KR20240026441A - Method and device for transmitting and receiving signals in a wireless communication system - Google Patents

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Abstract

본 개시에서는 무선 통신 시스템에서 단말 동작 방법을 제공할 수 있다. 단말 동작 방법은 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하는 단계, 기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신하는 단계, 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하는 단계, 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 단계, 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 IRS로 전송하는 단계 및 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신하는 단계를 포함할 수 있다.The present disclosure can provide a terminal operation method in a wireless communication system. The terminal operation method includes transmitting first index information related to the IRS control value to the IRS, receiving a reference signal to which first beamforming is applied from the base station through the IRS, and compensating value information and channel based on the received reference signal. Obtaining at least one of state information, updating first index information to second index information through at least one of compensation value information and channel state information, and transmitting the updated second index information to IRS. It may include receiving a reference signal to which the second beamforming is applied from the base station based on the step and the updated second index information through the IRS.

Description

무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치 Method and device for transmitting and receiving signals in a wireless communication system

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국이 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.The following description is about a wireless communication system and a method and device for transmitting and receiving signals between a terminal and a base station in a wireless communication system.

특히, 단말과 기지국은 지능형 반사 표면(Intelligent Reflect Surface, IRS)을 통해 무선 채널 환경을 제어하여 신호를 송수신하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.In particular, terminals and base stations can provide methods and devices for transmitting and receiving signals by controlling the wireless channel environment through an intelligent reflective surface (IRS).

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.Wireless access systems are being widely deployed to provide various types of communication services such as voice and data. In general, a wireless access system is a multiple access system that can support communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.). Examples of multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA) systems. division multiple access) systems, etc.

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 매시브 MTC (Machine Type Communications) 뿐만 아니라 신뢰성 (reliability) 및 지연(latency) 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템이 제안되고 있다. 이를 위한 다양한 기술 구성들이 제안되고 있다.In particular, as many communication devices require large communication capacity, enhanced mobile broadband (eMBB) communication technology is being proposed compared to the existing radio access technology (RAT). In addition, Massive MTC (Machine Type Communications), which connects multiple devices and objects to provide a variety of services anytime, anywhere, as well as communication systems that take reliability and latency-sensitive services/UE into consideration are being proposed. Various technological configurations are being proposed for this purpose.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a method and device for transmitting and receiving signals in a wireless communication system.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 지능형 반사판을 이용하여 단말과 기지국이 신호를 송수신하는 방법을 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a method for a terminal and a base station to transmit and receive signals using an intelligent reflector in a wireless communication system.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 지능형 무선 채널 환경(Smart Radio Environment, SRE)에 기초하여 단말과 기지국이 신호를 송수신하는 방법을 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a method for a terminal and a base station to transmit and receive signals based on an intelligent radio channel environment (Smart Radio Environment, SRE) in a wireless communication system.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 인공지능 시스템에 기초하여 수동형 지능형 반사판을 제어하는 방법을 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a method of controlling a passive intelligent reflector based on an artificial intelligence system in a wireless communication system.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 수동형 지능형 반사판을 제어하여 단말과 기지국이 신호를 송수신하는 방법을 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a method for a terminal and a base station to transmit and receive signals by controlling a passive intelligent reflector in a wireless communication system.

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.The technical objectives sought to be achieved by the present disclosure are not limited to the matters mentioned above, and other technical tasks not mentioned are subject to common knowledge in the technical field to which the technical configuration of the present disclosure is applied from the embodiments of the present disclosure described below. Can be considered by those who have.

본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 단말 동작 방법에 있어서, 지능형 반사판(Intelligent Reflect Surface, IRS) 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하는 단계, 기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신하는 단계, 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하는 단계, 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 단계, 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 IRS로 전송하는 단계 및 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신하는 단계를 포함할 수 있다.As an example of the present disclosure, in a method of operating a terminal in a wireless communication system, transmitting first index information related to an intelligent reflector (Intelligent Reflect Surface, IRS) control value to the IRS, a reference to which first beamforming is applied from a base station Receiving a signal through IRS, obtaining at least one of compensation value information and channel state information based on the received reference signal, first index information through at least one of compensation value information and channel state information updating with second index information, transmitting the updated second index information to the IRS, and receiving a reference signal to which the second beamforming is applied from the base station based on the updated second index information through the IRS. It can be included.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무선 통신 시스템에서 기지국 동작 방법에 있어서, 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 단말로 전송하는 단계, IRS를 통해 제 1 인덱스 정보에서 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 수신하는 단계 및 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 단말로 전송하는 단계를 포함하되, 단말은 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하고, 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 통해 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고, 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고, 제 2 인덱스 정보를 IRS로 전송할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, in a method of operating a base station in a wireless communication system, transmitting a reference signal to which first beamforming is applied to a terminal through IRS, the first signal updated in the first index information through IRS 2. Receiving index information and transmitting a reference signal to which second beamforming is applied to the terminal through IRS, wherein the terminal transmits first index information related to the IRS control value to IRS and performs first beamforming Obtain at least one of compensation value information and channel state information through this applied reference signal, update first index information to second index information through at least one of compensation value information and channel state information, and Index information can be transmitted to the IRS.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무선 통신 시스템의 단말에 있어서, 송수신기 및 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 송수신기를 통해 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하고, 송수신기를 통해 기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신하고, 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고, 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고, 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 IRS로 전송하고, 및 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, a terminal of a wireless communication system includes a transceiver and a processor connected to the transceiver, and the processor transmits first index information related to the IRS control value to the IRS through the transceiver, Receive a reference signal to which first beamforming is applied from the base station through the transceiver through IRS, obtain at least one of compensation value information and channel state information based on the received reference signal, and obtain compensation value information and channel state information updating the first index information to the second index information through at least one of the following, transmitting the updated second index information to the IRS, and applying second beamforming from the base station based on the updated second index information. The signal can be received through IRS.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서, 송수신기 및 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 송수신기를 통해 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 단말로 전송하고, 송수신기를 통해 IRS를 통해 제 1 인덱스 정보에서 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 수신하고, 및 송수신기를 통해 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 단말로 전송하되, 단말은 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하고, 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 통해 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고, 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고, 제 2 인덱스 정보를 IRS로 전송할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, a base station of a wireless communication system includes a transceiver and a processor connected to the transceiver, and the processor transmits a reference signal to which first beamforming is applied through the transceiver to the terminal through IRS. And, receive the second index information updated from the first index information through the IRS through the transceiver, and transmit a reference signal to which the second beamforming is applied through the transceiver to the terminal through the IRS, and the terminal receives the IRS control value and Transmit related first index information to IRS, obtain at least one of compensation value information and channel state information through a reference signal to which first beamforming is applied, and obtain at least one of compensation value information and channel state information through at least one of compensation value information and channel state information. The first index information can be updated with the second index information, and the second index information can be transmitted to the IRS.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 적어도 하나의 메모리 및 적어도 하나의 메모리들과 기능적으로 연결되어 있는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 장치에 있어서, 적어도 하나의 프로세서는 장치가, IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하고, 기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신하고, 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고, 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고, 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 IRS로 전송하고, 및 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, in a device including at least one memory and at least one processor functionally connected to the at least one memory, the at least one processor is configured to: Transmit related first index information to the IRS, receive a reference signal to which first beamforming is applied from the base station through the IRS, and obtain at least one of compensation value information and channel state information based on the received reference signal, and , updating the first index information with second index information through at least one of compensation value information and channel state information, transmitting the updated second index information to IRS, and base station based on the updated second index information. A reference signal to which the second beamforming is applied can be received through IRS.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 적어도 하나의 명령어(instructions)을 저장하는 비-일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체(computer-readable medium)에 있어서, 프로세서에 의해 실행 가능한(executable) 적어도 하나의 명령어를 포함하며, 적어도 하나의 명령어는, 장치가 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하고, 기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신하고, 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고, 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고, 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 IRS로 전송하고, 및 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신할 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present disclosure, in a non-transitory computer-readable medium storing at least one instruction, executable by a processor It includes at least one command, wherein the at least one command is such that the device transmits first index information related to the IRS control value to the IRS, receives a reference signal to which first beamforming is applied from the base station through the IRS, and receives the first index information related to the IRS control value. Obtain at least one of compensation value information and channel state information based on the reference signal, update first index information to second index information through at least one of compensation value information and channel state information, and update the first index information with second index information. 2 Index information can be transmitted to the IRS, and a reference signal to which the second beamforming is applied can be received from the base station based on the updated second index information through the IRS.

다음의 사항들은 상술한 기지국, 단말, 장치 및 컴퓨터 기록 매체에 공통으로 적용될 수 있다.The following matters can be commonly applied to the above-described base stations, terminals, devices, and computer recording media.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, IRS 제어 값은 인덱스 정보에 기초하여 결정되고, 결정된 IRS 제어 값에 기초하여 IRS 소자(element) 내의 각각의 위상 값이 결정될 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present disclosure, the IRS control value may be determined based on index information, and each phase value within the IRS element may be determined based on the determined IRS control value.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 인덱스 정보는 IRS 방향벡터 집합에 기초한 코드북을 통해 생성되는 정보이며, 인덱스 정보는 IRS 방위각에 기초한 제 1 인자 및 IRS 고도각에 기초한 제 2 인자로 구성될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the index information is information generated through a codebook based on an IRS direction vector set, and the index information is composed of a first factor based on the IRS azimuth and a second factor based on the IRS elevation angle. You can.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 단말은 기지국으로부터 초기 값 설정을 위한 참조신호를 수신하고, 수신한 초기 값 설정을 위한 참조신호를 통해 획득한 채널 상태 정보 및 단말의 위치 정보를 기지국으로 피드백하고, 단말은 기지국이 수신한 채널 상태 정보 및 단말의 위치 정보에 기초하여 도출한 인공지능 초기 값 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the terminal receives a reference signal for setting the initial value from the base station, and sends the channel state information and the location information of the terminal obtained through the received reference signal for setting the initial value to the base station. Feedback is provided, and the terminal can receive artificial intelligence initial value information derived from the base station based on the channel state information received by the base station and the location information of the terminal.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 단말은 인덱스 정보와 관련된 후보 집합 정보를 기지국으로부터 더 수신할 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present disclosure, the terminal may further receive candidate set information related to index information from the base station.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 단말은 수신한 인공지능 초기 값 정보 및 후보 집합 정보에 기초하여 제 1 인덱스 정보를 도출할 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present disclosure, the terminal may derive first index information based on the received artificial intelligence initial value information and candidate set information.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 기지국은 IRS와 초기 설정을 수행할 때 IRS의 위치에 기초하여 제 1 빔포밍을 결정할 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present disclosure, the base station may determine the first beamforming based on the location of the IRS when performing initial setup with the IRS.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, IRS가 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, IRS는 기지국으로 제 2 인덱스 정보를 포함하는 무선환경 변경 완료 신호를 전송하고, 기지국은 제 2 인덱스 정보에 기초하여 제 2 빔포밍을 결정할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, when the IRS updates the first index information with the second index information, the IRS transmits a wireless environment change completion signal including the second index information to the base station, and the base station 2 The second beamforming may be determined based on the index information.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 단말은 인공지능 빔 선택기를 포함하고, 인공지능 빔 선택기는 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the terminal includes an artificial intelligence beam selector, and the artificial intelligence beam selector updates the first index information to the second index information through at least one of compensation value information and channel state information. can do.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 인공지능 빔 선택기는 MAB(multi-armed bandit) AI(artificial intelligence) 학습모델 또는 강화학습 학습모델 중 어느 하나에 기초하여 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the artificial intelligence beam selector converts first index information into second index information based on either a multi-armed bandit (MAB) artificial intelligence (AI) learning model or a reinforcement learning learning model. You can update it with .

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 인공지능 빔 선택기가 MAB AI 학습모델에 기초하여 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, 보상 값 정보에 기초한 학습을 통해 제 2 인덱스 정보를 획득할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, when the artificial intelligence beam selector updates the first index information to the second index information based on the MAB AI learning model, the second index information is updated through learning based on compensation value information. It can be obtained.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 인공지능 빔 선택기가 강화학습 학습모델에 기초하여 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, 제 1 인덱스 정보에 기초하여 상태 정보가 설정되고, 상태 정보 및 보상 값 정보에 기초한 학습을 통해 제 2 인덱스 정보를 획득할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, when the artificial intelligence beam selector updates the first index information with the second index information based on the reinforcement learning learning model, state information is set based on the first index information, Second index information can be obtained through learning based on state information and compensation value information.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따라, 단말은 IRS 성능 측정기를 포함하고, IRS 성능 측정기는 참조신호를 통해 획득되는 채널 관련 정보를 이용하여 보상 값 정보를 생성할 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present disclosure, the terminal includes an IRS performance meter, and the IRS performance meter may generate compensation value information using channel-related information obtained through a reference signal.

상술한 본 개시의 양태들은 본 개시의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본 개시의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 개시의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.The above-described aspects of the present disclosure are only some of the preferred embodiments of the present disclosure, and various embodiments reflecting the technical features of the present disclosure can be understood by those skilled in the art. It can be derived and understood based on explanation.

본 개시에 기초한 실시예들에 의해 하기와 같은 효과가 있을 수 있다.The following effects may be achieved by embodiments based on the present disclosure.

본 개시에 기초한 실시예들에서 지능형 반사판을 이용하여 단말과 기지국이 신호를 송수신하는 방법을 제공할 수 있다.Embodiments based on the present disclosure can provide a method for a terminal and a base station to transmit and receive signals using an intelligent reflector.

본 개시에 기초한 실시예들에서 지능형 무선 채널 환경에 기초하여 단말과 기지국이 신호를 송수신하는 방법을 제공할 수 있다.Embodiments based on the present disclosure can provide a method for a terminal and a base station to transmit and receive signals based on an intelligent wireless channel environment.

본 개시에 기초한 실시예들에서 인공지능 시스템에 기초하여 수동형 지능형 반사판을 제어하는 방법을 제공할 수 있다.Embodiments based on the present disclosure may provide a method for controlling a passive intelligent reflector based on an artificial intelligence system.

본 개시에 기초한 실시예들에서 수동형 지능형 반사판을 제어하여 단말과 기지국이 신호를 송수신하는 방법을 제공할 수 있다.Embodiments based on the present disclosure can provide a method for a terminal and a base station to transmit and receive signals by controlling a passive intelligent reflector.

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.The effects that can be obtained from the embodiments of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be found in the technical field to which the technical configuration of the present disclosure is applied from the description of the embodiments of the present disclosure below. It can be clearly derived and understood by those with ordinary knowledge. That is, unintended effects resulting from implementing the configuration described in this disclosure may also be derived by a person skilled in the art from the embodiments of this disclosure.

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 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라 무선 채널 환경을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 지능형 무선 환경을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라, 기존 무선 채널 환경 및 지능형 무선 채널 환경을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라 지능형 무선 채널 환경에서 최적화를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따라 신뢰 구간을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따라 수동형 기반 지능형 무선 채널 환경에서 최적화를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따라 최적화된 지능형 무선 환경(SRE)를 설정하기 위해 기지국, 단말 및 IRS 상호 간의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말에 인공지능 빔 선택기가 구현되는 경우에 기지국, IRS 및 단말 상호 간의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따라 최적화된 지능형 무선환경을 설정하는 방법을 나타낸 순서도일 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라 강화학습을 사용하여 SRE 인공지능 시스템 구조를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 18에 기초하여 환경(environment)의 구성요소를 좀 더 세분화한 도면일 수 있다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 빔 선택기에서 환경구성 요소 중 단말과 기지국의 사용 블록을 도시화한 도면이다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 빔 선택기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따라 MAB AI를 통해 인공지능 빔 선택기를 구현하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따라 강화학습을 통해 인공지능 빔 선택기를 구현하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따라 greedy 방법을 사용하여 total regret을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 개의 일 실시예에 따라, IRS 성능 측정기의 구조를 나타내고 있다.
도 26은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 초기 값을 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 27은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 빔 선택기가 단말에 구현된 경우일 수 있다.
도 28은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 초기 값 설정기가 포함된 SRE 인공지능 시스템 구조를 나타낸 도면이다.
도 29는 본 개시에 적용 가능한 인공지능 코딩 초기값 설정기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 30은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 시스템에 기초하여 무선환경 최적화를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
The drawings attached below are intended to aid understanding of the present disclosure and may provide embodiments of the present disclosure along with a detailed description. However, the technical features of the present disclosure are not limited to specific drawings, and the features disclosed in each drawing may be combined to form a new embodiment. Reference numerals in each drawing may refer to structural elements.
1 is a diagram showing an example of a communication system applicable to the present disclosure.
Figure 2 is a diagram showing an example of a wireless device applicable to the present disclosure.
Figure 3 is a diagram showing another example of a wireless device applicable to the present disclosure.
Figure 4 is a diagram showing an example of a portable device applicable to the present disclosure.
Figure 5 is a diagram showing an example of a vehicle or autonomous vehicle applicable to the present disclosure.
Figure 6 is a diagram showing an example of AI (Artificial Intelligence) applicable to the present disclosure.
Figure 7 is a diagram showing an example of a communication structure that can be provided in a 6G system applicable to the present disclosure.
Figure 8 is a diagram showing an electromagnetic spectrum applicable to the present disclosure.
Figure 9 is a diagram showing a wireless channel environment according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 10 is a diagram showing an intelligent wireless environment according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 11 is a diagram showing an existing wireless channel environment and an intelligent wireless channel environment, according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of performing optimization in an intelligent wireless channel environment according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 13 is a diagram showing a confidence interval according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 14 is a diagram illustrating a method of performing optimization in a passive-based intelligent wireless channel environment according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 15 is a diagram illustrating signal flows between a base station, a terminal, and an IRS to set up an optimized intelligent wireless environment (SRE) according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 16 is a diagram illustrating the signal flow between the base station, IRS, and terminal when an artificial intelligence beam selector is implemented in the terminal according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 17 may be a flowchart showing a method of setting an optimized intelligent wireless environment according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 18 is a diagram showing the structure of an SRE artificial intelligence system using reinforcement learning according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 19 may be a more detailed diagram of the components of the environment based on FIG. 18.
FIG. 20 is a diagram illustrating blocks used by a terminal and a base station among environmental components in an artificial intelligence beam selector according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 21 is a diagram showing the structure of an artificial intelligence beam selector according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 22 is a diagram showing a method of implementing an artificial intelligence beam selector through MAB AI according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 23 is a diagram showing a method of implementing an artificial intelligence beam selector through reinforcement learning according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 24 is a diagram showing total regret using the greedy method according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 25 shows the structure of an IRS performance meter, according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 26 is a diagram showing a method of setting the initial value of artificial intelligence according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 27 may be a case where an artificial intelligence beam selector is implemented in a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 28 is a diagram showing the structure of an SRE artificial intelligence system including an artificial intelligence initial value setter according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 29 is a diagram showing an example of an artificial intelligence coding initial value setter applicable to the present disclosure.
Figure 30 is a diagram showing a method of performing wireless environment optimization based on an artificial intelligence system according to an embodiment of the present disclosure.

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.The following embodiments combine the elements and features of the present disclosure in a predetermined form. Each component or feature may be considered optional unless explicitly stated otherwise. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. Additionally, some components and/or features may be combined to configure an embodiment of the present disclosure. The order of operations described in embodiments of the present disclosure may be changed. Some features or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding features or features of another embodiment.

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.In the description of the drawings, procedures or steps that may obscure the gist of the present disclosure are not described, and procedures or steps that can be understood by a person skilled in the art are not described.

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.Throughout the specification, when a part is said to “comprise or include” a certain element, this means that it does not exclude other elements but may further include other elements, unless specifically stated to the contrary. do. In addition, terms such as "... unit", "... unit", and "module" used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which refers to hardware, software, or a combination of hardware and software. It can be implemented as: Additionally, the terms “a or an,” “one,” “the,” and similar related terms may be used differently herein in the context of describing the present disclosure (particularly in the context of the claims below). It may be used in both singular and plural terms, unless indicated otherwise or clearly contradicted by context.

본 명세서에서 본 개시의 실시예들은 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.In this specification, embodiments of the present disclosure have been described focusing on the data transmission and reception relationship between the base station and the mobile station. Here, the base station is meant as a terminal node of the network that directly communicates with the mobile station. Certain operations described in this document as being performed by the base station may, in some cases, be performed by an upper node of the base station.

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.That is, in a network comprised of a plurality of network nodes including a base station, various operations performed for communication with a mobile station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station. At this time, 'base station' is a term such as fixed station, Node B, eNB (eNode B), gNB (gNode B), ng-eNB, advanced base station (ABS), or access point. It can be replaced by .

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.Additionally, in embodiments of the present disclosure, a terminal may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), It can be replaced with terms such as mobile terminal or advanced mobile station (AMS).

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.Additionally, the transmitting end refers to a fixed and/or mobile node that provides a data service or a voice service, and the receiving end refers to a fixed and/or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in the case of uplink, the mobile station can be the transmitting end and the base station can be the receiving end. Likewise, in the case of downlink, the mobile station can be the receiving end and the base station can be the transmitting end.

