 있다. HTI [k]의 경로들의 소규모 페이딩 중 가장 큰 절댓값을 가지는 α(TI,0)가 선택될 수 있다. 그리고, α(TI,0)에 대응되는 수신 어레이 응답 벡터 
가 선택될 수 있다. 이와 유사하게, HIR[k]의 경로 중 αIR,0에 대응되는 송신 어레이 응답 벡터 
가 선택될 수 있다. IRS 행렬 Φ은 다음 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 7a]
수학식 7a에 기초하여 다음 수학식 7b가 파생될 수 있다.
[수학식 7b]
제안된IRS 반사패턴은 IRS 반사행렬 Φ가 
를 증가시키도록 설계된다. 
는 
의 의 아이겐밸류(eigenvalues)와 함께 증가한다. 또한 각각의 k번째 부반송파에 대하여 다음 수학식 7c이 만족될 수 있다.
[수학식 7c]
또한, 제안된 IRS 반사 패턴은 다음 수학식 7d를 만족할 수 있다.
[수학식 7d]
IRS는 전형적으로(typically) 매우 많은 반사 요소(reflecting elements)를 배치(deploy)한다. 즉, M은 매우 크다. 따라서, 
은 상술한 시스템에서 크다.
도 12는 본 개시에 적용 가능한 하이브리드 빔포머의 일 예를 나타낸 도면이다.
아날로그 빔포밍은 1개의 RF 체인, 다수의 위상 천이기 및 신호 감쇠기로 구성되는 송수신 시스템 구조를 가진다. 전디지털(full digital) 빔포밍은 개별 안테나마다 RF 체인이 연결되며, 위상 천이기 및 신호 감쇠기와 같은 RF 회로들이 사용되지 않는다. 하이브리드 빔포밍은 안테나 수보다 적은 수의 RF 체인을 사용한다. 또한, 하이브리드 빔포밍은 베이스밴드에서 디지털 빔포머를 사용하고, RF 대역에서 아날로그 빔포머를 사용한다. 하이브리드 빔포밍은 massive MIMO 시스템에서 전디지털 베이스밴드 빔포밍(fully-digital baseband beamforming)을 대체할 수 있다. 도 12를 참고하면, 하이브리드 빔포머는 디지털 빔포머인 베이스밴드 프리코더(1202a, 1202b) 및 아날로그 빔포머인 RF 체인(1204a, 1204b)를 포함한다.
이하 아날로그 빔포머 설계 방법에 대해서 설명한다.
WRF 및 FRF를 다음 수학식 8a와 같이 설계하는 것이 목적이다.
[수학식 8a]
여기서, 모든 부반송파의 채널 행렬들 
를 고려해야 한다.
수학식 
에서 Φ는 상술한 수학식 7과 같이 설정되었다고 가정한다. 이 때, 송신단(TX)에서의 송신 어레이 응답 행렬 At 및 수신단(RX)에서의 수신 어레이 응답 행렬 Ar은 다음 수학식 8b와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 8b]
k번째 부반송파에 대하여, At에서 열 벡터를 선택하는 것은 다음 수학식 9a와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 9a]
임의의 k번째 부반송파에서, Htot[k] At 열 벡터 중 가장 큰 
을 가지는 
개의 벡터들이 선택될 수 있다. 선택된 벡터들의 집합이 수학식 9b의 (a)와 같이 표현될 수 있다. 이 때,
는 수학식 9b의 (b)와 같이 정의할 수 있다.
[수학식 9b]
k번째 부반송파에 대하여, Ar에서 열 벡터를 선택하는 것은 다음 수학식 10a와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 10a]
이와 유사하게, 
의 열 벡터 중 가장 큰 
을 가지는 
의 벡터들이 선택될 수 있다. 이 선택된 벡터들의 집합은 다음 수학식 10b의 (a)와 같이 표현될 수 있다. 이 때, 
는 다음 수학식 10b의 (b)와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 10b]
상술한 수학식 9, 수학식 10a 및 수학식 10b에서 정의된 행렬들에 기초하여 
및 
가 획득될 수 있다. 그리고, At의 열 벡터들 중에서 
의 열에 가장 자주 등장하는 
개의 벡터들이 선택될 수 있다. 선택된 벡터들은 아날로그 프리코더 FRF의 열 벡터들로 설정될 수 있다. 이와 유사하게, Ar의 열 벡터들 중에서
에 가장 자주 등장하는 
개의 벡터들이 선택될 수 있다. 그리고 선택된 벡터들이 아날로그 컴바이너 WRF의 열 벡터들로 설정될 수 있다.