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.Embodiments of the present disclosure include wireless access systems such as the IEEE 802.xx system, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) system, 3GPP LTE (Long Term Evolution) system, 3GPP 5G (5th generation) NR (New Radio) system, and 3GPP2 system. It may be supported by at least one standard document disclosed in one, and in particular, embodiments of the present disclosure are supported by the 3GPP TS (technical specification) 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 and 3GPP TS 38.331 documents. It can be.

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.Additionally, embodiments of the present disclosure can be applied to other wireless access systems and are not limited to the above-described systems. As an example, it may be applicable to systems applied after the 3GPP 5G NR system and is not limited to a specific system.

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.That is, obvious steps or parts that are not described among the embodiments of the present disclosure can be explained with reference to the documents. Additionally, all terms disclosed in this document can be explained by the standard document.

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.Hereinafter, preferred embodiments according to the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings. The detailed description to be disclosed below along with the accompanying drawings is intended to describe exemplary embodiments of the present disclosure, and is not intended to represent the only embodiments in which the technical features of the present disclosure may be practiced.

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.In addition, specific terms used in the embodiments of the present disclosure are provided to aid understanding of the present disclosure, and the use of such specific terms may be changed to other forms without departing from the technical spirit of the present disclosure.

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.The following technologies include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), and single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA). It can be applied to various wireless access systems.

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.In the following, for clarity of explanation, the description is based on the 3GPP communication system (e.g., LTE, NR, etc.), but the technical idea of the present invention is not limited thereto. LTE is 3GPP TS 36.xxx Release 8 and later. In detail, LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 10 may be referred to as LTE-A, and LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 13 may be referred to as LTE-A pro. 3GPP NR may refer to technology after TS 38.xxx Release 15. 3GPP 6G may refer to technology after TS Release 17 and/or Release 18. “xxx” refers to the standard document detail number. LTE/NR/6G can be collectively referred to as a 3GPP system.

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.Regarding background technology, terms, abbreviations, etc. used in the present disclosure, reference may be made to matters described in standard documents published prior to the present invention. As an example, you can refer to the 36.xxx and 38.xxx standard documents.

본 개시에 적용 가능한 통신 시스템Communication systems applicable to this disclosure

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.Although not limited thereto, the various descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts of the present disclosure disclosed in this document can be applied to various fields requiring wireless communication/connection (e.g., 5G) between devices. there is.

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.Hereinafter, a more detailed example will be provided with reference to the drawings. In the following drawings/descriptions, identical reference numerals may illustrate identical or corresponding hardware blocks, software blocks, or functional blocks, unless otherwise noted.

도 1은 본 개시에 적용되는 통신 시스템 예시를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a communication system applied to the present disclosure.

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.Referring to FIG. 1, the communication system 100 applied to the present disclosure includes a wireless device, a base station, and a network. Here, a wireless device refers to a device that performs communication using wireless access technology (e.g., 5G NR, LTE) and may be referred to as a communication/wireless/5G device. Although not limited thereto, wireless devices include robots (100a), vehicles (100b-1, 100b-2), extended reality (XR) devices (100c), hand-held devices (100d), and home appliances (100d). appliance) (100e), IoT (Internet of Thing) device (100f), and AI (artificial intelligence) device/server (100g). For example, vehicles may include vehicles equipped with wireless communication functions, autonomous vehicles, vehicles capable of inter-vehicle communication, etc. Here, the vehicles 100b-1 and 100b-2 may include an unmanned aerial vehicle (UAV) (eg, a drone). The XR device 100c includes augmented reality (AR)/virtual reality (VR)/mixed reality (MR) devices, including a head-mounted device (HMD), a head-up display (HUD) installed in a vehicle, a television, It can be implemented in the form of smartphones, computers, wearable devices, home appliances, digital signage, vehicles, robots, etc. The mobile device 100d may include a smartphone, smart pad, wearable device (eg, smart watch, smart glasses), computer (eg, laptop, etc.), etc. Home appliances 100e may include a TV, refrigerator, washing machine, etc. IoT device 100f may include sensors, smart meters, etc. For example, the base station 120 and the network 130 may also be implemented as wireless devices, and a specific wireless device 120a may operate as a base station/network node for other wireless devices.

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.Wireless devices 100a to 100f may be connected to the network 130 through the base station 120. AI technology may be applied to the wireless devices 100a to 100f, and the wireless devices 100a to 100f may be connected to the AI server 100g through the network 130. The network 130 may be configured using a 3G network, 4G (eg, LTE) network, or 5G (eg, NR) network. Wireless devices 100a to 100f may communicate with each other through the base station 120/network 130, but communicate directly (e.g., sidelink communication) without going through the base station 120/network 130. You may. For example, vehicles 100b-1 and 100b-2 may communicate directly (eg, vehicle to vehicle (V2V)/vehicle to everything (V2X) communication). Additionally, the IoT device 100f (eg, sensor) may communicate directly with other IoT devices (eg, sensor) or other wireless devices 100a to 100f.

본 개시에 적용 가능한 통신 시스템Communication systems applicable to this disclosure

도 2는 본 개시에 적용될 수 있는 무선 기기의 예시를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wireless device applicable to the present disclosure.

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.Referring to FIG. 2, the first wireless device 200a and the second wireless device 200b can transmit and receive wireless signals through various wireless access technologies (eg, LTE, NR). Here, {first wireless device 200a, second wireless device 200b} refers to {wireless device 100x, base station 120} and/or {wireless device 100x, wireless device 100x) in FIG. } can be responded to.

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.The first wireless device 200a includes one or more processors 202a and one or more memories 204a, and may further include one or more transceivers 206a and/or one or more antennas 208a. Processor 202a controls memory 204a and/or transceiver 206a and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flowcharts disclosed herein. For example, the processor 202a may process information in the memory 204a to generate first information/signal and then transmit a wireless signal including the first information/signal through the transceiver 206a. Additionally, the processor 202a may receive a wireless signal including the second information/signal through the transceiver 206a and then store information obtained from signal processing of the second information/signal in the memory 204a. The memory 204a may be connected to the processor 202a and may store various information related to the operation of the processor 202a. For example, memory 204a may perform some or all of the processes controlled by processor 202a or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flowcharts disclosed herein. Software code containing them can be stored. Here, the processor 202a and the memory 204a may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement wireless communication technology (eg, LTE, NR). Transceiver 206a may be coupled to processor 202a and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 208a. Transceiver 206a may include a transmitter and/or receiver. The transceiver 206a may be used interchangeably with a radio frequency (RF) unit. In this disclosure, a wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.

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.The second wireless device 200b includes one or more processors 202b, one or more memories 204b, and may further include one or more transceivers 206b and/or one or more antennas 208b. Processor 202b controls memory 204b and/or transceiver 206b and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flowcharts disclosed herein. For example, the processor 202b may process information in the memory 204b to generate third information/signal and then transmit a wireless signal including the third information/signal through the transceiver 206b. Additionally, the processor 202b may receive a wireless signal including the fourth information/signal through the transceiver 206b and then store information obtained from signal processing of the fourth information/signal in the memory 204b. The memory 204b may be connected to the processor 202b and may store various information related to the operation of the processor 202b. For example, memory 204b may perform some or all of the processes controlled by processor 202b or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flowcharts disclosed herein. Software code containing them can be stored. Here, the processor 202b and the memory 204b may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement wireless communication technology (eg, LTE, NR). Transceiver 206b may be coupled to processor 202b and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 208b. The transceiver 206b may include a transmitter and/or a receiver. The transceiver 206b may be used interchangeably with an RF unit. In this disclosure, a wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.

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.Hereinafter, the hardware elements of the wireless devices 200a and 200b will be described in more detail. Although not limited thereto, one or more protocol layers may be implemented by one or more processors 202a and 202b. For example, one or more processors 202a and 202b may operate on one or more layers (e.g., physical (PHY), media access control (MAC), radio link control (RLC), packet data convergence protocol (PDCP), and radio resource (RRC). control) and functional layers such as SDAP (service data adaptation protocol) can be implemented. One or more processors 202a, 202b may generate one or more Protocol Data Units (PDUs) and/or one or more service data units (SDUs) according to the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed in this document. can be created. One or more processors 202a and 202b may generate messages, control information, data or information according to the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flowcharts disclosed in this document. One or more processors 202a, 202b generate signals (e.g., baseband signals) containing PDUs, SDUs, messages, control information, data, or information according to the functions, procedures, proposals, and/or methods disclosed herein. , can be provided to one or more transceivers (206a, 206b). One or more processors 202a, 202b may receive signals (e.g., baseband signals) from one or more transceivers 206a, 206b, and the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein. Depending on the device, PDU, SDU, message, control information, data or information can be obtained.

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.One or more processors 202a, 202b may be referred to as a controller, microcontroller, microprocessor, or microcomputer. One or more processors 202a and 202b may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. As an example, one or more application specific integrated circuits (ASICs), one or more digital signal processors (DSPs), one or more digital signal processing devices (DSPDs), one or more programmable logic devices (PLDs), or one or more field programmable gate arrays (FPGAs) May be included in one or more processors 202a and 202b. The descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flowcharts disclosed in this document may be implemented using firmware or software, and the firmware or software may be implemented to include modules, procedures, functions, etc. Firmware or software configured to perform the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operation flowcharts disclosed in this document may be included in one or more processors 202a and 202b or stored in one or more memories 204a and 204b. It may be driven by the above processors 202a and 202b. The descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flowcharts disclosed in this document may be implemented using firmware or software in the form of codes, instructions and/or sets of instructions.

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.One or more memories 204a and 204b may be connected to one or more processors 202a and 202b and may store various types of data, signals, messages, information, programs, codes, instructions and/or commands. One or more memories 204a, 204b may include read only memory (ROM), random access memory (RAM), erasable programmable read only memory (EPROM), flash memory, hard drives, registers, cache memory, computer readable storage media, and/or It may be composed of a combination of these. One or more memories 204a and 204b may be located internal to and/or external to one or more processors 202a and 202b. Additionally, one or more memories 204a and 204b may be connected to one or more processors 202a and 202b through various technologies, such as wired or wireless connections.

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.One or more transceivers (206a, 206b) may transmit user data, control information, wireless signals/channels, etc. mentioned in the methods and/or operation flowcharts of this document to one or more other devices. One or more transceivers 206a, 206b may receive user data, control information, wireless signals/channels, etc. referred to in the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flowcharts disclosed herein, etc. from one or more other devices. there is. For example, one or more transceivers 206a and 206b may be connected to one or more processors 202a and 202b and may transmit and receive wireless signals. For example, one or more processors 202a, 202b may control one or more transceivers 206a, 206b to transmit user data, control information, or wireless signals to one or more other devices. Additionally, one or more processors 202a and 202b may control one or more transceivers 206a and 206b to receive user data, control information, or wireless signals from one or more other devices. In addition, one or more transceivers (206a, 206b) may be connected to one or more antennas (208a, 208b), and one or more transceivers (206a, 206b) may be connected to the description and functions disclosed in this document through one or more antennas (208a, 208b). , may be set to transmit and receive user data, control information, wireless signals/channels, etc. mentioned in procedures, proposals, methods and/or operation flow charts, etc. In this document, one or more antennas may be multiple physical antennas or multiple logical antennas (eg, antenna ports). One or more transceivers (206a, 206b) process the received user data, control information, wireless signals/channels, etc. using one or more processors (202a, 202b), and convert the received wireless signals/channels, etc. from the RF band signal. It can be converted to a baseband signal. One or more transceivers (206a, 206b) may convert user data, control information, wireless signals/channels, etc. processed using one or more processors (202a, 202b) from a baseband signal to an RF band signal. To this end, one or more transceivers 206a, 206b may include (analog) oscillators and/or filters.

본 개시에 적용 가능한 무선 기기 구조Wireless device structure applicable to this disclosure

도 3은 본 개시에 적용되는 무선 기기의 다른 예시를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a wireless device applied to the present disclosure.

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.Referring to FIG. 3, the wireless device 300 corresponds to the wireless devices 200a and 200b of FIG. 2 and includes various elements, components, units/units, and/or modules. ) can be composed of. For example, the wireless device 300 may include a communication unit 310, a control unit 320, a memory unit 330, and an additional element 340. The communication unit may include communication circuitry 312 and transceiver(s) 314. For example, communication circuitry 312 may include one or more processors 202a and 202b and/or one or more memories 204a and 204b of FIG. 2 . For example, transceiver(s) 314 may include one or more transceivers 206a, 206b and/or one or more antennas 208a, 208b of FIG. 2. The control unit 320 is electrically connected to the communication unit 310, the memory unit 330, and the additional element 340 and controls overall operations of the wireless device. For example, the control unit 320 may control the electrical/mechanical operation of the wireless device based on the program/code/command/information stored in the memory unit 330. In addition, the control unit 320 transmits the information stored in the memory unit 330 to the outside (e.g., another communication device) through the communication unit 310 through a wireless/wired interface, or to the outside (e.g., to another communication device) through the communication unit 310. Information received through a wireless/wired interface from another communication device can be stored in the memory unit 330.

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.The additional element 340 may be configured in various ways depending on the type of wireless device. For example, the additional element 340 may include at least one of a power unit/battery, an input/output unit, a driving unit, and a computing unit. Although not limited thereto, the wireless device 300 includes robots (FIG. 1, 100a), vehicles (FIG. 1, 100b-1, 100b-2), XR devices (FIG. 1, 100c), and portable devices (FIG. 1, 100d). ), home appliances (Figure 1, 100e), IoT devices (Figure 1, 100f), digital broadcasting terminals, hologram devices, public safety devices, MTC devices, medical devices, fintech devices (or financial devices), security devices, climate/ It can be implemented in the form of an environmental device, AI server/device (FIG. 1, 140), base station (FIG. 1, 120), network node, etc. Wireless devices can be mobile or used in fixed locations depending on the usage/service.

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.In FIG. 3 , various elements, components, units/parts, and/or modules within the wireless device 300 may be entirely interconnected through a wired interface, or at least some of them may be wirelessly connected through the communication unit 310. For example, within the wireless device 300, the control unit 320 and the communication unit 310 are connected by wire, and the control unit 320 and the first unit (e.g., 130, 140) are connected wirelessly through the communication unit 310. can be connected Additionally, each element, component, unit/part, and/or module within the wireless device 300 may further include one or more elements. For example, the control unit 320 may be comprised of one or more processor sets. For example, the control unit 320 may be composed of a set of a communication control processor, an application processor, an electronic control unit (ECU), a graphics processing processor, and a memory control processor. As another example, the memory unit 330 may be comprised of RAM, dynamic RAM (DRAM), ROM, flash memory, volatile memory, non-volatile memory, and/or a combination thereof. It can be configured.

본 개시가 적용 가능한 휴대 기기Mobile devices to which this disclosure is applicable

도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기의 예시를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a portable device to which the present disclosure is applied.

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.Figure 4 illustrates a portable device to which the present disclosure is applied. Portable devices may include smartphones, smart pads, wearable devices (e.g., smart watches, smart glasses), and portable computers (e.g., laptops, etc.). A mobile device may be referred to as a mobile station (MS), user terminal (UT), mobile subscriber station (MSS), subscriber station (SS), advanced mobile station (AMS), or wireless terminal (WT).

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.Referring to FIG. 4, the portable device 400 includes an antenna unit 408, a communication unit 410, a control unit 420, a memory unit 430, a power supply unit 440a, an interface unit 440b, and an input/output unit 440c. ) may include. The antenna unit 408 may be configured as part of the communication unit 410. Blocks 410 to 430/440a to 440c correspond to blocks 310 to 330/340 in FIG. 3, respectively.

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.The communication unit 410 can transmit and receive signals (eg, data, control signals, etc.) with other wireless devices and base stations. The control unit 420 can control the components of the portable device 400 to perform various operations. The control unit 420 may include an application processor (AP). The memory unit 430 may store data/parameters/programs/codes/commands necessary for driving the portable device 400. Additionally, the memory unit 430 can store input/output data/information, etc. The power supply unit 440a supplies power to the portable device 400 and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, etc. The interface unit 440b may support connection between the mobile device 400 and other external devices. The interface unit 440b may include various ports (eg, audio input/output ports, video input/output ports) for connection to external devices. The input/output unit 440c may input or output image information/signals, audio information/signals, data, and/or information input from the user. The input/output unit 440c may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit 440d, a speaker, and/or a haptic module.

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.For example, in the case of data communication, the input/output unit 440c acquires information/signals (e.g., touch, text, voice, image, video) input from the user, and the obtained information/signals are stored in the memory unit 430. It can be saved. The communication unit 410 can convert the information/signal stored in the memory into a wireless signal and transmit the converted wireless signal directly to another wireless device or to a base station. Additionally, the communication unit 410 may receive a wireless signal from another wireless device or a base station and then restore the received wireless signal to the original information/signal. The restored information/signal may be stored in the memory unit 430 and then output in various forms (eg, text, voice, image, video, haptic) through the input/output unit 440c.

본 개시가 적용 가능한 무선 기기 종류Types of wireless devices to which this disclosure is applicable

도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a vehicle or autonomous vehicle applied to the present disclosure.

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.5 illustrates a vehicle or autonomous vehicle to which the present disclosure is applied. A vehicle or autonomous vehicle can be implemented as a mobile robot, vehicle, train, aerial vehicle (AV), ship, etc., and is not limited to the form of a vehicle.

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.Referring to FIG. 5, the vehicle or autonomous vehicle 500 includes an antenna unit 508, a communication unit 510, a control unit 520, a drive unit 540a, a power supply unit 540b, a sensor unit 540c, and an autonomous driving unit. It may include a portion 540d. The antenna unit 550 may be configured as part of the communication unit 510. Blocks 510/530/540a to 540d correspond to blocks 410/430/440 in FIG. 4, respectively.

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. The communication unit 510 may transmit and receive signals (e.g., data, control signals, etc.) with external devices such as other vehicles, base stations (e.g., base stations, road side units, etc.), and servers. The control unit 520 may control elements of the vehicle or autonomous vehicle 500 to perform various operations. The control unit 520 may include an electronic control unit (ECU).

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.Figure 6 is a diagram showing an example of an AI device applied to the present disclosure. As an example, AI devices include fixed devices such as TVs, projectors, smartphones, PCs, laptops, digital broadcasting terminals, tablet PCs, wearable devices, set-top boxes (STBs), radios, washing machines, refrigerators, digital signage, robots, vehicles, etc. It can be implemented as a device or a movable device.

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 910~930/940a~940d는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.Referring to FIG. 6, the AI device 600 includes a communication unit 610, a control unit 620, a memory unit 630, an input/output unit (640a/640b), a learning processor unit 640c, and a sensor unit 640d. may include. Blocks 910 to 930/940a to 940d may correspond to blocks 310 to 330/340 of FIG. 3, respectively.

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.The communication unit 610 uses wired and wireless communication technology to communicate with wired and wireless signals (e.g., sensor information, user Input, learning model, control signal, etc.) can be transmitted and received. To this end, the communication unit 610 may transmit information in the memory unit 630 to an external device or transmit a signal received from an external device to the memory unit 630.

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(920)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.The control unit 620 may determine at least one executable operation of the AI device 600 based on information determined or generated using a data analysis algorithm or a machine learning algorithm. And, the control unit 620 can control the components of the AI device 600 to perform the determined operation. For example, the control unit 620 may request, search, receive, or utilize data from the learning processor unit 640c or the memory unit 630, and may select at least one operation that is predicted or determined to be desirable among the executable operations. Components of the AI device 600 can be controlled to execute operations. In addition, the control unit 920 collects history information including the operation content of the AI device 600 or user feedback on the operation, and stores it in the memory unit 630 or the learning processor unit 640c, or the AI server ( It can be transmitted to an external device such as Figure 1, 140). The collected historical information can be used to update the learning model.

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(930)는 제어부(620)의 동작/실행에 필요한 제어 정보 및/또는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.The memory unit 630 can store data supporting various functions of the AI device 600. For example, the memory unit 630 may store data obtained from the input unit 640a, data obtained from the communication unit 610, output data from the learning processor unit 640c, and data obtained from the sensing unit 640. Additionally, the memory unit 930 may store control information and/or software codes necessary for operation/execution of the control unit 620.

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.The input unit 640a can obtain various types of data from outside the AI device 600. For example, the input unit 620 may obtain training data for model training and input data to which the learning model will be applied. The input unit 640a may include a camera, microphone, and/or a user input unit. The output unit 640b may generate output related to vision, hearing, or tactile sensation. The output unit 640b may include a display unit, a speaker, and/or a haptic module. The sensing unit 640 may obtain at least one of internal information of the AI device 600, surrounding environment information of the AI device 600, and user information using various sensors. The sensing unit 640 may include a proximity sensor, an illumination sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an RGB sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, and/or a radar. there is.

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(940c)의 출력 값은 통신부(610)를 통해 외부 기기로 전송되거나/되고, 메모리부(630)에 저장될 수 있다.The learning processor unit 640c can train a model composed of an artificial neural network using training data. The learning processor unit 640c may perform AI processing together with the learning processor unit of the AI server (FIG. 1, 140). The learning processor unit 640c may process information received from an external device through the communication unit 610 and/or information stored in the memory unit 630. Additionally, the output value of the learning processor unit 940c may be transmitted to an external device through the communication unit 610 and/or stored in the memory unit 630.

6G 통신 시스템6G communication system

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.6G (wireless communications) systems require (i) very high data rates per device, (ii) very large number of connected devices, (iii) global connectivity, (iv) very low latency, (v) battery- The goal is to reduce the energy consumption of battery-free IoT devices, (vi) ultra-reliable connectivity, and (vii) connected intelligence with machine learning capabilities. The vision of the 6G system can be four aspects such as “intelligent connectivity”, “deep connectivity”, “holographic connectivity”, and “ubiquitous connectivity”, and the 6G system can satisfy the requirements as shown in Table 1 below. In other words, Table 1 is a table showing the requirements of the 6G system.

Figure pct00001
Figure pct00001

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.At this time, the 6G system includes enhanced mobile broadband (eMBB), ultra-reliable low latency communications (URLLC), massive machine type communications (mMTC), AI integrated communication, and tactile communication. tactile internet, high throughput, high network capacity, high energy efficiency, low backhaul and access network congestion, and improved data security. It can have key factors such as enhanced data security.

도 7은 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a communication structure that can be provided in a 6G system applicable to the present disclosure.

도 7을 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.Referring to Figure 7, the 6G system is expected to have simultaneous wireless communication connectivity 50 times higher than that of the 5G wireless communication system. URLLC, a key feature of 5G, is expected to become an even more mainstream technology in 6G communications by providing end-to-end delays of less than 1ms. At this time, the 6G system will have much better volume spectrum efficiency, unlike the frequently used area spectrum efficiency. 6G systems can provide very long battery life and advanced battery technologies for energy harvesting, so mobile devices in 6G systems may not need to be separately charged.

6G 시스템의 핵심 구현 기술Core implementation technology of 6G system

- 인공 지능(artificial Intelligence, AI)- 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.The most important and newly introduced technology in the 6G system is AI. AI was not involved in the 4G system. 5G systems will support partial or very limited AI. However, 6G systems will be AI-enabled for full automation. Advances in machine learning will create more intelligent networks for real-time communications in 6G. Introducing AI in communications can simplify and improve real-time data transmission. AI can use numerous analytics to determine how complex target tasks are performed. In other words, AI can increase efficiency and reduce processing delays.

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.Time-consuming tasks such as handover, network selection, and resource scheduling can be performed instantly by using AI. AI can also play an important role in M2M, machine-to-human and human-to-machine communications. Additionally, AI can enable rapid communication in BCI (brain computer interface). AI-based communication systems can be supported by metamaterials, intelligent structures, intelligent networks, intelligent devices, intelligent cognitive radios, self-sustaining wireless networks, and machine learning.

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.Recently, attempts have been made to integrate AI with wireless communication systems, but these are focused on the application layer and network layer, and in particular, deep learning is focused on wireless resource management and allocation. come. However, this research is gradually advancing to the MAC layer and physical layer, and attempts are being made to combine deep learning with wireless transmission, especially in the physical layer. AI-based physical layer transmission means applying signal processing and communication mechanisms based on AI drivers, rather than traditional communication frameworks, in terms of fundamental signal processing and communication mechanisms. For example, deep learning-based channel coding and decoding, deep learning-based signal estimation and detection, deep learning-based MIMO (multiple input multiple output) mechanism, It may include AI-based resource scheduling and allocation.

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.Machine learning can be used for channel estimation and channel tracking, and can be used for power allocation, interference cancellation, etc. in the physical layer of the DL (downlink). Machine learning can also be used for antenna selection, power control, and symbol detection in MIMO systems.

그러나 물리계층에서의 전송을 위한 DNN의 적용은 아래와 같은 문제점이 있을 수 있다.However, application of DNN for transmission in the physical layer may have the following problems.

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.Deep learning-based AI algorithms require a large amount of training data to optimize training parameters. However, due to limitations in acquiring data from a specific channel environment as training data, a lot of training data is used offline. This means that static training on training data in a specific channel environment may result in a contradiction between the dynamic characteristics and diversity of the wireless channel.

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.Additionally, current deep learning mainly targets real signals. However, signals of the physical layer of wireless communication are complex signals. In order to match the characteristics of wireless communication signals, more research is needed on neural networks that detect complex domain signals.

이하, 머신 러닝에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.Below, we will look at machine learning in more detail.

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.Machine learning refers to a series of operations that train machines to create machines that can perform tasks that are difficult or difficult for humans to perform. Machine learning requires data and a learning model. In machine learning, data learning methods can be broadly divided into three types: supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning.

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.Neural network learning is intended to minimize errors in output. Neural network learning repeatedly inputs learning data into the neural network, calculates the output of the neural network and the error of the target for the learning data, and backpropagates the error of the neural network from the output layer of the neural network to the input layer to reduce the error. ) is the process of updating the weight of each node in the neural network.

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 있다Supervised learning uses training data in which the correct answer is labeled, while unsupervised learning may not have the correct answer labeled in the training data. That is, for example, in the case of supervised learning on data classification, the learning data may be data in which each training data is labeled with a category. Labeled learning data is input to a neural network, and error can be calculated by comparing the output (category) of the neural network with the label of the learning data. The calculated error is backpropagated in the reverse direction (i.e., from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node in each layer of the neural network can be updated according to backpropagation. The amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to the learning rate. The neural network's calculation of input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently depending on the number of repetitions of the learning cycle of the neural network. For example, in the early stages of neural network training, a high learning rate can be used to ensure that the neural network quickly achieves a certain level of performance to increase efficiency, and in the later stages of training, a low learning rate can be used to increase accuracy.

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.Learning methods may vary depending on the characteristics of the data. For example, in a communication system, when the goal is to accurately predict data transmitted from a transmitter at a receiver, it is preferable to perform learning using supervised learning rather than unsupervised learning or reinforcement learning.

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.The learning model corresponds to the human brain, and can be considered the most basic linear model. However, deep learning is a machine learning paradigm that uses a highly complex neural network structure, such as artificial neural networks, as a learning model. ).

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.Neural network cores used as learning methods are broadly divided into deep neural networks (DNN), convolutional deep neural networks (CNN), and recurrent neural networks (recurrent boltzmann machine). And this learning model can be applied.

THz(Terahertz) 통신Terahertz (THz) communications

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.THz communication can be applied in the 6G system. As an example, the data transfer rate can be increased by increasing the bandwidth. This can be accomplished by using sub-THz communications with wide bandwidth and applying advanced massive MIMO technology.

도 8은 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다. 일 예로, 도 8을 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 내지 3 THz 대역은 RF와 유사성을 나타낸다.Figure 8 is a diagram showing an electromagnetic spectrum applicable to the present disclosure. As an example, referring to Figure 8, THz waves, also known as submillimeter radiation, typically represent a frequency band between 0.1 THz and 10 THz with a corresponding wavelength in the range of 0.03 mm-3 mm. The 100GHz-300GHz band range (Sub THz band) is considered the main part of the THz band for cellular communications. Adding the Sub-THz band to the mmWave band increases 6G cellular communication capacity. Among the defined THz bands, 300GHz-3THz is in the far infrared (IR) frequency band. The 300GHz-3THz band is part of the wideband, but it is at the border of the wideband and immediately behind the RF band. Therefore, this 300 GHz to 3 THz band shows similarities to RF.

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.Key characteristics of THz communications include (i) widely available bandwidth to support very high data rates, (ii) high path loss occurring at high frequencies (highly directional antennas are indispensable). The narrow beamwidth produced by a highly directional antenna reduces interference. The small wavelength of THz signals allows a much larger number of antenna elements to be integrated into devices and BSs operating in this band. This enables the use of advanced adaptive array techniques that can overcome range limitations.

하기에서 는 수동형 지능형 반사판(Intelligent Reflect Surface, IRS)을 사용하여 무선 채널 환경을 조절하는 방법에 대해 서술한다. 여기서, 인공지능 시스템은 IRS를 이용하는 무선 채널 환경을 조절하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 대해서도 후술한다.Below, we describe how to control the wireless channel environment using a passive Intelligent Reflect Surface (IRS). Here, the artificial intelligence system can be used to control the wireless channel environment using IRS, which will also be described later.

일 예로, 현재의 무선 통신기술은 채널 환경(H)에 적응하는 앤드 포인트 최적화를 통해 제어될 수 있다. 일 예로, 송신기 및 수신기에서 최적화를 수행하는 경우, 송신기와 수신기는 빔포밍, 전력 제어 및 적응적 모듈레이션 중 적어도 어느 하나를 송신기와 수신기 사이의 채널 환경(H)에 맞춰서 조절하여 전송 효율을 증대시킬 수 있다.As an example, current wireless communication technology can be controlled through end-point optimization that adapts to the channel environment (H). For example, when performing optimization in the transmitter and receiver, the transmitter and receiver adjust at least one of beamforming, power control, and adaptive modulation to match the channel environment (H) between the transmitter and receiver to increase transmission efficiency. You can.

이때, 채널 환경은 랜덤하고 제어되지 않으며 자연적으로 고정된 상태일 수 있다. 즉, 기존 통신 시스템에서는 채널 환경은 고정된 상태에서 채널 환경에 최적화되도록 각각의 앤드 포인트를 제어하는 방식을 수행될 수 있었다. 따라서, 송신기 및 수신기는 채널에 적응하도록 최적화를 수행하고, 이를 통해 데이터를 송수신할 수밖에 없다. 이때, 음영지역에서의 NLOS(non-line of sight)의 환경이나 6G THz와 같이 신호 손실이 크고 다중경로가 존재하기 어려운 환경에서는 앤드 포인트의 최적화만으로는 샤논의 채널용량 한계(Shannon’s Capacity Limit)를 극복하기 어려울 수 있으며, 이를 통해 원하는 요구사항만큼의 스루풋을 기대하기 어려울 수 있다.At this time, the channel environment may be random, uncontrolled, and naturally fixed. That is, in the existing communication system, each end point could be controlled to optimize the channel environment while the channel environment was fixed. Therefore, the transmitter and receiver have no choice but to perform optimization to adapt to the channel and transmit and receive data through this. At this time, in environments where signal loss is large and multipath is difficult to exist, such as NLOS (non-line of sight) in a shaded area or 6G THz, Shannon's capacity limit can be overcome by optimizing the end point alone. This may be difficult to do, and it may be difficult to expect throughput as desired.

상술한 점을 고려하여, 새로운 통신 시스템에서는 지능형 무선환경(Smart Radio Environment)에 기초하여 통신이 수행될 수 있다. 이때, 지능형 무선 환경에서는 지능형 반사판(IRS)를 사용하여 무선 채널을 송수신기와 같이 제어할 수 있는 인자로 사용할 수 있다.In consideration of the above, in the new communication system, communication can be performed based on an intelligent radio environment (Smart Radio Environment). At this time, in an intelligent wireless environment, an intelligent reflector (IRS) can be used as a factor that can control the wireless channel like a transceiver.

즉, 무선 통신 전송을 최적화하기 위해 사용되는 인자로 무선 채널에 대한 인자가 추가될 수 있다. 이를 통해, 기존 통신 시스템에서 해결 불가능한 문제로써 채널을 재설정하거나 샤논의 채널용량 한계의 극복이 가능할 수 있다. 다만, 지능형 무선환경에서 지능형 반사판(IRS)으로 인해 추가된 채널의 측정과 지능형 반사판(IRS)을 송수신기와 같이 동시에 고려해서 최적화 할 필요성이 있으며, 이에 따라 최적화 과정이 복잡해질 수 있다.That is, a factor for the wireless channel may be added as a factor used to optimize wireless communication transmission. Through this, it may be possible to reset the channel, which is a problem that cannot be solved in existing communication systems, or to overcome Shannon's channel capacity limitations. However, in an intelligent wireless environment, there is a need to optimize by simultaneously considering the measurement of channels added due to the intelligent reflector (IRS) and the intelligent reflector (IRS) as a transceiver, and this may complicate the optimization process.

일 예로, 현재의 무선통신기술 한계와 함께 지능형 무선환경에서 적용되는 AO(Alternating Optimization) 알고리즘을 사용하여 IRS를 제어하는데 한계가 존재할 수 있으며, 하기에서는 수동형 기반 지능형 반사판에서 채널 정보 획득의 한계를 극복하기 위한 방법에 대해 서술한다.For example, with the limitations of current wireless communication technology, there may be limitations in controlling IRS using the AO (Alternating Optimization) algorithm applied in an intelligent wireless environment. In the following, the limitations of channel information acquisition in a passive-based intelligent reflector are overcome. Describe how to do this.

보다 상세하게는, 기존 통신 시스템에서는 고정된 무선 채널 환경에서 송신기 및 수신기의 제어를 통해 샤논의 채널용량 한계에 근접하는 방식을 통해 동작할 수 있었다. 다만, 음영지역과 같이 열악한 NLOS 환경에서는 채널 용량의 한계로 인해 송수신이 거의 불가능할 수 있다. 일 예로, NLOS 채널환경에서 송신기는 전력을 증가시켜 채널 용량의 한계를 개선할 수 있지만, 그만큼 잡음과 간섭의 크기도 같이 증가할 수 있다. 이때, 6G THz 환경처럼 신호 손실이 크고 다중 경로가 존재하기 어려운 환경에서는 송신기 및 수신기의 최적화만으로는 샤논의 채널용량 한계를 극복하는데 한계가 존재할 수 있다.More specifically, the existing communication system was able to operate in a fixed wireless channel environment by approaching Shannon's channel capacity limit through control of the transmitter and receiver. However, in poor NLOS environments such as shaded areas, transmission and reception may be nearly impossible due to limitations in channel capacity. For example, in an NLOS channel environment, the transmitter can improve the limitations of channel capacity by increasing power, but the size of noise and interference may also increase accordingly. At this time, in an environment where signal loss is large and multipath is difficult to exist, such as a 6G THz environment, there may be limitations in overcoming Shannon's channel capacity limitations only by optimizing the transmitter and receiver.

여기서, 일 예로, 새로운 통신 시스템(e.g. 6G)에서는 새로운 서비스로써 MBRLLC(Mobile Broadband Reliable Low Latency Communication), mURLLC(Massive Ultra-Reliable, Low Latency communications), HCS(Human-Centric Services) 및 3CLS(Convergence of Communications, Computing, Control, Localization, and Sensing)의 서비스를 제공하기 위한 요구사항이 만족될 필요성이 있으며, 이를 위해 지능형 무선환경에 기초한 통신이 필요할 수 있다.Here, as an example, in a new communication system (e.g. 6G), new services include MBRLLC (Mobile Broadband Reliable Low Latency Communication), mURLLC (Massive Ultra-Reliable, Low Latency communications), HCS (Human-Centric Services), and 3CLS (Convergence of There is a need to satisfy the requirements for providing services (Communications, Computing, Control, Localization, and Sensing), and for this, communication based on an intelligent wireless environment may be necessary.

또한, 일 예로, 기지국 셀의 커버리지 증대 및 음영지역에 대한 지원을 위해 현재 많은 중계기(Relay)를 사용하고 있다. 다만, 중계기를 이용하는 방식은 전송 효율을 증대시킬 수 있으나, 다른 사용자에 대한 간섭신호를 추가적으로 발생 시킬 수 있다. 따라서, 전체적인 통신자원 효율면에서 한계가 발생할 수 있다. 또한, 중계기(Relay)의 사용은 또한 높은 추가비용과 에너지가 필요하고, 복잡하고 혼재된 간섭 신호 관리가 용이하지 않을 수 있다. 또한, 일 예로, 반 이중 방식(Half Duplex)을 사용함으로써 스펙트럼 효율성이 감소할 수 있으며, 공간 활용면이나 심미적으로도 영향을 줄 수 있다.Additionally, as an example, many relays are currently being used to increase coverage of base station cells and support shadow areas. However, the method of using a repeater can increase transmission efficiency, but may additionally generate interference signals for other users. Therefore, there may be limitations in overall communication resource efficiency. Additionally, the use of a relay also requires high additional costs and energy, and it may not be easy to manage complex and mixed interference signals. Additionally, as an example, using half duplex may reduce spectral efficiency and may also affect space utilization and aesthetics.

반면, 지능형 무선환경에서는 지능형 반사판(IRS)를 사용하여 무선채널환경을 조절할 수 있다. 동시에 송신기 및 수신기는 최적화를 함께 수행하여 지능형 무선환경(Smart Radio Environment)에서 샤논의 채널용량 한계의 극복할 수 있는 해결책을 제공할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.On the other hand, in an intelligent wireless environment, the wireless channel environment can be controlled using an intelligent reflector (IRS). At the same time, the transmitter and receiver can perform optimization together to provide a solution to overcome Shannon's channel capacity limitations in a smart radio environment, which will be described later.

다만, 기존에 기지국과 단말 간의 채널 이외에, 기지국-IRS, IRS-단말간의 채널도 고려할 필요성이 있다. 또한, 기존에는 송수신기만 환경에 맞춰 최적화하면 충분하지만, 지능형 무선환경(Smart Radio Environment)에서는 지능형 반사판(IRS)도 같이 제어해야 될 필요성이 있다.However, in addition to the existing channels between the base station and the terminal, there is also a need to consider channels between the base station and IRS and IRS and the terminal. In addition, conventionally, it is sufficient to optimize only the transceiver to suit the environment, but in a smart radio environment, there is a need to control the intelligent reflector (IRS) as well.

또한, 해당 값은 송수신기의 최적화와 의존성을 가질 수 있으며, 이에 따라 복잡성이 증가할 수 있다. 여기서, 최적화를 위해 사용되는 AO(Alternating Optimization) 알고리즘은 수렴될 때가지 반복적으로 수행될 수 있으며, 모든 채널들이 측정되어야 하는 부담을 줄 수 있다. 하기에서는 상술한 점을 고려하여 수동형 기반 지능형 반사판으로 지능형 무선환경에서 최적화를 수행하는 방법 및 인공지능 시스템에 대해 서술한다.Additionally, the value may depend on optimization of the transceiver, which may increase complexity. Here, the Alternating Optimization (AO) algorithm used for optimization may be performed repeatedly until convergence, which may impose the burden of having to measure all channels. In the following, taking the above-mentioned points into consideration, we describe a method of performing optimization in an intelligent wireless environment with a passive-based intelligent reflector and an artificial intelligence system.

또한, 일 예로, 표 2는 하기 및 상술한 바를 고려한 용어일 수 있으며, 하기에서는 이에 기초하여 수동형 기반 지능형 반사판으로 지능형 무선환경에서 최적화를 수행하는 방법 및 인공지능 시스템에 대해 서술한다.Additionally, as an example, Table 2 may be a term considering the following and the above, and based on this, the following describes a method of performing optimization in an intelligent wireless environment with a passive-based intelligent reflector and an artificial intelligence system.

Figure pct00002
Figure pct00002

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라 무선 채널 환경을 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 기존 통신 시스템에서 무선 채널 환경(H)는 자연적으로 고정되어 있고, 제어할 수 없는 랜덤한 상태일 수 있다. 따라서, 송신기(910) 및 수신기(920)는 채널에 적응하여 최적화된 송수신 방법을 찾을 수 있다. 송신기(910)와 수신기(920)는 신호(e.g. 참조신호)를 통해 채널 상태를 측정하고, 측정된 채널 상태에 기초하여 최적화가 수행되도록 제어될 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이 테라헤르츠 환경과 같이 신호 손실이 크고 다중 경로 적용이 어려운 경우 및 음영지역과 같이 NLOS 환경에서는 데이터 전송에 한계가 존재할 수 있다. 일 예로, 하기 수학식 1은 샤논의 용량 한계를 나타낼 수 있다. 이때, 수학식 1에서 송신 신호 P에 프리코딩 및 가공을 적용하여 증대 시키더라도 채널 |H|의 크기가 작으면 채널 용량을 증대시키는 것에 한계가 존재할 수 있다.Figure 9 is a diagram showing a wireless channel environment according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 9, in an existing communication system, the wireless channel environment (H) is naturally fixed and may be in a random state that cannot be controlled. Accordingly, the transmitter 910 and the receiver 920 can find an optimized transmission and reception method by adapting to the channel. The transmitter 910 and the receiver 920 may be controlled to measure the channel state through a signal (e.g. a reference signal) and perform optimization based on the measured channel state. However, as described above, there may be limitations in data transmission in cases where signal loss is large and multi-path application is difficult, such as in a terahertz environment, and in NLOS environments, such as shaded areas. As an example, Equation 1 below may represent Shannon's capacity limit. At this time, even if the transmission signal P in Equation 1 is increased by applying precoding and processing, there may be a limit to increasing the channel capacity if the size of the channel |H| is small.