다음 수학식 10c는 제안된 아날로그 빔포머 설계를 표현한다.
[수학식 10c]
이하, 베이스밴드 빔포머 설계에 대해서 설명한다.
베이스밴드 빔포머와 관련된 문제는 다음 수학식 11a와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 11a]
수학식 11b는 베이스밴드 빔포머와 관련하여 problem of interest가 감소하는 것을 나타낸다.
[수학식 11b]
수학식 11c는 상술한 problem의 최적해와 관련된 수학식을 나타낸다.
[수학식 11c]
수학식 1 및 수학식 2에서 상술한 방법으로 IRS 행렬 Φ, 아날로그 프리코더 FRF 및 아날로그 컴바이너 WRF가 설계되었다고 가정한다. 임의의 k번째 부반송파에서의 유효 채널 Heff [k]는 다음 수학식 11d의 (a)와 같이 표현될 수 있으며, 유효 채널의 특이값 분해(singular value decomposition)는 다음 수학식 11d의 (b)와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 11d]
수학식 11c는 일반성을 잃지 않으며, 수학식 11c는 다음 수학식 12와 같은 가정을 만족한다.
[수학식 12]
베이스밴드 프리코더 FBB [k] 및 베이스밴드 컴바이너 WBB[k]는 각각 다음 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 13]
수학식 13에서, 
는 전력 할당 행렬(power allocation matrix)이다. 각각의 전력은 다음 수학식 14 (a)와 같이 주어지며, η[k]는 다음 수학식 14 (b)를 만족하도록 선택되고, γ[k]는 다음 수학식 14 (c)와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 14]
또한, 제안된 베이스밴드 빔포머는 다음 수학식 15와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 15]
상술한 바에 따른 베이스밴드 빔포머 설계를 통해 전 디지털 빔포밍의 성능이 달성된다.
시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD) 통신 시스템에서, 송신단과 수신단은 각각 채널을 추정할 수 있다. 송신단 및 수신단은 기존의 채널 추정 방법을 이용하여 채널을 추정할 수 있다. 따라서, 수신단은 채널을 추정한 후에 상술한 IRS 설계 방법에 기초하여 IRS 요소들의 위상 값을 설정할 수 있다. 또한, 송신단도 채널을 추정한 후에 상술한 IRS 설계 방법에 기초하여 IRS 요소들의 위상 값을 설정할 수 있다. 그 후, 송신단 및 수신단은 상술한 아날로그 빔포머 설계 방법 및 베이스밴드 빔포머 설계 방법에 기초하여 각각 하이브리드 프리코더 및 컴바이너를 설계할 수 있다. 또한, 송신단 및 수신단은 하이브리드 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 통신할 수 있다.