무선 채널 환경이 고정된 상태에서는 수학식 1에 기초하여 채널 용량을 증대시키는데 한계가 존재할 수 있다. 이때, 지능형 반사판(IRS)을 사용하면 송신기(910)와 수신기(920) 사이에서 다중 경로를 확보할 수 있으며, 상술한 채널 |H|를 증대시킬 수 있다. 즉, 지능형 무선환경에서 지능현 반사판에 기초하여 무선 채널 환경은 조절 가능한 인자일 수 있으며, 이를 통해 채널 용량을 증대시킬 수 있다.When the wireless channel environment is fixed, there may be a limit to increasing channel capacity based on Equation 1. At this time, by using an intelligent reflector (IRS), multiple paths can be secured between the transmitter 910 and the receiver 920, and the above-mentioned channel |H| can be increased. That is, in an intelligent wireless environment, the wireless channel environment can be an adjustable factor based on the intelligent reflector, and through this, channel capacity can be increased.

Figure pct00003
Figure pct00003

일 예로, 도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 지능형 무선 환경을 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 지능형 무선 채널 환경에서 무선 채널 |H|는 최적화를 위한 인자일 수 있다. 보다 상세하게는, 상술한 도 9에서는 앤드 포인트 최적화로써 “max{f(Tx, Rx)}”에 기초하여 송신기(910) 및 수신기(920)에서 최적화가 수행될 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 다만, 도 10에서는 앤드 포인트 최적화로써 “max{f(Tx, Rx, H)}”에 기초하여 송신기(1010) 및 수신기(1020)에서 최적화가 수행될 수 있다. 즉, 지능형 무선 환경에서는 지능형 반사판에 기초하여 채널 |H|가 최적화를 위한 인자로써 사용될 수 있다.As an example, FIG. 10 is a diagram illustrating an intelligent wireless environment according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 10, in an intelligent wireless channel environment, the wireless channel |H| may be a factor for optimization. More specifically, in FIG. 9 described above, optimization can be performed in the transmitter 910 and the receiver 920 based on “max{f(Tx, Rx)}” as endpoint optimization, as described above. . However, in FIG. 10, optimization may be performed in the transmitter 1010 and the receiver 1020 based on “max{f(Tx, Rx, H)}” as end-point optimization. That is, in an intelligent wireless environment, channel |H| can be used as a factor for optimization based on an intelligent reflector.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라, 기존 무선 채널 환경 및 지능형 무선 채널 환경을 나타낸 도면이다. 일 예로, 도 11(a)를 참조하면, 기존 무선 채널 환경은 P1일 수 있다. 또한, 도 11(b)를 참조하면, 지능형 무선 채널 환경은 P2일 수 있다. 이때, 도 11(a) 및 도 11(b)에서 각각 x 신호가 송신단에서 무선 채널을 통해 전송되는 경우, 수신단은 y 신호를 수신할 수 있다. 이때, 기존 무선 채널 환경에서 P1의 확률은 고정되어 있으며 수신단(Decoder)은 송신 신호에 대한 측정을 통해 송신단으로 피드백을 전송할 수 있다. 송신단은 수신단의 피드백을 통해 무선 채널 환경에 적응할 수 있도록 최적화를 수행할 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 수신단은 송신단이 전송한 참조신호에 기초하여 송신신호에 대한 CQI(Channel Quality Indicator)를 측정하고, 이를 피드백 할 수 있다. 송신단은 피드백된 정보에 기초하여 MCS(modulation coding scheme)을 조절하고, 이에 대한 정보를 수신단에 제공하여 통신을 수행할 수 있다.Figure 11 is a diagram showing an existing wireless channel environment and an intelligent wireless channel environment, according to an embodiment of the present disclosure. For example, referring to FIG. 11(a), the existing wireless channel environment may be P1. Additionally, referring to FIG. 11(b), the intelligent wireless channel environment may be P2. At this time, when the x signal is transmitted from the transmitting end through a wireless channel in FIGS. 11(a) and 11(b), the receiving end can receive the y signal. At this time, in the existing wireless channel environment, the probability of P1 is fixed, and the receiving end (Decoder) can transmit feedback to the transmitting end through measurement of the transmitted signal. The transmitting end can perform optimization to adapt to the wireless channel environment through feedback from the receiving end. As a more specific example, the receiving end can measure the CQI (Channel Quality Indicator) for the transmitted signal based on the reference signal transmitted by the transmitting end and feed it back. The transmitting end can perform communication by adjusting the modulation coding scheme (MCS) based on the fed back information and providing information about this to the receiving end.

반면, 도 11(b)를 참조하면, 지능형 무선 채널 환경에서는 무선 채널 환경 P2가 인식되고, IRS 제어를 통해 무선 채널 환경을 변경시킬 수 있다. 이와 동시에, 수신단은 수신한 송신 신호에 대한 측정을 수행하고, 이에 대한 피드백을 송신단으로 전송할 수 있다. 즉, 송신단은 IRS 제어에 기초한 피드백 정보 및 수신단의 피드백 정보를 수신하여 최적화를 수행할 수 있다. 이때, 송신단은 IRS를 조절하여 무선 채널 환경을 변경시킬 수 있으며, 무선 채널 환경과 송신단을 고려한 최적화가 수행될 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 11(b), in the intelligent wireless channel environment, the wireless channel environment P2 is recognized, and the wireless channel environment can be changed through IRS control. At the same time, the receiving end can measure the received transmission signal and transmit feedback about it to the transmitting end. That is, the transmitting end can perform optimization by receiving feedback information based on IRS control and feedback information from the receiving end. At this time, the transmitting end can change the wireless channel environment by adjusting the IRS, and optimization considering the wireless channel environment and the transmitting end can be performed.

보다 상세하게는, 도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라 지능형 무선 채널 환경에서 최적화를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 12를 참조하면, 지능형 무선 채널 환경에서 기지국(1210) 및 단말(1230) 사이에는 IRS(1220)가 존재할 수 있다. 일 예로, 기지국(1210)이 전송하는 신호는 단말(1230)로 직접 전송되는 경로 및 IRS(1220)에 반사되어 전송되는 경로가 존재할 수 있다. 즉, 지능형 무선 채널 환경에서는 기지국(1210)과 IRS(1220) 간 무선 채널(G), IRS(1220)와 단말(1230) 간 무선 채널(

Figure pct00004
) 및 기지국(1210)과 단말(1230) 간 직접 무선 채널(
Figure pct00005
)이 존재할 수 있다. 여기서, IRS(1220)의 제어에 기초하여 기지국(1210)과 IRS(1220) 간 무선 채널(G) 및 IRS(1220)와 단말(1230) 간 무선 채널(
Figure pct00006
)이 변경될 수 있다. 따라서, 지능형 무선 채널 환경에서 최적화는 상술한 무선 채널 환경을 고려하여 최적화가 수행될 수 있다.More specifically, FIG. 12 is a diagram illustrating a method of performing optimization in an intelligent wireless channel environment according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 12, an IRS 1220 may exist between the base station 1210 and the terminal 1230 in an intelligent wireless channel environment. For example, the signal transmitted by the base station 1210 may have a path directly transmitted to the terminal 1230 and a path reflected and transmitted to the IRS 1220. That is, in an intelligent wireless channel environment, the wireless channel (G) between the base station 1210 and the IRS (1220), the wireless channel (G) between the IRS (1220) and the terminal (1230)
Figure pct00004
) and a direct wireless channel between the base station 1210 and the terminal 1230 (
Figure pct00005
) may exist. Here, based on the control of the IRS (1220), the wireless channel (G) between the base station 1210 and the IRS (1220) and the wireless channel (G) between the IRS (1220) and the terminal 1230 (
Figure pct00006
) may change. Therefore, optimization in an intelligent wireless channel environment can be performed by considering the wireless channel environment described above.

보다 상세하게는, 기지국(1210)이 단말 k(1230)에게 신호를 전송하는 경우, 단말 k(1230)를 위한 기지국 송신 빔포밍 벡터는

Figure pct00007
, 단말 k(1230)에게 전송하는 신호는
Figure pct00008
및 수신 잡음이
Figure pct00009
일 수 있다. 이때, 단말 k(1230)가 IRS(1220)를 사용하는 환경에 기초하여 기지국(1210)으로부터 수신하는 신호는 하기 수학식 2와 같을 수 있으며, 각각의 채널에 대해서는 하기 표 3과 같을 수 있다.More specifically, when the base station 1210 transmits a signal to terminal k (1230), the base station transmission beamforming vector for terminal k (1230) is
Figure pct00007
, the signal transmitted to terminal k (1230) is
Figure pct00008
and reception noise
Figure pct00009
It can be. At this time, the signal that terminal k (1230) receives from the base station (1210) based on the environment in which it uses the IRS (1220) may be as shown in Equation 2 below, and may be as shown in Table 3 below for each channel.

Figure pct00010
Figure pct00010

Figure pct00011
Figure pct00011

여기서, 단말 k(1230)가 수신한 신호 대 잡음비(signal noise ratio, SNR)은 하기 수학식 3과 같을 수 있다.Here, the signal-to-noise ratio (SNR) received by terminal k (1230) may be expressed as Equation 3 below.

Figure pct00012
Figure pct00012

따라서 수신 SNR을 최적화하기 위한 지능형 무선환경(SRE)을 구성하는 경우, 하기 수학식 4와 같이 IRS의 제어와 전송 빔포밍(Transmit Beamforming)을 설정하는 경우일 수 있다.Therefore, when configuring an intelligent radio environment (SRE) to optimize reception SNR, it may be a case of setting IRS control and transmit beamforming as shown in Equation 4 below.

Figure pct00013
Figure pct00013

이때, MIMO에서 최대율 전송(Maximum-Rate Transmit)을 고려하여 단말 k(1230)의 전송 빔포밍(Transmit Beamforming)

Figure pct00014
는 하기 수학식 5와 같을 수 있다.At this time, transmit beamforming of terminal k (1230) considering maximum-rate transmit in MIMO
Figure pct00014
may be equal to Equation 5 below.

Figure pct00015
Figure pct00015

여기서,

Figure pct00016
는 IRS에서 최대 전송 파워일 수 있고,
Figure pct00017
및 Φ 를 최적화하는 수식에
Figure pct00018
를 대입하면 최적화는 하기 수학식 6과 같을 수 있다.here,
Figure pct00016
may be the maximum transmission power in IRS,
Figure pct00017
and in the formula to optimize Φ
Figure pct00018
By substituting , optimization can be as shown in Equation 6 below.

Figure pct00019
Figure pct00019

이때, IRS 제어 값 Φ 를 결정하면,

Figure pct00020
를 연산에 의해 결정할 수 있다. 여기서, 상술한 최적화 문제를 해결하기 위한 AO(Alternating Optimization) 알고리즘이 사용될 수 있다. 일 예로, AO 알고리즘은 채널정보(
Figure pct00021
,
Figure pct00022
, G) 를 이용하여 IRS 요소 별로 신뢰 구간(Trust region)을 결정하는 방법일 수 있으며, 도 13과 같을 수 있다. 또한, 목적 함수의 값(Objective Value)이 수렴할 때까지 반복적으로 바이너리 결정(binary decision)을 수행하고, 이를 통해
Figure pct00023
을 구할 수 있다. 여기서, 수렴 값의 상위 한계 값(upper bound)은 이상적인 IRS(Ideal IRS)인 경우,
Figure pct00024
=1일 수 있다. 이때, 일 예로, 도 12에서 IRS는 상술한 IRS 요소별로 최적화된 값을 찾기 위해 상술한 동작을 반복할 수 있다.At this time, if the IRS control value Φ is determined,
Figure pct00020
can be determined by calculation. Here, an Alternating Optimization (AO) algorithm can be used to solve the above-described optimization problem. As an example, the AO algorithm uses channel information (
Figure pct00021
,
Figure pct00022
, G) may be used to determine a trust region for each IRS element, and may be as shown in FIG. 13. In addition, binary decisions are repeatedly made until the objective value of the objective function converges, and through this,
Figure pct00023
can be obtained. Here, the upper bound of the convergence value is the ideal IRS,
Figure pct00024
= It can be 1. At this time, as an example, in FIG. 12, the IRS may repeat the above-described operation to find an optimized value for each IRS element.

여기서, AO(Alternating Optimization) 알고리즘은 수렴할 때까지 반복할 필요성이 있다. 또한, IRS 요소별로 각각의 최적화 값을 도출해야 하므로 복잡도가 커지고 연산량이 증가할 수 있다. 이때, 기지국의 안테나 수 M 및 IRS 요수 수 N에 따라 복잡도 및 연산량이 증가할 수 있으며, 이를 계산하는데 한계가 존재할 수 있다. 또한, AO(Alternating Optimization) 알고리즘을 최적화하는 경우, IRS가 포함된 모든 채널들의 측정 값이 필요할 수 있으며, 상술한 바를 고려하면 최적화에 한계가 존재할 수 있다.Here, the AO (Alternating Optimization) algorithm needs to be repeated until convergence. In addition, since each optimization value must be derived for each IRS element, complexity may increase and the amount of computation may increase. At this time, complexity and calculation amount may increase depending on the number of antennas M of the base station and the number of IRS elements N, and there may be limitations in calculating them. Additionally, when optimizing the AO (Alternating Optimization) algorithm, measurement values of all channels including IRS may be required, and considering the above, there may be limits to optimization.

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따라 수동형 기반 지능형 무선 채널 환경에서 최적화를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 14 is a diagram illustrating a method of performing optimization in a passive-based intelligent wireless channel environment according to an embodiment of the present disclosure.

상술한 바와 같이, 지능형 무선 채널 환경에서 IRS에 기초하여 채널에 대한 최적화를 수행하는 경우, AO(Alternating Optimization) 알고리즘의 반복성과 IRS 소자(Element)에 따라 연산량이 기하급수적으로 증가할 수 있다. 또한, 일 예로, 지능형 무선 채널 환경에서는 IRS가 포함된 모든 채널 정보를 측정해야 할 필요성이 있으며, 이에 따라 복잡성이 증가할 수 있다.As described above, when channel optimization is performed based on IRS in an intelligent wireless channel environment, the amount of calculation may increase exponentially depending on the repeatability of the AO (Alternating Optimization) algorithm and the IRS element. Additionally, as an example, in an intelligent wireless channel environment, there is a need to measure all channel information including IRS, which may increase complexity.

하기에서는 IRS로써 능동센서가 없는 단순한 구조의 IRS를 사용하는 방법에 대해 서술한다. 일 예로, 능동센서가 구비된 IRS는 기지국으로부터 전송되는 신호를 센싱하여 채널 정보를 획득할 수 있다. 반면, 능동센서가 없는 수동형 IRS는 기지국으로부터 전송되는 신호를 반사판 구조에 기초하여 단말로 전송할 뿐, 센싱은 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 능동센서가 없는 수동형 IRS는 능동센서를 구비한 IRS 대비 설치 및 비용이 적을 수 있으며, 이에 기초하여 활용 가능성이 높을 수 있다.The following describes how to use an IRS with a simple structure without an active sensor. For example, an IRS equipped with an active sensor can acquire channel information by sensing a signal transmitted from a base station. On the other hand, a passive IRS without an active sensor may only transmit signals transmitted from the base station to the terminal based on a reflector structure, but may not perform sensing. Therefore, a passive IRS without an active sensor may require less installation and cost than an IRS with an active sensor, and based on this, the possibility of its utilization may be high.

다만, 수동형 기반 IRS는 능동센서가 구비되지 않기 때문에 부족한 채널 정보를 인공지능으로 보완할 필요성이 있다. 즉, 능동센서에 의해 측정될 수 있는 채널 정보는 인공지능을 통해 획득될 필요성이 있다. 일 예로, 최적화된 IRS 제어 값은 기지국 안테나 수 M과 IRS 소자(Element) 수 N에 영향을 받지 않고, 인공지능에 기초하여 도출될 수 있으며, 이에 대해서 후술한다.However, since passive-based IRS is not equipped with active sensors, there is a need to supplement insufficient channel information with artificial intelligence. In other words, channel information that can be measured by an active sensor needs to be acquired through artificial intelligence. As an example, the optimized IRS control value is not affected by the number of base station antennas M and the number of IRS elements N, and can be derived based on artificial intelligence, which will be described later.

구체적인 일 예로, 도 14를 참조하면, 기지국(1410)과 IRS(1420) 사이의 채널 G는 LoS(Line of Sight) 환경의 위치 변화가 없는 채널일 수 있다. 따라서, 기지국(1410)은 채널 G에 대한 전송 빔포밍(Transmit Beamforming)

Figure pct00025
를 사전에 인지하고 관리할 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기(1440)는 최적화된 IRS 제어 값 Φ를 선택하고, 선택된 정보를 IRS 제어기(IRS Controller, 1450)로 전달하는 구성일 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기(1440)는 SRE 인공지능 시스템에 기초하여 최적화된 빔을 선택하는 구성일 수 있다.As a specific example, referring to FIG. 14, channel G between the base station 1410 and the IRS 1420 may be a channel in which there is no change in location in a Line of Sight (LoS) environment. Therefore, the base station 1410 performs transmit beamforming for channel G.
Figure pct00025
can be recognized and managed in advance. As an example, the artificial intelligence beam selector 1440 may be configured to select an optimized IRS control value Φ and transmit the selected information to the IRS controller (IRS Controller, 1450). As an example, the artificial intelligence beam selector 1440 may be configured to select an optimized beam based on the SRE artificial intelligence system.

일 예로, 인공지능 빔 선택기(1440)는 기지국(1410)에서 구현될 수 있다. 즉, SRE 인공지능 시스템에 기초하여 동작하는 인공지능 빔 선택기(1440)는 기지국(1410)에 구현되어 동작할 수 있다. 또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기(1440)는 IRS 제어기(1450)와 연계되어 구현될 수 있다. 또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기(1440)는 단말(1430)에 구현되어 동작할 수 있다. 또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기(1440)는 기지국(1410)과 별도로 클라우드 또는 별도의 디바이스를 통해 구현될 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.As an example, the artificial intelligence beam selector 1440 may be implemented in the base station 1410. That is, the artificial intelligence beam selector 1440 that operates based on the SRE artificial intelligence system can be implemented and operated in the base station 1410. As another example, the artificial intelligence beam selector 1440 may be implemented in conjunction with the IRS controller 1450. As another example, the artificial intelligence beam selector 1440 may be implemented and operated in the terminal 1430. As another example, the artificial intelligence beam selector 1440 may be implemented through a cloud or a separate device separately from the base station 1410, and may not be limited to a specific form.

즉, 인공지능 빔 선택기(1440)는 SRE 인공지능 시스템에 기초하여 최적화된 빔 선택을 수행하는 구성일 수 있으며 기지국(1410), IRS 제어기(1450), 단말(1430) 및 별도의 디바이스/클라우드 중 적어도 어느 하나에 기초하여 구현될 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.That is, the artificial intelligence beam selector 1440 may be configured to perform optimized beam selection based on the SRE artificial intelligence system, and may be configured among the base station 1410, IRS controller 1450, terminal 1430, and separate device/cloud. It may be implemented based on at least one of them, and may not be limited to a specific form.

인공지능 빔 선택시(1440)가 상술한 바와 같이 최적화된 IRS 제어 값 Φ를 선택하고, 이에 대한 정보를 IRS 제어기(1450)로 전달한 경우, IRS 제어기(1450)는 해당 값(Φ)으로 IRS(1420)를 제어할 수 있다. 이때, 기지국(1410)은 IRS(1420)에 상술한 IRS 제어 값에 기초하여

Figure pct00026
가 적용된 를 전송할 수 있다. 이때, 단말(1430)은 IRS(1420)를 통해 기지국(1410)이 전송하는 참조신호를 수신할 수 있다. 그 후, 단말(1430)은 참조신호에 기초하여 IRS 제어 값 Φ 로 인한 보상 값(Reward)을 획득하고, 채널 정보를 측정할 수 있다. 이때, 단말(1430)은 보상 값과 측정된 채널 정보(
Figure pct00027
)를 기지국(1410)으로 전달할 수 있다. 또 다른 일 예로, 단말(1430)은 IRS 제어 값 Φ 로 인한 보상 값(Reward)과 채널 정보를 간접적으로 나타내는 지표 정보(e.g. SNR,
Figure pct00028
)를 획득하고, 기지국(1410)으로 전달할 수 있다. 그 후, 기지국(1410)은 단말(1430)로부터 전달받은 피드백 정보에 기초하여 인공지능 시스템을 학습할 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기(1450)가 기지국(1410)에 직접 구비된 경우, 기지국(1410)은 인공지능 빔 선택기(1450)를 통해 학습을 수행할 수 있다. 또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기(1450)가 별도의 클라우드 또는 디바이스로 존재하는 경우, 기지국(1410)은 단말(1430)로부터 수신한 피드백 정보를 전달하여 학습을 수행하도록 할 수 있다. 또 다른 일 예로, 단말(1430)에 인공지능 빔 선택시(1450)가 구현된 경우, 단말(1430)은 참조신호를 통해 획득한 보상 값 및 채널 정보를 통해 직접 학습을 수행할 수 있다.When selecting an artificial intelligence beam (1440) selects the optimized IRS control value Φ as described above and transmits information about this to the IRS controller (1450), the IRS controller (1450) sets IRS ( 1420) can be controlled. At this time, the base station 1410 sends the IRS 1420 based on the IRS control value described above.
Figure pct00026
The applied can be transmitted. At this time, the terminal 1430 can receive the reference signal transmitted by the base station 1410 through the IRS 1420. Afterwards, the terminal 1430 can obtain a compensation value (Reward) due to the IRS control value Φ based on the reference signal and measure channel information. At this time, the terminal 1430 receives the compensation value and the measured channel information (
Figure pct00027
) can be transmitted to the base station 1410. As another example, the terminal 1430 displays a reward value due to the IRS control value Φ and indicator information (eg SNR,
Figure pct00028
) can be obtained and transmitted to the base station 1410. Afterwards, the base station 1410 can learn the artificial intelligence system based on the feedback information received from the terminal 1430. For example, when the artificial intelligence beam selector 1450 is directly provided in the base station 1410, the base station 1410 can perform learning through the artificial intelligence beam selector 1450. As another example, if the artificial intelligence beam selector 1450 exists as a separate cloud or device, the base station 1410 may transmit feedback information received from the terminal 1430 to perform learning. As another example, when artificial intelligence beam selection 1450 is implemented in the terminal 1430, the terminal 1430 can directly perform learning through the compensation value and channel information obtained through the reference signal.

여기서, 인공지능 빔 선택기(1450)가 상태 정보를 이용하는 강화학습(reinforce learning)으로 구현된 경우, 인공지능 빔 선택기(1450)는 상태 정보로 현재의 IRS(1420)의 제어 값과 채널정보

Figure pct00029
를 사용할 수 있다. 인공지능 빔 선택기(1450)가 최적화된 IRS 제어 값 Φ에 대한 설정을 완료한 경우, 기지국(1410)은 최적화된 IRS 제어 값 Φ를 통해 새로운 무선환경에서 최적화된 전송 빔포밍(Transmit Beamforming)
Figure pct00030
를 연산하고, 적용할 수 있다.
Figure pct00031
는 인공지능을 활용하여 연산되거나 5G NR에서 사용하고 있는 빔 관리 방식이 적용될 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Here, when the artificial intelligence beam selector 1450 is implemented using reinforcement learning using state information, the artificial intelligence beam selector 1450 uses the state information to control the current IRS 1420 and channel information.
Figure pct00029
can be used. When the artificial intelligence beam selector 1450 completes the settings for the optimized IRS control value Φ, the base station 1410 performs optimized transmit beamforming in a new wireless environment through the optimized IRS control value Φ.
Figure pct00030
can be calculated and applied.
Figure pct00031
may be calculated using artificial intelligence or the beam management method used in 5G NR may be applied, and may not be limited to a specific form.

도 15는 본 개시의 일 실시예에 따라 최적화된 지능형 무선 환경(SRE)를 설정하기 위해 기지국, 단말 및 IRS 상호 간의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.FIG. 15 is a diagram illustrating signal flows between a base station, a terminal, and an IRS to set up an optimized intelligent wireless environment (SRE) according to an embodiment of the present disclosure.

일 예로, 도 15를 참조하면, 기지국(1510)은 상술한 바와 같이 채널 G에 대한 전송 빔포밍(Transmit Beamforming)

Figure pct00032
를 사전에 인지하고, 관리할 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 기지국(1510)과 IRS(1520)가 초기 설정을 수행하는 경우,
Figure pct00033
는 측정 장비나 이동성이 가능한 장치를 통해 측정될 수 있으며, 측정 값으로 기 설정될 수 있다. 또 다른 일 예로, 기지국(1510)과 IRS(1520)는 저전력/저비용 센서를 통해 주기적으로
Figure pct00034
를 측정할 수 있으며, 측정된 값에 기초하여
Figure pct00035
를 주기적으로 업데이트할 수 있다. 일 예로, MRT(Maximum Transmit Rate)를 위한
Figure pct00036
는 하기 수학식 7과 같이 도출될 수 있다.As an example, referring to FIG. 15, the base station 1510 performs transmit beamforming for channel G as described above.
Figure pct00032
can be recognized and managed in advance. As a more specific example, when the base station 1510 and IRS 1520 perform initial setup,
Figure pct00033
Can be measured using measuring equipment or a portable device, and can be preset as a measured value. As another example, the base station 1510 and IRS 1520 periodically use low-power/low-cost sensors.
Figure pct00034
can be measured, and based on the measured value
Figure pct00035
can be updated periodically. As an example, for MRT (Maximum Transmit Rate)
Figure pct00036
Can be derived as shown in Equation 7 below.

Figure pct00037
Figure pct00037

또 다른 일 예로, 기지국(1510)과 IRS(1520)는 채널 G를 측정하지 않고,

Figure pct00038
를 지원할 수 있다. 일 예로,
Figure pct00039
는 무선 통신 시스템(e.g. NR)에서 사용되는 빔 관리 또는 빔 스위핑에 기초하여 지원되는 값 중 어느 하나로 결정될 수 있다. 일 예로, IRS(1520)는 기지국(1510)으로 CSI(channel status information) 피드백을 제공할 수 있으며, 이를 통해
Figure pct00040
값이 결정될 수 있다. 그 후, 기지국(1510)은
Figure pct00041
가 적용된 참조신호를 IRS(1520)로 전송할 수 있다. 여기서, IRS의 제어 값은 인공지능 빔 선택기에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 도 15에서는 인공지능 빔 선택기가 IRS 제어기와 연계된 경우일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기가 기지국(1510)이나 단말(1520) 또는 다른 디바이스/클라우드에 위치하는 경우, IRS(1520)는 IRS 제어 값 관련 정보를 별도로 수신할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.As another example, the base station 1510 and IRS 1520 do not measure channel G,
Figure pct00038
can support. As an example,
Figure pct00039
may be determined to be one of the values supported based on beam management or beam sweeping used in a wireless communication system (eg NR). As an example, the IRS 1520 may provide channel status information (CSI) feedback to the base station 1510, through which
Figure pct00040
The value can be determined. Afterwards, the base station 1510
Figure pct00041
The applied reference signal can be transmitted to the IRS (1520). Here, the control value of IRS can be determined based on an artificial intelligence beam selector. As an example, in Figure 15, the artificial intelligence beam selector may be linked to the IRS controller, but the case may not be limited to this. For example, if the artificial intelligence beam selector is located in the base station 1510, the terminal 1520, or another device/cloud, the IRS 1520 may separately receive information related to the IRS control value, which will be described later.

여기서, 인공지능 빔 선택기는 IRS의 소자(Element)별 위상 변화 값

Figure pct00042
를 선택할 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기가 상태정보를 이용하는 강화학습인 경우, 상태정보는 현재 IRS(1520)의 제어 값과 채널정보
Figure pct00043
를 포함할 수 있다. 그 후, IRS(1520)는 인공지능 빔 선택기에서 예측한 위상 값으로 설정될 수 있다. 기지국(1510)은
Figure pct00044
가 적용된 참조신호(
Figure pct00045
)를 IRS(1520)로 전달하고, 단말(1530)은 IRS(1520)를 경유한 참조신호
Figure pct00046
를 수신할 수 있다. 그 후, 단말(1530)은 참조신호
Figure pct00047
에 기초하여 보상 값(reward)를 측정할 수 있다. 일 예로, 단말(1530)은 IRS 성능 측정기를 구비할 수 있으며, 이를 통해 보상 값을 측정할 수 있다. 보상 값은 IRS 채널의 신호대 잡음비
Figure pct00048
나 평균제곱에러
Figure pct00049
일 수 있으나, 다른 형태의 채널 관련 정보도 포함할 수 있다. 또한, 단말(1530)은 참조신호에 대한 측정을 수행하여 채널 상태 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말(1530)은 보상 값 및 채널 상태 정보를 피드백 할 수 있다. 여기서, 인공지능 빔 선택기는 IRS 위상 값과 보상 값(reward) 및 측정한 채널정보를 통해 학습될 수 있다. 일 예로, 보상 값(reward)이나 예측된 위상 값의 수렴여부에 따라 학습이 반복될 수 있다. 이때, 인공지능 빔 선택기는 초기 전이학습을 통해 학습된 모델을 사용함으로써 반복성을 제거할 수 있다.Here, the artificial intelligence beam selector uses the phase change value for each element of the IRS.
Figure pct00042
You can select . For example, if the artificial intelligence beam selector is reinforcement learning using state information, the state information is the control value and channel information of the current IRS (1520).
Figure pct00043
may include. Afterwards, IRS 1520 can be set to the phase value predicted by the artificial intelligence beam selector. Base station 1510 is
Figure pct00044
The applied reference signal (
Figure pct00045
) is transmitted to the IRS (1520), and the terminal (1530) receives the reference signal via the IRS (1520)
Figure pct00046
can receive. Afterwards, the terminal 1530 receives the reference signal
Figure pct00047
Based on this, the reward value can be measured. As an example, the terminal 1530 may be equipped with an IRS performance meter, through which the compensation value can be measured. The compensation value is the signal-to-noise ratio of the IRS channel.
Figure pct00048
I mean square error
Figure pct00049
However, it may also include other types of channel-related information. Additionally, the terminal 1530 can obtain channel state information by performing measurement on the reference signal. Afterwards, the terminal 1530 can feed back the compensation value and channel state information. Here, the artificial intelligence beam selector can be learned through the IRS phase value, compensation value, and measured channel information. As an example, learning may be repeated depending on whether the reward or predicted phase value converges. At this time, the artificial intelligence beam selector can eliminate repeatability by using a model learned through initial transfer learning.

그 후, IRS(1520)는 인공지능 빔 선택기의 학습에 기초하여 환경 변경 완료신호를 기지국(1510)에 전달할 수 있다. 그 후, 기지국(1510)은 단말(1530)에 참조신호를 보내서 채널상태정보를 획득하고, 새롭게 변경된 환경에서 최적화된 전달 빔포밍(transmit beamforming) 결정하고 적용하여 단말(1530)과 통신을 수행할 수 있다.Afterwards, the IRS 1520 may transmit an environment change completion signal to the base station 1510 based on the learning of the artificial intelligence beam selector. Afterwards, the base station 1510 sends a reference signal to the terminal 1530 to obtain channel state information, determines and applies optimized transmit beamforming in the newly changed environment, and performs communication with the terminal 1530. You can.

도 16은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말에 인공지능 빔 선택기가 구현되는 경우에 기지국, IRS 및 단말 상호 간의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.FIG. 16 is a diagram illustrating the signal flow between the base station, IRS, and terminal when an artificial intelligence beam selector is implemented in the terminal according to an embodiment of the present disclosure.

도 16을 참조하면, 인공지능 빔 선택기는 단말(1630)에 구현될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 인공지능 빔 선택기는 기지국(1610), IRS(1620) 및 별도의 클라우드/디바이스뿐만 아니라 단말(1630)에도 구현될 수 있다. 일 예로, 단말(1630)에 구현된 인공지능 빔 선택기는 IRS 제어 값을 결정할 수 있다. 일 예로, 단말(1630)은 인공지능 빔 선택기를 통해 측정한 채널 정보와 현재 IRS 제어 값(또는 초기 값)을 기반으로 IRS 제어의 빔 방향의 고도각, 방위각을 나타내는 인덱스

Figure pct00050
를 결정할 수 있다. 이때, 단말(1630)은 결정된 인덱스 정보를 IRS(1620)로 전달할 수 있다. IRS(1620)는 수신한 인덱스 정보(
Figure pct00051
)를 통해 상술한 위상 값을 결정할 수 있다. 그 후, 기지국(1610)은
Figure pct00052
가 적용된 참조신호(
Figure pct00053
)를 IRS(1620)로 전달하고, 단말(1630)은 IRS(1620)를 경유한 참조신호
Figure pct00054
를 수신할 수 있다. 그 후, 단말(1630)은 참조신호
Figure pct00055
에 기초하여 보상 값(reward)를 측정할 수 있다. 일 예로, 단말(1630)은 IRS 성능 측정기를 구비할 수 있으며, 이를 통해 보상 값을 측정할 수 있다. 보상 값은 IRS 채널의 신호대 잡음비
Figure pct00056
나 평균제곱에러
Figure pct00057
일 수 있으나, 다른 형태의 채널 관련 정보도 포함할 수 있다. 또한, 단말(1630)은 참조신호에 대한 측정을 수행하여 채널 상태 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말(1630)의 인공지능 빔 선택기는 보상 값 및 채널 상태 정보에 기초하여 학습을 수행할 수 있다. 여기서, 학습은 수렴할 때까지 반복될 수 있다. 이를 통해, 인공지능 빔 선택기는 IRS 제어 값을 업데이트할 수 있으며, 보상 값과 채널 상태 정보 및 현재 IRS 제어 값을 기반으로 IRS 제어의 빔 방향의 고도각, 방위각을 나타내는 인덱스
Figure pct00058
가 업데이트될 수 있다. 그 후, 단말(1630)은 업데이트된 인덱스 정보를 IRS(1620)로 전달할 수 있다. IRS는 IRS 제어 값에 기초하여 환경변경 완료 신호를 기지국(1610)으로 전송하고, 기지국(1610)은 단말(1630)에 참조신호를 보내서 채널 상태 정보를 획득할 수 있다. 이를 통해, 기지국(1610)은 새롭게 변경된 환경에서 최적화된 전달 빔포밍(transmit beamforming)을 결정하고 적용하여 단말(1630)과 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 16, the artificial intelligence beam selector may be implemented in the terminal 1630. That is, as described above, the artificial intelligence beam selector can be implemented not only in the base station 1610, IRS 1620, and a separate cloud/device, but also in the terminal 1630. As an example, the artificial intelligence beam selector implemented in the terminal 1630 can determine the IRS control value. As an example, the terminal 1630 is an index indicating the elevation angle and azimuth of the beam direction of the IRS control based on the channel information measured through the artificial intelligence beam selector and the current IRS control value (or initial value).
Figure pct00050
can be decided. At this time, the terminal 1630 may transmit the determined index information to the IRS 1620. IRS (1620) receives the index information (
Figure pct00051
), the above-described phase value can be determined. Afterwards, the base station 1610
Figure pct00052
The applied reference signal (
Figure pct00053
) is transmitted to the IRS (1620), and the terminal (1630) receives the reference signal via the IRS (1620)
Figure pct00054
can receive. Afterwards, the terminal 1630 receives the reference signal
Figure pct00055
Based on this, the reward value can be measured. As an example, the terminal 1630 may be equipped with an IRS performance meter, through which the compensation value can be measured. The compensation value is the signal-to-noise ratio of the IRS channel.
Figure pct00056
I mean square error
Figure pct00057
However, it may also include other types of channel-related information. Additionally, the terminal 1630 can obtain channel state information by performing measurement on the reference signal. Afterwards, the artificial intelligence beam selector of the terminal 1630 may perform learning based on the compensation value and channel state information. Here, learning can be repeated until convergence. Through this, the artificial intelligence beam selector can update the IRS control value, and the index indicating the elevation angle and azimuth of the beam direction of the IRS control based on the compensation value, channel status information, and current IRS control value.
Figure pct00058
can be updated. Afterwards, the terminal 1630 may transmit the updated index information to the IRS 1620. The IRS transmits an environment change completion signal to the base station 1610 based on the IRS control value, and the base station 1610 can obtain channel state information by sending a reference signal to the terminal 1630. Through this, the base station 1610 can perform communication with the terminal 1630 by determining and applying optimized transmit beamforming in the newly changed environment.

도 17은 본 개시의 일 실시예에 따라 최적화된 지능형 무선환경을 설정하는 방법을 나타낸 순서도일 수 있다.FIG. 17 may be a flowchart showing a method of setting an optimized intelligent wireless environment according to an embodiment of the present disclosure.

도 17을 참조하면, 상술한 도 15 및 도 16에 기초하여 최적화된 지능형 무선환경을 설정하는 방법일 수 있다. 여기서, 채널추정 단계는 기지국-IRS(BS-IRS)의 채널정보 G기반으로 기지국에서 IRS로 전달 빔포밍 벡터

Figure pct00059
를 설정하는 동작일 수 있다.(S1710) 일 예로, 상술한 바와 같이, 기지국과 IRS가 초기 설정을 수행하는 경우, 기지국과 IRS는 IRS의 위치에 기초하여 채널 G에 대한 초기 설정을 수행할 있다. 또 다른 일 예로, 기지국과 IRS는 채널 측정없이 인공지능을 통해 전송 빔포밍(transmit beamforming)
Figure pct00060
를 결정할 수 있다. 또한, 일 예로, 저전력 센서에 기초하여 주기적으로 채널 G가 확인될 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 즉, 기지국은 IRS로 전송하는 전송 빔포밍(transmit beamforming)
Figure pct00061
를 사전에 인지하고, 관리할 수 있다. 이때, 단말이 IRS 성능 측정기를 통해 상술한 보상 값 및 채널 추정 정보를 획득하기 위해서 단말은 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있다. 기지국은 신호를 IRS로 전달하여 단말로 전송할 수 있으며, 이를 위해 빔포밍이 필수적일 수 있다.Referring to Figure 17, this may be a method of setting an optimized intelligent wireless environment based on Figures 15 and 16 described above. Here, the channel estimation step is a beamforming vector transmitted from the base station to the IRS based on the channel information G of the base station-IRS (BS-IRS).
Figure pct00059
It may be an operation to set. (S1710) As an example, as described above, when the base station and IRS perform initial setup, the base station and IRS may perform initial setup for channel G based on the location of the IRS. . As another example, the base station and IRS perform transmit beamforming through artificial intelligence without channel measurement.
Figure pct00060
can be decided. Additionally, as an example, channel G may be periodically checked based on a low-power sensor, as described above. In other words, the base station transmits beamforming to the IRS.
Figure pct00061
can be recognized and managed in advance. At this time, in order for the terminal to obtain the above-described compensation value and channel estimation information through the IRS performance meter, the terminal may receive a signal from the base station. The base station can transmit the signal to the IRS and transmit it to the terminal, and beamforming may be essential for this.

또한, 환경변경 단계는 인공지능 빔 선택기를 사용하여 최적의 IRS 제어 값을 찾고 적용하는 단계일 수 있다. 여기서, 기지국은 상술한 채널 추정 단계를 통해 기 연산한 전달 빔포밍 벡터

Figure pct00062
를 적용한 참조신호를 IRS로 전달할 수 있다. 일 예로, 기지국과 IRS간 신호가
Figure pct00063
를 적용하지 않아도 충분히 큰 경우라면 상술한 과정없이 신호가 전달될 수 있다.Additionally, the environment change step may be a step of finding and applying the optimal IRS control value using an artificial intelligence beam selector. Here, the base station calculates the transfer beamforming vector through the channel estimation step described above.
Figure pct00062
The applied reference signal can be transmitted to IRS. As an example, the signal between the base station and IRS is
Figure pct00063
If it is large enough without applying , the signal can be transmitted without the above-described process.

그 후, SRE 인공지능 시스템에 기초하여 동작하는 인공지능 빔 선택기는 수동형 지능형판사판(IRS)의 소자(Element)별 제어 값

Figure pct00064
를 생성하여(S1720), IRS에 제어 값을 적용할 수 있다.(S1730) 이때, 인공지능 빔 선택기는 지도학습(supervisor learning)으로써 AO(alternating optimization) 최적화나 SDR(software Defined Radio)과 같은 최적화 알고리즘을 통해 획득한 제어 값으로 학습을 수행할 수 있다. 다만, 인공지능 빔 선택기는 사용한 알고리즘의 성능을 넘지 못할 수 있다. 또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 기 학습된 학습 모델을 통해서 빠르게 예측 값을 추정할 수 있다.Afterwards, the artificial intelligence beam selector, which operates based on the SRE artificial intelligence system, provides control values for each element of the passive intelligent judge board (IRS).
Figure pct00064
By generating (S1720), the control value can be applied to the IRS (S1730). At this time, the artificial intelligence beam selector uses supervised learning to perform optimization such as AO (alternate optimization) optimization or SDR (software defined radio). Learning can be performed with control values obtained through an algorithm. However, the artificial intelligence beam selector may not exceed the performance of the algorithm used. As another example, an artificial intelligence beam selector can quickly estimate a prediction value through a pre-trained learning model.

또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 비지도학습인 강화학습을 통해 예측 값을 획득하고, 그에 따른 보상 값(reward)을 획득하여 학습모델을 학습을 통해 지속적으로 업데이트할 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 보상 값 또는 예측 값이 수렴될 때까지 학습을 반복할 수 있다. 여기서, 인공지능 빔 선택기는 전이학습을 통해서 또는 모델을 지속적으로 업데이트하면서 반복 횟수를 줄일 수 있다. 그 후, 환경변경 단계는 기지국이 환경변경 완료 신호를 전달받음으로써 종료될 수 있다.As another example, an artificial intelligence beam selector can acquire a prediction value through reinforcement learning, which is unsupervised learning, and acquire a reward value accordingly to continuously update the learning model through learning. As an example, an artificial intelligence beam selector may repeat learning until the reward value or prediction value converges. Here, the artificial intelligence beam selector can reduce the number of iterations through transfer learning or by continuously updating the model. Afterwards, the environment change step may be terminated when the base station receives an environment change completion signal.