주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplexing, FDD) 통신 시스템은 채널 상호성(reciprocity)을 가지지 않는다. 따라서, 수신단만 채널 정보를 추정한다. 수신단이 채널 정보에 기초하여 IRS 요소들의 위상 값을 설정할 수 있다. 그리고, 수신단은 상술한 아날로그 빔포머 설계 방법 및 베이스밴드 빔포머 설계 방법에 기초하여 하이브리드 프리코더 및 컴바이너를 설계할 수 있다. 수신단은 송신단에게 하이브리드 프리코더에 대한 정보 또는 채널 정보를 전달할 수 있다. 이에 따라, 송신단 및 수신단은 각각 프리코더 및 컴바이너를 활용하여 통신할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 개시에 일 실시 예에 따른 결과를 도시한다. 여기서, 송신단의 안테나, 수신단의 안테나 및 IRS 요소들이 각각 8*8, 4*4 및 16*16의 UPA 구조로 배치되어 있다고 가정한다. 송신 데이터 스트림 개수 및 RF 체인(chain)의 개수는 각각 
로 설정된다. Hi [k]의 경로 개수는 
로 가정한다. 잡은 전력은 
로 가정한다. K개의 부반송파의 송신 전력 제한의 합은 
로 표현될 수 있다. 각각의 
번째 부반송파의 송신 전력 제한은 PTX[k]=P/K로 가정한다. 도 13(a)는 K=16 개의 부반송파를 사용하는 OFDM 시스템에서, 상술한 IRS 행렬 및 하이브리드 빔포머 설계 기법(Proposed, hybrid)이 달성하는 주파수 효율을 P에대한 함수로 표현한다. 도 13(a)는 비교를 위해, IRS 행렬 설계 기법과 디지털 빔포밍을 함께 사용할 때의 결과(proposed, fully-digital)를 나타낸다. 또한, 도 13(a)는 디지털 빔포밍이 사용되면서 IRS 요소의 위상 값은 임의로 설정되는 경우(Random IRS, fully-digital) 및 IRS가 존재하지 않는 경우(Htot[k]=HTR[k])를 나타낸다. 도 13(a)를 참고하면, 상술한 IRS 설계 기법은 OFDM 시스템의 주파수 효율을 크게 증가시킨다. 또한, 도 13(a)는 상술한 바에 따라 설계된 하이브리드 빔포머가 사용된 경우의 성능이 디지털 빔포밍이 사용된 경우의 성능과 유사한 것을 나타낸다. 도 13(b)는 상술한 기법에 따른 IRS 행렬 및 하이브리드 빔포머가 K=64개의 부반송파를 사용하는 OFDM 시스템에서 달성하는 주파수 효율을 나타낸다. 도 13(b) 또한 상술한 기법이 활용되는 경우 OFDM 시스템에서 주파수 효율이 크게 향상되는 것을 나타낸다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 단말 동작 절차의 일 예를 도시한다.
S1401 단계에서, 단말은 기지국으로부터 IRS를 통해 참조 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 단말은 기지국으로부터 IRS를 통해 CSI-RS(channel status information-reference signal), DM-RS(demodulation-reference signal), SSB(synchronization signal block) 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 단말은 수신한 참조 신호에 대한 피드백을 기지국에게 전송할 수 있다. 일 예로, 단말은 수신한 CSI-RS에 대한 피드백을 기지국에게 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 단말은 수신한 DM-RS에 대한 피드백을 기지국에게 전송할 수 있다.
S1403 단계에서, 단말은 수신한 참조 신호에 기초하여 IRS 반사 행렬을 설정할 수 있다. 일 예로, 단말은 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS 반사 행렬을 설정할 수 있다. 또 다른 예로, 단말은 수신한 SSB에 기초하여 IRS 반사 행렬을 설정할 수 있다. 일 예로, 도 11 내지 도 13에서 상술한 바와 같이 단말은 IRS 반사 행렬을 설정할 수 있다.
S1405 단계에서, 단말은 프리코더 및 컴바이너를 설정할 수 있다. 일 예로, 단말은 수신한 참조 신호에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정할 수 있다. 또한, 단말은 설정된 IRS 반사 행렬에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정할 수 있다. 또한, 단말은 도 11 내지 도 13에서 상술한 바와 같이 프리코더 및 컴바이너를 설정할 수 있다. 일 예로, 프리코더 및 컴바이너는 기지국이 수신한 참조 신호에 기초한 아날로그 프리코더 및 아날로그 컴바이너를 각각 포함할 수 있다. 또한, 프리코더는 전력 할당 행렬에 기초한 베이스밴드 프리코더를 포함할 수 있다. 또한, 컴바이너는 서브캐리어의 유효 채널에 기초한 베이스밴드 컴바이너를 포함할 수 있다. 아날로그 프리코더 및 아날로그 컴바이너는 행렬의 곱 연산에 기초할 수 있다.