구체적인 일 예로, 환경적응 단계는 기지국이 단말에 참조신호를 전달하여 새로운 환경에서 최적화된

Figure pct00065
를 찾는 과정일 수 있다. 일 예로, 기지국은 전송 빔포밍
Figure pct00066
를 적용하여 참조신호를 생성하고(S1740), 이를 IRS를 통해 단말로 전송할 수 있다. 단말은 참조신호를 통해 측정한 실제 채널상태정보(effective channel state information)인
Figure pct00067
ΦG+
Figure pct00068
및 보상 값 R을 인공지능 빔 선택기에 전달할 수 있다. 여기서, 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 상술한 바와 같이, 기지국, IRS, 단말 또는 클라우드/디바이스에 구비될 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기가 단말에 구현된 경우, 단말은 보상 값 및 채널상태 정보를 적용하여 IRS를 제어하기 위한 인덱스 값을 IRS로 전송할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기가 기지국에 구현된 경우, 단말은 보상 값 및 채널상태 정보를 기지국으로 전달할 수 있다. 이때, 인공지능 빔 선택기는 단말로부터 수신한 보상 값 및 채널상태 정보에 기초하여 학습을 수행할 수 있다.(S1750) 여기서, 학습은 수렴될 때까지 지속적으로 수행될 수 있으며(S1756), 수렴된 값에 기초하여 기지국은 환경변경 완료 정보를 획득할 수 있다.(S1770)그 후, 기지국은 전달받은 환경변경 완료 정보에 기초하여 주어진 환경을 최적화하는
Figure pct00069
를 결정하고 통신을 수행할 수 있다.(S1780) 일 예로, 기지국이 환경을 최적화하는
Figure pct00070
를 결정하는 경우, 기지국은 무선 통신 시스템(e.g. NR)에서 사용하는 빔 관리 또는 빔 스위핑 방식에 기초하여
Figure pct00071
=
Figure pct00072
와 같은 방법을 사용할 수 있다.As a specific example, the environmental adaptation stage is when the base station transmits a reference signal to the terminal to optimize the environment in the new environment.
Figure pct00065
It may be a process of finding . As an example, the base station transmits beamforming
Figure pct00066
A reference signal can be generated by applying (S1740) and transmitted to the terminal through IRS. The terminal is the actual channel state information measured through the reference signal.
Figure pct00067
ΦG+
Figure pct00068
And the compensation value R can be transmitted to the artificial intelligence beam selector. Here, as an example, the artificial intelligence beam selector may be provided in a base station, IRS, terminal, or cloud/device, as described above. For example, when an artificial intelligence beam selector is implemented in the terminal, the terminal can transmit an index value for controlling the IRS by applying compensation values and channel state information to the IRS, as described above. As another example, when an artificial intelligence beam selector is implemented in a base station, the terminal can transmit compensation values and channel state information to the base station. At this time, the artificial intelligence beam selector may perform learning based on the compensation value and channel state information received from the terminal (S1750). Here, learning may be continuously performed until convergence (S1756), and convergence occurs. Based on the value, the base station can obtain environment change completion information. (S1770) After that, the base station optimizes the given environment based on the received environment change completion information.
Figure pct00069
can be determined and communication can be performed. (S1780) As an example, the base station optimizes the environment.
Figure pct00070
When determining , the base station bases the beam management or beam sweeping method used in the wireless communication system (eg NR).
Figure pct00071
=
Figure pct00072
You can use the same method.

구체적인 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 설정하는 빔을 코드북 형태로 표현하고, 인공지능 모델을 단순화 할 수 있다. 여기서, 수신 방향으로 배열 응답벡터를 표시한 방향벡터 함수는 하기 수학식 8과 같이 표현 가능할 수 있다.As a specific example, the artificial intelligence beam selector can express the beam to be set in the form of a codebook and simplify the artificial intelligence model. Here, the direction vector function representing the array response vector in the receiving direction can be expressed as Equation 8 below.

Figure pct00073
Figure pct00073

수학식 8에서 N은 배열(안테나 또는 IRS 소자)의 크기이며, w는 안테나 또는 IRS 소자 사이의 위상 차일 수 있다.In Equation 8, N is the size of the array (antenna or IRS element), and w may be the phase difference between the antenna or IRS element.

일 예로, IRS가 빔포밍에 기초하여 기지국으로부터 전달받은 신호에 대한 수신 응답벡터

Figure pct00074
는 하기 수학식 9와 같이 방향벡터 함수 u(ω,N)으로 표현이 가능할 수 있다.As an example, the received response vector for the signal received by the IRS from the base station based on beamforming
Figure pct00074
Can be expressed as a direction vector function u(ω,N) as shown in Equation 9 below.

Figure pct00075
Figure pct00075

수학식 9에서

Figure pct00076
는 IRS의 방위각,
Figure pct00077
은 고도각이며,
Figure pct00078
Figure pct00079
는 각각 IRS 요소의 가로 및 세로의 개수일 수 있고,
Figure pct00080
는 크로네커 곱을 나타낼 수 있다. 또한, IRS의 송신 응답벡터
Figure pct00081
도 방향벡터 함수 u(ω,N)로 표현될 수 있으며, 하기 수학식 10과 같을 수 있다.In equation 9:
Figure pct00076
is the azimuth of IRS,
Figure pct00077
is the elevation angle,
Figure pct00078
and
Figure pct00079
may be the horizontal and vertical numbers of IRS elements, respectively,
Figure pct00080
can represent the Kronecker product. Additionally, the IRS's transmission response vector
Figure pct00081
It can also be expressed as a direction vector function u(ω,N), and can be expressed as Equation 10 below.

Figure pct00082
Figure pct00082

또한, 전송 빔포밍이 적용된 송신신호

Figure pct00083
에 대해 IRS를 통한 신호는 하기 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.In addition, the transmission signal to which transmission beamforming is applied
Figure pct00083
The signal through IRS can be expressed as Equation 11 below.

Figure pct00084
Figure pct00084

수학식 11에서

Figure pct00085
는 BS-IRS 채널의 패스 게인이고,
Figure pct00086
는 IRS-UE 채널의 패스 게인일 수 있다. 또한, Φ는 IRS 소자의 위상 값 행렬로써 Φ=diag(v),
Figure pct00087
로 표현될 수 있다. 또한,
Figure pct00088
로서 ⊙는 아르마르 곱으로 행렬의 소자 간 곱을 나타낼 수 있으며, 수학식 12와 같을 수 있다.In equation 11,
Figure pct00085
is the pass gain of the BS-IRS channel,
Figure pct00086
May be the pass gain of the IRS-UE channel. In addition, Φ is the phase value matrix of the IRS element, Φ=diag(v),
Figure pct00087
It can be expressed as also,
Figure pct00088
As ⊙ can represent the product between elements of the matrix as the Armard product, and can be the same as Equation 12.

Figure pct00089
Figure pct00089

수학식 12에서 u(ω,N)은 주기가 2인 함수이기 때문에

Figure pct00090
로 표현이 가능할 수 있으며,
Figure pct00091
로 표현될 수 있다.In Equation 12, u(ω,N) is a function with a period of 2.
Figure pct00090
It can be expressed as,
Figure pct00091
It can be expressed as

또한, 수신신호 SNR을 최대로 만드는 IRS의 최적 빔포밍 벡터 v 는

Figure pct00092
이며 방위각과 고도각의 방향벡터 함수 u(ω,N) 의 크로네커 곱으로 표현할 수 있다.In addition, the optimal beamforming vector v of IRS that maximizes the received signal SNR is
Figure pct00092
It can be expressed as the Kronecker product of the direction vector function u(ω,N) of the azimuth and elevation angles.

즉, IRS 제어 값은 방위각과 고도각의 형태로 관리될 수 있으며, 각각의 방향에 따른 제어 값은 코드북으로 관리될 수 있다. 일 예로, 코드북

Figure pct00093
은 IRS 방향벡터의 집합이며, 가로 및 세로 방향에서 각각
Figure pct00094
의 크기를 가질 수 있다. 또한, j ∈J 로 방향벡터의 인덱스이며, J는 총 나타낼 수 있는 방향 벡터일 수 있다. 일 예로, J는 가로 세로 방향의 사용하는 빔의 개수를 표현하는 값으로, 가로 및 세로 방향으로 각각
Figure pct00095
으로 다르게 표현이 가능할 수 있다.That is, IRS control values can be managed in the form of azimuth and elevation angles, and control values for each direction can be managed in a codebook. As an example, codebook
Figure pct00093
is a set of IRS direction vectors, in the horizontal and vertical directions, respectively.
Figure pct00094
It can have a size of . Additionally, j ∈ J is the index of the direction vector, and J may be the total number of direction vectors that can be represented. As an example, J is a value representing the number of beams used in the horizontal and vertical directions, respectively.
Figure pct00095
It may be expressed differently.

여기서, 최종 인공지능 빔 선택기에서 설정되는 빔은 하기 수학식 13에 기초하여 수학식 14와 같을 수 있다.Here, the beam set in the final artificial intelligence beam selector may be equal to Equation 14 based on Equation 13 below.

Figure pct00096
Figure pct00096

Figure pct00097
Figure pct00097

즉, 인공지능 빔 선택기는 코드북을 통해 빔을 상술한 바와 같이 표현할 수 있으며, 이를 통해 인공지능 모델은 단순화할 수 있다.In other words, the artificial intelligence beam selector can express the beam through a codebook as described above, and through this, the artificial intelligence model can be simplified.

또한, 일 예로, 도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라 강화학습을 사용하여 SRE 인공지능 시스템 구조를 나타낸 도면이고, 도 19는 도 18에 기초하여 환경(environment)의 구성요소를 좀 더 세분화한 도면일 수 있다.Additionally, as an example, FIG. 18 is a diagram showing the structure of an SRE artificial intelligence system using reinforcement learning according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 19 further subdivides the components of the environment based on FIG. 18. It could be one drawing.

보다 상세하게는, 도 18을 참조하면, SRE 인공지능 시스템에 기초하여 인공지능 빔 선택기는 강화학습에 기초하여 학습을 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, 강화학습은 두 개의 입력과 한 개의 출력으로 구성될 수 있다. 입력은 상태 정보(state)와 보상 값(reward)이 사용될 수 있으며, 출력은 에이전트 행동(action)을 선택할 수 있다. 여기서, 일 예로, 강화학습은 MAB(multi-armed bandit)일 수 있으며, MAB의 경우 상태 정보를 사용하지 않을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 출력으로 행동(Action)은 IRS 제어기가 동작하여 단말에게 최적의 통신 환경을 제공하는 빔을 선택하는 동작일 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 환경으로부터 행동(Action)에 대한 보상 값과 변경된 상태 정보를 획득하여 학습에 사용할 수 있다. 또한, 인공지능 빔 선택기는 학습 후 입력에 기초하여 다시 행동(action)을 선택하는 동작을 반복할 수 있다.More specifically, referring to FIG. 18, based on the SRE artificial intelligence system, the artificial intelligence beam selector can perform learning based on reinforcement learning. At this time, as an example, reinforcement learning may consist of two inputs and one output. State information (state) and reward value (reward) can be used as input, and agent action (action) can be selected as output. Here, as an example, reinforcement learning may be MAB (multi-armed bandit), and in the case of MAB, state information may not be used, but it is not limited to this. Additionally, an action as an output may be an action in which the IRS controller operates to select a beam that provides the optimal communication environment to the terminal. As an example, an artificial intelligence beam selector can obtain reward values for actions and changed state information from the environment and use them for learning. In addition, the artificial intelligence beam selector can repeat the operation of selecting an action again based on the input after learning.

여기서, 도 19를 참조하면, 인공지능 빔 선택기가 환경의 구성요소를 고려하여 각각의 상태, 보상, 행동을 결정하는 방법일 수 있다. 여기서, 일 예로, 환경은 신호가 전달되는 채널환경 뿐만 아니라, 보상과 채널 상태를 측정하기 위한 기지국, 단말 및 IRS 상호 간의 환경도 고려될 수 있다. 구체적인 일 예로, 상태(State)는 환경으로부터 받는 인자로 직전에 선택했던 빔 선택기의 가로 및 세로 인덱스 (

Figure pct00098
)를 사용할 수 있다. 또한, 일 예로, IRS 제어 값에 대한 환경의 변화를 상태(State)에 반영하기 위해서 단말은 측정한 채널 정보(
Figure pct00099
)를 상태(State)에 추가할 수 있다. 여기서, 채널정보는 측정된 값이거나 채널을 나타내는 간접적인 지표(CQI, SNR,
Figure pct00100
)로 대체 될 수 있으며, 상태는 하기 수학식 15와 같을 수 있다.Here, referring to FIG. 19, the artificial intelligence beam selector may be a method of determining each state, reward, and action by considering components of the environment. Here, as an example, the environment may be considered not only the channel environment through which signals are transmitted, but also the environment between the base station, terminal, and IRS for measuring compensation and channel status. As a specific example, the state is a factor received from the environment and the horizontal and vertical indices of the beam selector selected just before (
Figure pct00098
) can be used. In addition, as an example, in order to reflect environmental changes to the IRS control value in the state, the terminal measures the channel information (
Figure pct00099
) can be added to the state. Here, the channel information is a measured value or an indirect indicator (CQI, SNR,
Figure pct00100
), and the state may be as shown in Equation 15 below.

Figure pct00101
Figure pct00101

또한, 행동(action)은 IRS의 빔 방향 벡터를 나타내는 코드북의 인덱스를 선택하는 것이며, 최종적으로는 IRS 각 소자의 위상 천이 값들이 적용될 수 있다. 상술한 바에 기초하여 인공지능 빔 선택기의 행동(action)은 하기 수학식 16과 같을 수 있다.Additionally, the action is to select the index of the codebook representing the beam direction vector of the IRS, and ultimately the phase shift values of each IRS element can be applied. Based on the above, the action of the artificial intelligence beam selector may be as shown in Equation 16 below.

Figure pct00102
Figure pct00102

여기서, 행동 값은 IRS 방향 벡터 생성기를 통해서 코드북 기반으로 구성된 값으로 실제로 선택 인공지능에서 선택하는 것은 방향벡터의 방위각과 고도각의 인덱스일 수 있다. 또한, 일 예로, 보상 값(Reward)은 단말이 측정한 값으로 IRS가 선택한 제어 값에 대한 결과 값일 수 있다. 일 예로, IRS에 단말로부터 수신하는 블록을 추가한다면 직접 받을 수 있지만, IRS의 비용이 증가할 수 있다. 따라서, IRS는 단말이 기지국으로 전송한 정보에 기초하여 기지국으로부터 보상 값을 획득할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 또한, 일 예로, 보상 값(Reward)은 다른 사용 목적을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 일 예로, 단말은 상술한 바와 같이, IRS 성능 측정기를 포함할 수 있다. 다만, 일 예로, IRS 성능 측정기를 거치지 않았을 때 보상 값은 수학식 17과 같이 단말이 참조신호에 기초하여 측정된 채널 관련 정보일 수 있다.Here, the action value is a value constructed based on a codebook through the IRS direction vector generator, and what is actually selected by the selection artificial intelligence may be the index of the azimuth and elevation angles of the direction vector. Additionally, as an example, the reward value is a value measured by the terminal and may be the result of a control value selected by the IRS. For example, if you add a block received from a terminal to the IRS, you can receive it directly, but the cost of the IRS may increase. Accordingly, the IRS may obtain a compensation value from the base station based on the information transmitted from the terminal to the base station, but may not be limited to this. Additionally, as an example, the reward value (Reward) may be determined considering other purposes of use. Additionally, as an example, the terminal may include an IRS performance meter, as described above. However, as an example, when it does not go through the IRS performance meter, the compensation value may be channel-related information measured by the terminal based on the reference signal, as shown in Equation 17.

Figure pct00103
Figure pct00103

또한, 일 예로, 도 20은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 빔 선택기에서 환경구성 요소 중 단말과 기지국의 사용 블록을 도시화한 도면이다. 일 예로, 도 20을 참조하면, 기지국은 무선채널을 통해 참조신호를 생성하여 전달할 수 있다. 또한, 단말은 기지국으로부터 생성된 참조신호를 IRS를 통해 획득하고, 참조신호를 측정하여 채널 상태 정보 및 보상 값 정보를 결정할 수 있다. 일 예로, 채널 상태 정보는 채널을 직접 측정한 결과에 대한 정보 및 채널 관련 간접 정보를 포함할 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다. 여기서, 환경 구성요소는 IRS뿐만 아니라 기지국과 단말의 동작까지 고려될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.Additionally, as an example, FIG. 20 is a diagram illustrating usage blocks of a terminal and a base station among environmental components in an artificial intelligence beam selector according to an embodiment of the present disclosure. As an example, referring to FIG. 20, a base station can generate and transmit a reference signal through a wireless channel. Additionally, the terminal can obtain a reference signal generated from the base station through IRS, measure the reference signal, and determine channel state information and compensation value information. As an example, channel state information may include information about the results of direct channel measurement and indirect channel-related information, and may not be limited to a specific form. Here, the environmental components may be considered not only the IRS but also the operations of the base station and the terminal, and are not limited to the above-described embodiment.

또한, 일 예로, 도 21은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 빔 선택기의 구조를 나타낸 도면이다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 선택 인공지능과 IRS 생성기로 구분될 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 강화학습에 기초하여 상태 정보와 보상 값을 통해 하기 수학식 18과 같은 값을 도출하고, 이에 기초하여 상술한 행동(action) 값을 도출할 수 있다.Additionally, as an example, FIG. 21 is a diagram showing the structure of an artificial intelligence beam selector according to an embodiment of the present disclosure. As an example, the artificial intelligence beam selector can be divided into a selection artificial intelligence and an IRS generator. As an example, the artificial intelligence beam selector can derive a value such as Equation 18 below through state information and compensation values based on reinforcement learning, and derive the above-described action value based on this.

Figure pct00104
Figure pct00104

보다 상세하게는, 선택인공지능은 최적의 무선환경을 구성하기 위해 IRS 제어 값을 학습하고 예측하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 선택인공지능은 상술한 바와 같이 강화학습 또는 MAB를 통해서 구현이 가능할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 또한, IRS 방향 벡터 생성기는 코드북을 기반으로 각각의 소자별 제어 값을 생성할 수 있다. 즉, 선택인공지능은 코드북의 인덱스로 형태로 학습되기 때문에 상태 정보(state)와 행동(action)의 차원을 줄일 수 있다. 따라서, 각각의 소자별 학습 방식보다 모델 크기나 복잡도 및 수렴 속도에서 유리할 수 있다. 상술한 바에 기초하여 기지국 안테나 수 M과 IRS의 소자 수 N은 크게 영향을 받지 않고 최적화된 IRS 제어 값을 생성할 수 있다.More specifically, selective artificial intelligence can perform the role of learning and predicting IRS control values to configure the optimal wireless environment. Here, selective artificial intelligence may be implemented through reinforcement learning or MAB as described above, but may not be limited thereto. Additionally, the IRS direction vector generator can generate control values for each element based on the codebook. In other words, because selective artificial intelligence is learned in the form of an index of a codebook, the dimensions of state information (state) and action (action) can be reduced. Therefore, it may be advantageous in terms of model size, complexity, and convergence speed compared to each device-specific learning method. Based on the above, the number of base station antennas M and the number of IRS elements N are not significantly affected and an optimized IRS control value can be generated.

또한, 일 예로, 도 22는 본 개시의 일 실시예에 따라 MAB AI를 통해 인공지능 빔 선택기를 구현하는 방법을 나타낸 도면이다. 일 예로, 도 22를 참조하면, 톰슨 샘플링(thompson sampling)을 사용한 MAB AI를 사용하는 선택인공지능(인공지능 빔 선택기)은 크게 학습부와 선택부로 구분될 수 있다. 이때, 학습부는 보상 값(reward)을 기반으로 직전 행동(action) i에 대한 톰슨 샘플링 파라미터 (α, β)를 갱신할 수 있다. 여기서, 보상 값에 따른 α, β의 학습은 하기 수학식 19와 같을 수 있다.Additionally, as an example, FIG. 22 is a diagram showing a method of implementing an artificial intelligence beam selector through MAB AI according to an embodiment of the present disclosure. As an example, referring to FIG. 22, selection artificial intelligence (artificial intelligence beam selector) using MAB AI using Thompson sampling can be largely divided into a learning unit and a selection unit. At this time, the learning unit may update the Thompson sampling parameters (α, β) for the previous action i based on the reward value. Here, learning α and β according to the reward value may be as shown in Equation 19 below.