S1407 단계에서, 단말은 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 IRS를 통해 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 단말은 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정할 수 있다. 일 예로, 빔포밍은 단말의 신호 수신을 위한 수신 빔포밍과 단말의 신호 송신을 위한 송신 빔포밍을 포함할 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다. 즉, 단말은 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 IRS를 통해 신호를 수신하고, 이를 통해 단말이 사용하는 빔포밍을 결정할 수 있다. 그 후, 단말은 결정된 빔포밍에 기초하여 기지국으로부터 IRS를 통해 신호를 수신할 수 있다. 단말은 TDD 또는 FDD에 기초하여 채널을 추정할 수 있다. TDD의 경우, 기지국도 채널을 추정할 수 있다. 일 예로, 기지국은 단말로부터 수신한 참조신호의 피드백 정보에 기초하여 채널을 추정할 수 있다. 기지국은 채널 상호성(reciprocity)에 기초하여 채널을 추정할 수 있으며, 상술한 실시 예로 제한되지 않는다. FDD의 경우, 단말은 프리코더 및 컴바이너와 관련된 설정 정보를 기지국에게 전송할 수 있다. 기지국은 수신한 정보에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정할 수 있다.
도 15는 본 개시에 적용 가능한 기지국 동작 절차의 일 예를 도시한다.
S1501 단계에서, 기지국은 단말에게 IRS를 통해 참조신호를 전송할 수 있다. 기지국은 단말에게 IRS를 통해 CSI-RS(channel status information-reference signal), DM-RS(demodulation-reference signal), SSB(synchronization signal block) 중 적어도 하나를 전송할 수 있다. 기지국은 단말로부터 참조 신호의 피드백 정보를 수신할 수 있다. 또한, 기지국은 단말로부터 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)를 수신할 수 있다.
S1503 단계에서, 기지국은 프리코더 및 컴바이너와 관련된 설정 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, 도 11 내지 도 13에서 상술한 바와 같이 프리코더 및 컴바이너를 설정하고, 기지국에게 프리코더 및 컴바이너와 관련된 설정 정보를 전송할 수 있다. FDD의 경우, 기지국은 단말로부터 수신한 프리코더 및 컴바이너와 관련된 설정 정보에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정할 수 있다. TDD의 경우 기지국은 직접 채널을 추정하여 프리코더 및 컴바이너를 도 11 내지 도 13에서 상술한 바와 같이 설정할 수 있다.
S1503 단계에서, 기지국은 수신한 설정 정보에 기초하여 단말에게 IRS를 통해 신호를 전송할 수 있다. 즉, FDD의 경우, 기지국은 단말로부터 수신한 프리코더 및 컴바이너 설정 관련 정보에 기초하여 빔포밍을 결정할 수 있다. 그리고, 기지국은 결정된 빔포밍에 기초하여 단말에게 IRS를 통해 신호를 전송할 수 있다.
상기 설명한 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 개시의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있으므로, 일종의 제안 방식들로 간주될 수 있음은 명백한 사실이다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (또는 병합) 형태로 구현될 수도 있다. 상기 제안 방법들의 적용 여부 정보 (또는 상기 제안 방법들의 규칙들에 대한 정보)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시그널 (예: 물리 계층 시그널 또는 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 규칙이 정의될 수 있다.
본 개시는 본 개시에서 서술하는 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 개시의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 또는 3GPP2 시스템 등이 있다.
본 개시의 실시 예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave, THz 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
추가적으로, 본 개시의 실시 예들은 자유 주행 차량, 드론 등 다양한 애플리케이션에도 적용될 수 있다.