Figure pct00105
Figure pct00105

여기서,

Figure pct00106
는 기준이 되는 보상 값으로써, 단말의 IRS 성능 측정기의 보상 형태에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 또한, 선택부는 누적된 톰슨 샘플링 파라미터 α, β를 베타 분포(beta distribution)에 적용하여 샘플링한 값 중 가장 큰 값을 가지는 빔 방향의 인덱스를 선택하도록 할 수 있다. 일 예로, 도 22에서 선택된 {
Figure pct00107
는 IRS 방향벡터 생성기에 전달될 수 있다. IRS 방향벡터 생성기는 상술한 값에 기초하여 방위각과 고도각에 대한 방향을 나타내는 인덱스(
Figure pct00108
)를 개별적으로 선택하는 방식을 사용할 수 있다. 또 다른 일 예로, IRS 방향벡터 생성기는
Figure pct00109
=(
Figure pct00110
)와 같이 고도각과 방위각을 합쳐서 새로운 인덱스
Figure pct00111
를 사용하여 선택하는 방식을 통해 선택을 수행할 수 있다. 일 예로, 베타 분포에 대한 수학식은 하기 수학식 20과 같을 수 있다.here,
Figure pct00106
is a standard compensation value and can be set differently depending on the compensation type of the terminal's IRS performance meter. Additionally, the selection unit may apply the accumulated Thompson sampling parameters α and β to a beta distribution to select the index of the beam direction with the largest value among the sampled values. As an example, the { selected in Figure 22
Figure pct00107
Can be passed to the IRS direction vector generator. The IRS direction vector generator is an index indicating the direction for azimuth and elevation angles based on the above-mentioned values (
Figure pct00108
) can be selected individually. As another example, the IRS direction vector generator is
Figure pct00109
=(
Figure pct00110
) to create a new index by combining the elevation angle and azimuth angle
Figure pct00111
You can make a selection by selecting using . As an example, the equation for the beta distribution may be as shown in Equation 20 below.

Figure pct00112
Figure pct00112

또한, 일 예로, 도 23은 본 개시의 일 실시예에 따라 강화학습을 통해 인공지능 빔 선택기를 구현하는 방법을 나타낸 도면이다. 일 예로, 강화학습을 사용한 선택인공지능(인공지능 빔 선택기)은 강화학습 모델과 선택한 행동(action)으로 빔 방향을 조절하는 빔 방향 조정기로 구성될 수 있다. 여기서, 상술한 MAB AI에 기초한 선택인공지능에서는 상태 정보(state)이 없이 보상 값에 기초하여 학습이 수행될 있으나, 강화학습 모델은 보상 값 및 상태 정보를 통해 학습을 수행할 수 있다. 이때, MAB AI 대비 상태 정보를 더 이용하기 때문에 학습모델의 연산이 증가할 수 있다. 상술한 점을 고려하여, 선택인공지능(인공지능 빔 선택기)은 행동(action)을 직접적으로 빔 방향 {

Figure pct00113
)}을 선택하도록 하지 않고, 각 방위각 및 고도각 방향별로 {±
Figure pct00114
Figure pct00115
}를 선택하도록 구성될 수 있다. 다만, 일 예로, 강화학습에 기초한 선택인공지능(인공지능 빔 선택기)은 충분한 하드웨어 사양을 구비한 경우를 고려하여 직접 빔 방향 {
Figure pct00116
}를 선택하도록 하는 것도 가능할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다. 또 다른 일 예로, 빔 방향 조정기에서 이전 방향 값 인덱스
Figure pct00117
,
Figure pct00118
에 강화학습 모델이 선택한 {±
Figure pct00119
Figure pct00120
}를 적용하여
Figure pct00121
,
Figure pct00122
를 생성하고, 최종적으로
Figure pct00123
를 생성하여 지능형반사표면 생성기에 전달하는 것도 가능할 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Additionally, as an example, FIG. 23 is a diagram showing a method of implementing an artificial intelligence beam selector through reinforcement learning according to an embodiment of the present disclosure. As an example, artificial intelligence selection (artificial intelligence beam selector) using reinforcement learning may be composed of a reinforcement learning model and a beam direction adjuster that adjusts the beam direction with a selected action. Here, in the selection artificial intelligence based on the MAB AI described above, learning is performed based on reward values without state information, but the reinforcement learning model can perform learning through reward values and state information. At this time, the calculation of the learning model may increase because more state information is used compared to MAB AI. Considering the above, the selection artificial intelligence (artificial intelligence beam selector) directly determines the beam direction {
Figure pct00113
)}, but {± for each azimuth and elevation direction.
Figure pct00114
Figure pct00115
} can be configured to select. However, as an example, selection artificial intelligence (artificial intelligence beam selector) based on reinforcement learning directly beam direction {
Figure pct00116
} may also be possible to select, and is not limited to the above-described embodiment. As another example, the previous direction value index in the beam direction steerer
Figure pct00117
,
Figure pct00118
Figure pct00119
Figure pct00120
} by applying
Figure pct00121
,
Figure pct00122
and finally
Figure pct00123
It may also be possible to generate and transmit to the intelligent reflective surface generator, and may not be limited to a specific form.

여기서, 강화학습 모델은 MAB AI를 사용한 선택인공지능(또는 인공지능 빔 선택기)과 마찬가지로 학습부와 선택부로 되어 있고, 학습과 동시에 다음 행동을 예측할 수 있다. 이때, 일 예로, 강화학습 중 하기 수학식 21에 기초하여 Q-Learning을 통해 학습이 수행될 수 있으며, 구체적인 행동 값(action-value)은 하기 수학식 21과 같을 수 있다. 또한, Q-Learning에서 선택하는 정책은 현재의 상태 현재의 상태

Figure pct00124
에서 가장 큰 행동 값(action-value)를 가지는 행동은 하기 수학식 22와 같을 수 있다.Here, the reinforcement learning model consists of a learning unit and a selection unit, similar to the selection artificial intelligence (or artificial intelligence beam selector) using MAB AI, and can predict the next action at the same time as learning. At this time, as an example, during reinforcement learning, learning may be performed through Q-Learning based on Equation 21 below, and the specific action-value may be as shown in Equation 21 below. Additionally, the policy selected in Q-Learning is the current state.
Figure pct00124
The action with the largest action-value may be expressed as Equation 22 below.

Figure pct00125
Figure pct00125

Figure pct00126
Figure pct00126

또한, 일 예로, 강화학습에는 Exploration과 Exploitation에 조절에 대한 이슈가 발생할 수 있다. 이때, Exploration은 더 나은 보상 값을 획득하기 위해 복수의 행동들에서 샘플링된 동작을 활용할 수 있다. 반면, Exploitation은 반복적인 행동에 기초하여 이미 인지하고 있는 정보를 활용할 수 있다. 이때, 일 예로, 강화학습에서는 최적의 성능을 발휘하기 위해서는 Exploration과 Exploitation의 적절한 조절이 필요할 수 있으며, e-greedy 방법을 수행할 수 있으며, 이는 도 24과 같을 수 있다. 이때, e-greedy는 정해진 확률로 Exploration을 실행하는 방법일 수 있다. 일 예로, 도 24을 참조하면, e-greedy에 의해 Exploitation만 하는 greedy 방법보다 Total Regret이 개선될 수 있다. 또한, 시간에 따라 대수적(logarithm)으로 Total Regret을 근접시키는 방법으로 decaying e-greedy를 사용할 수 있으나, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Additionally, as an example, issues regarding control of Exploration and Exploitation may arise in reinforcement learning. At this time, Exploration can utilize actions sampled from multiple actions to obtain better reward values. On the other hand, Exploitation can utilize information that is already known based on repetitive actions. At this time, as an example, in reinforcement learning, appropriate adjustment of Exploration and Exploitation may be necessary to achieve optimal performance, and the e-greedy method may be performed, which may be shown in FIG. 24. At this time, e-greedy may be a method of executing exploration with a set probability. As an example, referring to FIG. 24, Total Regret can be improved by e-greedy over the greedy method that only performs exploitation. Additionally, decaying e-greedy can be used as a method of approximating Total Regret logarithm over time, but may not be limited to a specific form.

일 예로, 하기 수학식 23은 decaying e-greedy를 나타낸 수식으로 c는 상수이고, |A| 는 Action Space의 크기이고,

Figure pct00127
는 시간에 따른 e-greedy로서 시간에 따라 그리고 최소 Regret의 제곱에 반비례하여 감소되어질 수 있다.As an example, Equation 23 below is an equation representing decaying e-greedy, where c is a constant and |A| is the size of Action Space,
Figure pct00127
is e-greedy over time and can be decreased over time and inversely proportional to the square of the minimum Regret.

Figure pct00128
Figure pct00128

또한, 일 예로, Exploration과 Exploitation에 조절은 MAB(Multi Arm Bandit)를 사용하여 좀더 최적화 될 수 있다. 일 예로, UCB(Upper Confidence Bound)이나 TS(Thompson Sampling)이 적용될 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Additionally, as an example, control of Exploration and Exploitation can be further optimized using MAB (Multi Arm Bandit). For example, Upper Confidence Bound (UCB) or Thompson Sampling (TS) may be applied and may not be limited to a specific form.

이때, 하기 수학식 24는 UCB에 기초하여 행동에 대한 식일 수 있으며, 수학식 15는 Upper Confidence일 수 있다. 이때, Upper Confidence는 Action이 나온 횟수

Figure pct00129
와 반비례하도록 설정되어 선택되지 못한 행동들에 대해서 더 많은 기회가 주어지도록 할 수 있다. 상술한 바에 기초하여 기회는 시간에 따라 반감될 수 있다.At this time, Equation 24 below may be an equation for behavior based on UCB, and Equation 15 may be Upper Confidence. At this time, Upper Confidence is the number of actions taken.
Figure pct00129
It can be set to be inversely proportional to so that more opportunities are given for actions that were not selected. Based on the above, the opportunity may be halved over time.

일 예로, 톰슨 샘플링(Thompson Sampling)은 상술한 바에 기초하여 베타 분포를 통해서 구현된 것으로 UCB보다 더 간단하고, 쉽게 Exploration과 Exploitation을 조절할 수 있다.For example, Thompson Sampling is implemented through a beta distribution based on the above-mentioned information, and is simpler than UCB, and exploration and exploitation can be easily controlled.

Figure pct00130
Figure pct00130

Figure pct00131
Figure pct00131

또 다른 일 예로, 도 25는 본 개의 일 실시예에 따라, IRS 성능 측정기의 구조를 나타내고 있다. 일 예로, IRS 성능 측정기는 표준화/정규화, Batching 및 가중치 적용기 기능 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있다. 이때, IRS 성능 측정기는 기지국으로부터 참조신호를 바탕으로 SNR, Channel Gain, MSE, Spectral Efficiency를 계산할 뿐만 아니라, 다른 모니터링 시스템을 이용하여 Energy Charging 등을 측정할 수 있다. 여기서, 각각의 측정 정보들은 다양한 값의 영역일 수 있다.As another example, Figure 25 shows the structure of an IRS performance meter according to an embodiment of the present invention. As an example, the IRS performance measurer may perform at least one of standardization/normalization, batching, and weight applicator functions. At this time, the IRS performance meter not only calculates SNR, Channel Gain, MSE, and Spectral Efficiency based on the reference signal from the base station, but can also measure energy charging, etc. using other monitoring systems. Here, each piece of measurement information may be in the range of various values.

따라서, 표준화/정규화 블록은 각각의 가중치를 고려하여 측정 정보들의 다양한 영역의 값을 표준화하거나 정규화 할 수 있다. 또한, Batching 블록은 이러한 측정 정보들을 일정한 주기로 누적하는 역할을 수행하고, 각 누적에 대한 정규화도 같이 수행할 수 있다. 또한, 일 예로, 가중치 적용 블록은 각 측정지표들에 대한 가중치를 적용하여 최충 출력 값을 표현할 수 있다. 일 예로, Spectral Efficiency가 중요한 수신기에서는 Spectral Efficiency 측정의 가중치를 높게 설정할 수 있다. 이때, IRS 성능 측정기는 측정 정보들을 가공 후 통합한 형태로 보상 값을 생성할 수 있다. 또 다른 일 예로, IRS 성능 측정기는 측정 정보들을 개별적으로 분리해서 보상 값을 생성할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Therefore, the standardization/normalization block can standardize or normalize the values of various areas of measurement information by considering each weight. In addition, the Batching block plays the role of accumulating such measurement information at regular intervals and can also perform normalization for each accumulation. Additionally, as an example, the weight application block may express the best output value by applying weights to each measurement index. For example, in a receiver where spectral efficiency is important, the weight of the spectral efficiency measurement can be set high. At this time, the IRS performance measuring device can generate compensation values in the form of processing and integrating the measurement information. As another example, the IRS performance meter may generate compensation values by separately separating measurement information, and may not be limited to a specific embodiment.

도 26은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 초기 값을 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.Figure 26 is a diagram showing a method of setting the initial value of artificial intelligence according to an embodiment of the present disclosure.

도 26을 참조하면, 인공지능 빔 선택기 동작에 기초하여 인공지능 초기 값이 설정될 수 있다. 일 예로, 기지국(2610)은 참조신호를 단말(2630)로 전달할 수 있다. 단말(2630)은 참조신호를 이용하여 측정을 수행하고, 측정에 기초하여 기지국(2610)과 단말(2630) 사이의 채널상태 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말(2630)은 채널상태 정보와 단말의 위치정보를 기지국(2610)으로 전달할 수 있다. 이때, 기지국(2610)은 수신한 채널상태 정보 및 단말의 위치 정보에 기초하여 인공지능 초기 값 설정기를 통해 인공지능 초기 값을 설정할 수 있다.Referring to FIG. 26, an artificial intelligence initial value may be set based on the operation of the artificial intelligence beam selector. As an example, the base station 2610 may transmit a reference signal to the terminal 2630. The terminal 2630 may perform measurement using a reference signal and obtain channel state information between the base station 2610 and the terminal 2630 based on the measurement. Afterwards, the terminal 2630 can transmit the channel state information and the location information of the terminal to the base station 2610. At this time, the base station 2610 can set the artificial intelligence initial value through the artificial intelligence initial value setter based on the received channel state information and the location information of the terminal.

또 다른 일 예로, 인공지능 초기 값 설정기는 기지국(2610)이 아닌 다른 디바이스나 클라우드에 구현될 수 있다. 이때, 기지국(2610)은 단말(2630)로부터 수신한 채널상태 정보 및 위치 정보를 인공지능 초기 값 설정기로 전송하고, 인공지능 초기 값 설정기로부터 인공지능 초기 값 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 인공지능 초기 값 정보는 인공지능 빔 선택기에서 사용되는 선택 인공지능의 초기 값 (Thompson Sampling:

Figure pct00132
,
Figure pct00133
)을 포함할 수 있다. 또한, 일 예로, 학습모델이 강화학습인 경우, 인공지능 초기 값 정보는 상술한 톰슨 샘플링 파라미터 및 상태 정보(
Figure pct00134
)를 더 포함할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.As another example, the artificial intelligence initial value setter may be implemented in a device other than the base station 2610 or in the cloud. At this time, the base station 2610 may transmit the channel state information and location information received from the terminal 2630 to the artificial intelligence initial value setter and obtain artificial intelligence initial value information from the artificial intelligence initial value setter. Here, the artificial intelligence initial value information is the initial value of the selection artificial intelligence used in the artificial intelligence beam selector (Thompson Sampling:
Figure pct00132
,
Figure pct00133
) may include. In addition, as an example, when the learning model is reinforcement learning, the artificial intelligence initial value information is the above-described Thompson sampling parameters and state information (
Figure pct00134
) may further include, and is not limited to the above-described embodiments.

그 후, 기지국(2610)은 인공지능 초기 값 정보와 후보집합(candidates) 정보를 IRS(2620)로 전송할 수 있다. 이때, 일 예로, 후보집합(candidates) 정보는 정의된 빔 방향 코드북의 인덱스 집합 정보일 수 있다. 또 다른 일 예로, 후보집합 정보는 코드북 자체에 대한 정보일 수 있다. 일 예로, 코드북은 MIMO(multi input multi output)에서 사용되는 프리코딩 메트릭스 코드북과 상이하게 사용되는 빔 방향 벡터의 집합일 수 있다. 즉, 후보 집합(candidates)에 사용되는 빔 방향 벡터는 인공지능 모델에서 선택되는 행동(action)의 크기(space)일 수 있다. 이때, 후보 집합을 통해 강화학습 또는 MAB AI는 학습에 대한 수렴을 빠르게 수행할 수 있으며, 연산량도 줄일 수 있다.Afterwards, the base station 2610 may transmit artificial intelligence initial value information and candidate set information to the IRS 2620. At this time, as an example, the candidate set information may be index set information of a defined beam direction codebook. As another example, the candidate set information may be information about the codebook itself. As an example, the codebook may be a set of beam direction vectors used differently from the precoding matrix codebook used in multi input multi output (MIMO). In other words, the beam direction vector used in the candidate set (candidates) may be the size (space) of the action (action) selected in the artificial intelligence model. At this time, through the candidate set, reinforcement learning or MAB AI can quickly converge on learning and reduce the amount of computation.

도 26에서는 인공지능 빔 선택기가 IRS 제어기와 연결된 경우일 수 있다. 이때, IRS 제어기 또는 AI 서버는 수신한 상술한 정보를 통해 MAB AI(Thompson Sampling) 또는 강화학습으로 동작하는 인공지능 빔 선택기를 초기화할 수 있다. 이후 동작은 상술한 도 15와 같을 수 있다.In Figure 26, the artificial intelligence beam selector may be connected to the IRS controller. At this time, the IRS controller or AI server can initialize an artificial intelligence beam selector that operates through MAB AI (Thompson Sampling) or reinforcement learning through the above-described information received. The subsequent operation may be the same as Figure 15 described above.

또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기가 기지국(2610)에 구현된 경우를 고려할 수 있다. 이때, 기지국(2610)은 상술한 바와 같이 단말(2630)로 참조신호를 전송하고, 채널상태 정보 및 단말의 위치 정보를 통해 인공지능 초기 값 설정기를 통해 인공지능 초기 값 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 기지국(2610)은 인공지능 빔 선택기에 상술한 인공지능 초기 값 정보를 반영한 후 상술한 바와 같이 동작할 수 있다.As another example, a case where an artificial intelligence beam selector is implemented in the base station 2610 can be considered. At this time, the base station 2610 can transmit a reference signal to the terminal 2630 as described above, and obtain artificial intelligence initial value information through an artificial intelligence initial value setter through channel state information and location information of the terminal. Thereafter, the base station 2610 may operate as described above after reflecting the above-described artificial intelligence initial value information in the artificial intelligence beam selector.

또 다른 일 예로, 도 27은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 빔 선택기가 단말에 구현된 경우일 수 있다. 일 예로, 기지국(2710)은 도 26과 동일하게 참조신호를 통해 단말(2730)로부터 채널상태 정보 및 위치 정보를 획득하고, 이에 기초하여 인공지능 초기 값 정보를 획득할 수 있으며, 이는 도 26과 동일할 수 있다. 이때, 일 예로, 기지국은 도 26에서 상술한 인공지능 초기 값 정보 및 후보 집합 정보를 인공지능 빔 선택기가 구현된 단말(2730)로 전송할 수 있다. 그 후, 단말(2730)은 기지국(2710)으로부터 수신한 정보를 인공지능 빔 선택기에 적용할 수 있으며, 이후 동작은 상술한 도 16과 같을 수 있다.As another example, Figure 27 may be a case where an artificial intelligence beam selector is implemented in a terminal according to an embodiment of the present disclosure. As an example, the base station 2710 can obtain channel state information and location information from the terminal 2730 through the reference signal in the same way as in FIG. 26, and obtain artificial intelligence initial value information based on this, which is shown in FIG. 26 and may be the same. At this time, as an example, the base station may transmit the artificial intelligence initial value information and candidate set information described above in FIG. 26 to the terminal 2730 in which the artificial intelligence beam selector is implemented. Afterwards, the terminal 2730 can apply the information received from the base station 2710 to the artificial intelligence beam selector, and subsequent operations may be as shown in FIG. 16 described above.

또한, 일 예로, 도 28은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 초기 값 설정기가 포함된 SRE 인공지능 시스템 구조를 나타낸 도면이다. 도 28을 참조하면, 인공지능 초기 값 설정기는 상술한 도 26 및 도 27처럼 인공지능 빔 선택기 내의 선택 인공지능의 초기 가중치 값을 설정할 수 있다. 또한, 일 예로, 인공지능 초기 값 설정기는 동작 완료한 모델의 가중치를 갱신할 수 있다. 일 예로, 갱신된 가중치 값은 MAB AI의 초기 값 또는 강화학습의 초기 상태로 사용될 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Additionally, as an example, FIG. 28 is a diagram showing the structure of an SRE artificial intelligence system including an artificial intelligence initial value setter according to an embodiment of the present disclosure. Referring to Figure 28, the artificial intelligence initial value setter can set the initial weight value of the selected artificial intelligence within the artificial intelligence beam selector as shown in Figures 26 and 27 described above. Additionally, as an example, the artificial intelligence initial value setter may update the weights of the model that has completed operation. As an example, the updated weight value may be used as the initial value of MAB AI or the initial state of reinforcement learning, and may not be limited to a specific form.