Claims (18)
- 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
상기 단말이 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하는 단계;
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하는 단계;
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS(intelligent reflecting surface) 반사 행렬(reflection matrix)를 설정하는 단계로써, 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송되고;
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하는 단계;
상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하는 단계;를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 단말은 TDD(time division duplexing)에 기초한, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 프리코더 및 상기 컴바이너와 관련된 설정 정보를 상기 기지국에게 전송하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 단말은 FDD(frequency division duplexing)에 기초한, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 프리코더는 상기 CSI-RS에 기초한 아날로그 프리코더를 포함하고,
상기 컴바이너는 상기 CSI-RS에 기초한 아날로그 컴바이너를 포함하는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 프리코더는 전력 할당 행렬에 기초한 베이스밴드(baseband) 프리코더를 포함하고,
상기 컴바이너는 서브캐리어(subcarrier)의 유효 채널에 기초한 베이스밴드 컴바이너를 포함하는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 아날로그 프리코더 및 상기 아날로그 컴바이너는 행렬의 곱 연산에 기초하는, 방법. - 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
송수신기; 및
상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 송수신기가 기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하도록 제어하고,
상기 송수신기가 상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하도록 제어하고,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS(intelligent reflecting surface) 반사 행렬(reflection matrix)를 설정하고, 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송되되,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하고,
상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정하고,
상기 송수신기가 상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하도록 제어하는, 단말. - 제8항에 있어서,
상기 단말은 TDD(time division duplexing)에 기초한, 단말. - 제8항에 있어서,
상기 프리코더 및 상기 컴바이너와 관련된 설정 정보를 상기 기지국에게 전송하는, 단말. - 제10항에 있어서,
상기 단말은 FDD(frequency division duplexing)에 기초한, 단말. - 제8항에 있어서,
상기 프리코더는 상기 CSI-RS에 기초한 아날로그 프리코더를 포함하고,
상기 컴바이너는 상기 CSI-RS에 기초한 아날로그 컴바이너를 포함하는, 단말. - 제12항에 있어서,
상기 프리코더는 전력 할당 행렬에 기초한 베이스밴드(baseband) 프리코더를 포함하고,
상기 컴바이너는 서브캐리어(subcarrier)의 유효 채널에 기초한 베이스밴드 컴바이너를 포함하는, 단말. - 제12항에 있어서,
상기 아날로그 프리코더 및 상기 아날로그 컴바이너는 행렬의 곱 연산에 기초하는, 단말. - 통신 장치에 있어서,
적어도 하나의 프로세서;
상기 적어도 하나의 프로세서와 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행됨에 따라 동작들을 지시하는 명령어를 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며,
상기 프로세서는 상기 통신 장치가,
기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하도록 제어하고,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하도록 제어하고,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS 반사 행렬(reflection matrix)를 설정하도록 제어하고, 상기 CSI-RS는 IRS 반사 행렬을 통해 전송되되,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하도록 제어하고,
상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정하도록 제어하고,
상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하도록 제어하는, 통신 장치. - 적어도 하나의 명령어(instructions)을 저장하는 비-일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체(computer-readable medium)에 있어서,
프로세서에 의해 실행 가능한(executable) 상기 적어도 하나의 명령어를 포함하며,
상기 적어도 하나의 명령어는 상기 컴퓨터 판독 가능 매체가,
기지국으로부터 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 수신하도록 지시하고,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 피드백을 전송하도록 지시하고,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 IRS 반사 행렬(reflection matrix)를 설정하도록 지시하고, 상기 CSI-RS는 IRS 반사 행렬을 통해 전송되되,
상기 수신한 CSI-RS에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하도록 지시하고,
상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 빔포밍을 결정하도록 지시하고,
상기 결정된 빔포밍에 기초하여 상기 기지국으로부터 상기 IRS를 통해 신호를 수신하도록 지시하는, 컴퓨터 판독 가능 매체. - 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
단말에게 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 전송하는 단계;
상기 단말로부터 프리코더 및 컴바이너와 관련된 설정 정보를 수신하는 단계;
상기 설정 정보에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하는 단계;
상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 전송 빔포밍을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 전송 빔포밍에 기초하여 상기 단말에게 IRS(intelligent reflecting surface)를 통해 신호를 전송하되,
상기 설정 정보는 상기 CSI-RS에 기초하여 상기 단말이 설정한 프리코더 및 컴바이너에 대한 정보이고, 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송되는, 방법. - 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
송수신기; 및
상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 송수신기가 단말에게 CSI-RS(channel status information-reference signal)를 전송하도록 제어하고,
상기 송수신기가 상기 단말로부터 프리코더 및 컴바이너와 관련된 설정 정보를 수신하도록 제어하고,
상기 설정 정보에 기초하여 프리코더 및 컴바이너를 설정하고,
상기 설정된 프리코더 및 컴바이너에 기초하여 전송 빔포밍을 결정하고,
상기 결정된 전송 빔포밍에 기초하여 상기 단말에게 IRS(intelligent reflecting surface)를 통해 신호를 전송하도록 제어하되,
상기 설정 정보는 상기 CSI-RS에 기초하여 상기 단말이 설정한 프리코더 및 컴바이너에 대한 정보이고, 상기 CSI-RS는 IRS를 통해 전송되는, 기지국.
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