또한, 일 예로, 인공지능 초기 값 설정기는 지도학습의 형태인 예측기 형태로 설계될 수 있다. 일 예로, 톰슨 샘플링의 경우, 초기값

Figure pct00135
,
Figure pct00136
을 설정하여 인공지능 빔 선택기에 전송할 수 있다. 이때, 채널환경(e.g. SNR)과 단말의 위치정보를 고려해서 예측이 수행될 수 있다. 또한, 통신 종료 후
Figure pct00137
,
Figure pct00138
, BLER,
Figure pct00139
,
Figure pct00140
, 위치정보 및 채널정보를 저장하고, 인공지능 초기값 설정기의 전이학습시 학습 데이터로 사용할 수 있다.Additionally, as an example, the artificial intelligence initial value setter may be designed in the form of a predictor in the form of supervised learning. As an example, in the case of Thompson sampling, the initial value
Figure pct00135
,
Figure pct00136
You can set and transmit it to the artificial intelligence beam selector. At this time, prediction can be performed considering the channel environment (eg SNR) and the location information of the terminal. Also, after communication ends
Figure pct00137
,
Figure pct00138
, BLER,
Figure pct00139
,
Figure pct00140
, location information and channel information can be stored and used as learning data during transfer learning of the artificial intelligence initial value setter.

도 29는 본 개시에 적용 가능한 인공지능 코딩 초기값 설정기의 일례를 나타낸 도면이다. 도 29를 참고하면, 인공지능 코딩 초기값 설정기는 송신기의 위치정보 및 채널환경(signal-to-noise ratio, SNR)을 고려하여 초기값을 설정할 수 있다.Figure 29 is a diagram showing an example of an artificial intelligence coding initial value setter applicable to the present disclosure. Referring to Figure 29, the artificial intelligence coding initial value setter can set the initial value by considering the location information of the transmitter and the channel environment (signal-to-noise ratio, SNR).

선형 블록 코드의 크기가 큰 경우에 많은 생성행렬의 조합이 존재하기 때문에, 너무 많은 생성행렬을 고려하면 단말/기지국에 과도한 로드(load)가 발생할 수 있으며, 안정화에 많은 시간이 소요될 수 있다. 다만, 통신채널환경에 따라 모든 생성행렬에 대한 기 학습(pre-training)을 실시하여 초기값

Figure pct00141
,
Figure pct00142
를 확보함으로써, 로드가 감소될 수 있다. 일 예로, 성능은 하기 수학식 26과 같을 수 있다.Since there are many combinations of generation matrices when the size of the linear block code is large, considering too many generation matrices may cause excessive load on the terminal/base station, and it may take a lot of time for stabilization. However, depending on the communication channel environment, pre-training is performed on all generation matrices to determine the initial value.
Figure pct00141
,
Figure pct00142
By securing , the load can be reduced. As an example, the performance may be expressed as Equation 26 below.

Figure pct00143
Figure pct00143

이때, 인공지능 코딩 초기값 설정기는 성능이 높은 순서대로 생성행렬에 대한 후보집합들(candidates)을 만들 수 있다. 후보집합은 채널환경에 따라 각각 다르게 생성될 수 있다. 이러한 후보집합들을 코드북(codebook)들의 형태로 정의할 수 있다. 수신기는 송신기가 사용할 코드북 집합을 인덱스 형태로 전달할 수 있다. 또한, 수신기는 송신기가 사용할 코드북을 직접 전송할 수도 있다.At this time, the artificial intelligence coding initial value setter can create candidate sets for the generation matrix in order of high performance. Candidate sets may be generated differently depending on the channel environment. These candidate sets can be defined in the form of codebooks. The receiver can transmit the codebook set to be used by the transmitter in index form. Additionally, the receiver may directly transmit the codebook to be used by the transmitter.

인공지능 코딩 초기값 설정기는 후보집합 뿐 아니라 초기값

Figure pct00144
,
Figure pct00145
을 설정하여 수신기로 전송할 수 있다. 이 때, 채널환경과 단말의 위치정보를 고려해서 예측할 수 있다. 통신 종료 후,
Figure pct00146
,
Figure pct00147
, BLER,
Figure pct00148
,
Figure pct00149
, 위치정보, 채널정보를 저장하여 인공지능 코딩 초기값 설정기를 다시 트레이닝(re-training)할 때, 학습 데이터로 사용할 수 있다.Artificial intelligence coding initial value setter is not only a candidate set but also an initial value
Figure pct00144
,
Figure pct00145
You can set and transmit to the receiver. At this time, prediction can be made taking into account the channel environment and location information of the terminal. After communication ends,
Figure pct00146
,
Figure pct00147
, BLER,
Figure pct00148
,
Figure pct00149
, location information, and channel information can be stored and used as learning data when re-training the artificial intelligence coding initial value setter.

도 30은 본 개시의 일 실시예에 따라 인공지능 시스템에 기초하여 무선환경 최적화를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.Figure 30 is a diagram showing a method of performing wireless environment optimization based on an artificial intelligence system according to an embodiment of the present disclosure.

도 30을 참조하면, 단말은 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송할 수 있다.(S3010) 이때, 일 예로, IRS 제어 값은 제 1 인덱스 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, IRS 소자 내의 각각의 위상 값은 상술한 바와 같이 결정된 IRS 제어 값에 기초하여 결정될 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 또한, 일 예로, 상술한 제 1 인덱스 정보는 IRS 방향벡터 집합에 기초한 코드북을 통해 생성되는 정보일 수 있다. 일 예로, 제 1 인덱스 정보는 IRS 방위각에 기초한 제 1 인자 및 IRS 고도각에 기초한 제 2 인자로 구성될 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.Referring to FIG. 30, the terminal may transmit first index information related to the IRS control value to the IRS (S3010). At this time, as an example, the IRS control value may be determined based on the first index information. Here, each phase value within the IRS element can be determined based on the IRS control value determined as described above. Additionally, as an example, the above-described first index information may be information generated through a codebook based on an IRS direction vector set. As an example, the first index information may be composed of a first factor based on the IRS azimuth angle and a second factor based on the IRS elevation angle, as described above.

이때, 인공지능 빔 선택기는 단말에 포함될 수 있다. 일 예로, 상술한 제 1 인덱스 정보는 단말의 인공지능 빔 선택기에 기초하여 결정되고, 결정된 제 1 인덱스 정보가 IRS로 전달될 수 있다.At this time, the artificial intelligence beam selector may be included in the terminal. As an example, the above-described first index information may be determined based on the artificial intelligence beam selector of the terminal, and the determined first index information may be transmitted to the IRS.

여기서, 일 예로, 단말과 기지국은 인공지능 빔 선택기에 적용되는 초기 값을 설정할 수 있다. 보다 상세하게는, 단말은 기지국으로부터 초기 값 설정을 위한 참조신호를 수신할 수 있다. 그 후, 단말은 초기 값 설정을 위한 참조신호를 통해 채널 상태 정보를 획득할 수 있다. 단말은 획득한 채널 상태 정보 및 단말의 위치 정보를 기지국으로 피드백 할 수 있다. 이때, 기지국은 인공지능 초기 값 설정기를 포함할 수 있다. 기지국은 인공지능 초기 값 설정기에 기초하여 인공지능 초기 값을 도출하고, 이에 대한 정보를 단말로 전송할 수 있다. 또한, 일 예로, 단말은 IRS로 전송하는 인덱스 정보와 관련된 후보 집합 정보를 더 수신할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 단말은 수신한 인공지능 초기 값 정보 및 후보 집합 정보에 기초하여 상술한 제1 인덱스 정보를 학습을 통해 도출할 수 있다.Here, as an example, the terminal and the base station can set the initial value applied to the artificial intelligence beam selector. More specifically, the terminal can receive a reference signal for setting the initial value from the base station. Afterwards, the terminal can obtain channel state information through a reference signal for setting the initial value. The terminal can feed back the acquired channel state information and location information of the terminal to the base station. At this time, the base station may include an artificial intelligence initial value setter. The base station can derive the artificial intelligence initial value based on the artificial intelligence initial value setter and transmit information about it to the terminal. Additionally, as an example, the terminal may further receive candidate set information related to the index information transmitted to the IRS, as described above. The terminal can derive the above-described first index information through learning based on the received artificial intelligence initial value information and candidate set information.

그 후, 단말은 기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신할 수 있다.(S3020) 이때, 일 예로, 기지국은 IRS와 초기 설정을 수행할 때 IRS의 위치에 기초하여 제 1 빔포밍을 결정할 수 있다. 즉, 제 1 빔포밍에 대한 정보는 기지국이 사전에 인지하고 관리하는 정보일 수 있다.Afterwards, the terminal may receive a reference signal to which the first beamforming has been applied from the base station through the IRS. (S3020) At this time, as an example, the base station may receive the first beamforming signal based on the location of the IRS when performing initial setup with the IRS. Beamforming can be determined. That is, information about the first beamforming may be information that the base station recognizes and manages in advance.

다음으로, 단말은 기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용되어 전송된 참조신호를 통해 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득할 수 있다. 다음으로, 단말은 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트할 수 있다.(S3040) 그 후, 단말은 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 IRS로 전송할 수 있다.(S3050) 일 예로, 단말은 인공지능 빔 선택기를 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 여기서, 인공지능 빔 선택기는 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 상술한 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트할 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기는 상술한 MAB AI 학습모델 또는 강화학습 학습모델 중 어느 하나에 기초하여 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트할 수 있다. 일 예로, 인공지능 빔 선택기가 MAB AI 학습모델에 기초하여 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, 보상 값 정보에 기초한 학습을 통해 제 2 인덱스 정보가 획득될 수 있다.Next, the terminal can obtain at least one of compensation value information and channel state information through a reference signal transmitted by applying first beamforming from the base station. Next, the terminal may update the first index information to the second index information through at least one of compensation value information and channel state information (S3040). After that, the terminal sends the updated second index information to the IRS. Can be transmitted. (S3050) As an example, the terminal may include an artificial intelligence beam selector, as described above. Here, the artificial intelligence beam selector may update the above-described first index information to the second index information through at least one of compensation value information and channel state information. As an example, the artificial intelligence beam selector may update the first index information to the second index information based on either the MAB AI learning model or the reinforcement learning learning model described above. For example, when the artificial intelligence beam selector updates the first index information to the second index information based on the MAB AI learning model, the second index information may be obtained through learning based on compensation value information.

또 다른 일 예로, 인공지능 빔 선택기가 강화학습 학습모델에 기초하여 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, 제 1 인덱스 정보에 기초하여 상태 정보가 설정되고, 상태 정보 및 보상 값 정보에 기초한 학습을 통해 제 2 인덱스 정보가 획득될 수 있다.As another example, when the artificial intelligence beam selector updates first index information with second index information based on a reinforcement learning learning model, state information is set based on the first index information, and state information and compensation value information Second index information can be obtained through learning based on .

여기서, 상술한 보상 값은 IRS 성능 측정기를 통해 획득될 수 있다. 일 예로, 단말은 IRS 성능 측정기를 포함하고, IRS 성능 측정기는 참조신호를 통해 획득되는 채널 관련 정보를 이용하여 보상 값 정보를 생성할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.Here, the above-described compensation value can be obtained through the IRS performance meter. As an example, the terminal includes an IRS performance meter, and the IRS performance meter can generate compensation value information using channel-related information obtained through a reference signal, as described above.

다음으로, 단말은 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 수신할 수 있다.(S3060) 이때, IRS가 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, IRS는 기지국으로 제 2 인덱스 정보를 포함하는 무선환경 변경 완료 신호를 전송할 수 있다. 기지국은 제 2 인덱스 정보에 기초하여 상술한 제 2 빔포밍을 결정하고, 참조신호 전송에 적용할 수 있다.Next, the terminal may receive a reference signal to which the second beamforming is applied from the base station based on the updated second index information through the IRS. (S3060) At this time, the IRS converts the first index information into the second index information. When updating, the IRS may transmit a wireless environment change completion signal including second index information to the base station. The base station may determine the above-described second beamforming based on the second index information and apply it to reference signal transmission.

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 가 있다.It is clear that examples of the proposed methods described above can also be included as one of the implementation methods of the present disclosure, and thus can be regarded as a type of proposed methods. Additionally, the proposed methods described above may be implemented independently, but may also be implemented in the form of a combination (or merge) of some of the proposed methods. Information on whether the proposed methods are applicable (or information on the rules of the proposed methods) can be defined so that the base station informs the terminal through a predefined signal (e.g., a physical layer signal or a higher layer signal). there is.

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.The present disclosure may be embodied in other specific forms without departing from the technical ideas and essential features described in the present disclosure. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of this disclosure should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of this disclosure are included in the scope of this disclosure. In addition, claims that do not have an explicit reference relationship in the patent claims can be combined to form an embodiment or included as a new claim through amendment after filing.

본 개시의 실시 예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 또는 3GPP2 시스템 등이 있다.Embodiments of the present disclosure can be applied to various wireless access systems. Examples of various wireless access systems include the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) or 3GPP2 system.

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.Embodiments of the present disclosure can be applied not only to the various wireless access systems, but also to all technical fields that apply the various wireless access systems. Furthermore, the proposed method can also be applied to mmWave and THz communication systems using ultra-high frequency bands.

추가적으로, 본 개시의 실시예들은 자유 주행 차량, 드론 등 다양한 애플리케이션에도 적용될 수 있다.Additionally, embodiments of the present disclosure can be applied to various applications such as free-running vehicles and drones.

Claims (18)

무선 통신 시스템에서 단말 동작 방법에 있어서,
지능형 반사판(Intelligent Reflect Surface, IRS) 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하는 단계;
기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 수신하는 단계;
상기 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하는 단계;
상기 보상 값 정보 및 상기 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 단계;
상기 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 상기 IRS로 전송하는 단계; 및
상기 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 수신하는 단계;를 포함하는, 단말 동작 방법.
In a terminal operation method in a wireless communication system,
Transmitting first index information related to an Intelligent Reflect Surface (IRS) control value to the IRS;
Receiving a reference signal to which first beamforming is applied from a base station through the IRS;
Obtaining at least one of compensation value information and channel state information based on the received reference signal;
updating the first index information to second index information through at least one of the compensation value information and the channel state information;
transmitting the updated second index information to the IRS; and
Receiving a reference signal to which second beamforming is applied from the base station based on the updated second index information through the IRS.
제 1 항에 있어서,
상기 IRS 제어 값은 인덱스 정보에 기초하여 결정되고,
상기 결정된 IRS 제어 값에 기초하여 IRS 소자(element) 내의 각각의 위상 값이 결정되는, 단말 동작 방법.
According to claim 1,
The IRS control value is determined based on index information,
A terminal operating method in which each phase value in an IRS element is determined based on the determined IRS control value.
제 2 항에 있어서,
상기 인덱스 정보는 IRS 방향벡터 집합에 기초한 코드북을 통해 생성되는 정보이며,
상기 인덱스 정보는 IRS 방위각에 기초한 제 1 인자 및 IRS 고도각에 기초한 제 2 인자로 구성되는, 단말 동작 방법.
According to claim 2,
The index information is information generated through a codebook based on the IRS direction vector set,
The index information consists of a first factor based on the IRS azimuth angle and a second factor based on the IRS elevation angle.
제 1 항에 있어서,
상기 단말은 상기 기지국으로부터 초기 값 설정을 위한 참조신호를 수신하고, 상기 수신한 초기 값 설정을 위한 참조신호를 통해 획득한 채널 상태 정보 및 단말의 위치 정보를 상기 기지국으로 피드백하고,
상기 단말은 상기 기지국이 상기 수신한 채널 상태 정보 및 상기 단말의 위치 정보에 기초하여 도출한 인공지능 초기 값 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는, 단말 동작 방법.
According to claim 1,
The terminal receives a reference signal for setting an initial value from the base station, and feeds back channel state information and location information of the terminal obtained through the received reference signal for setting an initial value to the base station,
A method of operating a terminal, wherein the terminal receives artificial intelligence initial value information derived from the base station based on the received channel state information and location information of the terminal.
제 4 항에 있어서,
상기 단말은 인덱스 정보와 관련된 후보 집합 정보를 상기 기지국으로부터 더 수신하는, 단말 동작 방법.
According to claim 4,
The terminal further receives candidate set information related to index information from the base station.
제 5 항에 있어서,
상기 단말은 상기 수신한 인공지능 초기 값 정보 및 상기 후보 집합 정보에 기초하여 상기 제 1 인덱스 정보를 도출하는, 단말 동작 방법.
According to claim 5,
A terminal operating method wherein the terminal derives the first index information based on the received artificial intelligence initial value information and the candidate set information.
제 1 항에 있어서,
상기 기지국은 상기 IRS와 초기 설정을 수행할 때 상기 IRS의 위치에 기초하여 상기 제 1 빔포밍을 결정하는, 단말 동작 방법.
According to claim 1,
The base station determines the first beamforming based on the location of the IRS when performing initial setup with the IRS.
제 7 항에 있어서,
상기 IRS가 상기 제 1 인덱스 정보를 상기 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, 상기 IRS는 상기 기지국으로 상기 제 2 인덱스 정보를 포함하는 무선환경 변경 완료 신호를 전송하고,
상기 기지국은 상기 제 2 인덱스 정보에 기초하여 상기 제 2 빔포밍을 결정하는, 단말 동작 방법.
According to claim 7,
When the IRS updates the first index information with the second index information, the IRS transmits a wireless environment change completion signal including the second index information to the base station,
The base station determines the second beamforming based on the second index information.
제 1 항에 있어서,
상기 단말은 인공지능 빔 선택기를 포함하고,
상기 인공지능 빔 선택기는 상기 보상 값 정보 및 상기 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 제 1 인덱스 정보를 상기 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는, 단말 동작 방법.
According to claim 1,
The terminal includes an artificial intelligence beam selector,
The artificial intelligence beam selector updates the first index information to the second index information through at least one of the compensation value information and the channel state information.
제 9 항에 있어서,
상기 인공지능 빔 선택기는 MAB(multi-armed bandit) AI(artificial intelligence) 학습모델 또는 강화학습 학습모델 중 어느 하나에 기초하여 상기 제 1 인덱스 정보를 상기 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는, 단말 동작 방법.
According to clause 9,
The artificial intelligence beam selector updates the first index information with the second index information based on either a multi-armed bandit (MAB) artificial intelligence (AI) learning model or a reinforcement learning learning model.
제 10 항에 있어서,
상기 인공지능 빔 선택기가 상기 MAB AI 학습모델에 기초하여 상기 제 1 인덱스 정보를 상기 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, 상기 보상 값 정보에 기초한 학습을 통해 상기 제 2 인덱스 정보를 획득하는, 단말 동작 방법.
According to claim 10,
When the artificial intelligence beam selector updates the first index information to the second index information based on the MAB AI learning model, a terminal operation of acquiring the second index information through learning based on the compensation value information. method.
제 10 항에 있어서,
상기 인공지능 빔 선택기가 상기 강화학습 학습모델에 기초하여 상기 제 1 인덱스 정보를 상기 제 2 인덱스 정보로 업데이트하는 경우, 상기 제 1 인덱스 정보에 기초하여 상태 정보가 설정되고, 상기 상태 정보 및 상기 보상 값 정보에 기초한 학습을 통해 상기 제 2 인덱스 정보를 획득하는, 단말 동작 방법.
According to claim 10,
When the artificial intelligence beam selector updates the first index information with the second index information based on the reinforcement learning learning model, state information is set based on the first index information, and the state information and the compensation A terminal operation method of acquiring the second index information through learning based on value information.
제 1 항에 있어서,
상기 단말은 IRS 성능 측정기를 포함하고,
상기 IRS 성능 측정기는 참조신호를 통해 획득되는 채널 관련 정보를 이용하여 상기 보상 값 정보를 생성하는, 단말 동작 방법.
According to claim 1,
The terminal includes an IRS performance meter,
The IRS performance measurer generates the compensation value information using channel-related information obtained through a reference signal.
무선 통신 시스템에서 기지국 동작 방법에 있어서,
제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 단말로 전송하는 단계;
상기 IRS를 통해 제 1 인덱스 정보에서 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 수신하는 단계; 및
제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 상기 단말로 전송하는 단계;를 포함하되,
상기 단말은 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 상기 IRS로 전송하고, 상기 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 통해 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고, 상기 보상 값 정보 및 상기 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 제 1 인덱스 정보를 상기 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고, 상기 제 2 인덱스 정보를 상기 IRS로 전송하는, 기지국 동작 방법.
In a method of operating a base station in a wireless communication system,
Transmitting a reference signal to which first beamforming has been applied to the terminal through IRS;
Receiving second index information updated from first index information through the IRS; and
Transmitting a reference signal to which second beamforming is applied to the terminal through the IRS; including,
The terminal transmits first index information related to the IRS control value to the IRS, obtains at least one of compensation value information and channel state information through the reference signal to which the first beamforming is applied, and obtains the compensation value information and updating the first index information with the second index information through at least one of the channel state information and transmitting the second index information to the IRS.
무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
송수신기; 및
상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 송수신기를 통해 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하고,
상기 송수신기를 통해 기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 수신하고,
상기 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고,
상기 보상 값 정보 및 상기 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고,
상기 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 상기 IRS로 전송하고, 및
상기 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 수신하는, 단말.
In the terminal of a wireless communication system,
transceiver; and
Including a processor connected to the transceiver,
The processor,
Transmitting first index information related to the IRS control value to the IRS through the transceiver,
Receiving a reference signal to which first beamforming is applied from a base station through the transceiver through the IRS,
Obtaining at least one of compensation value information and channel state information based on the received reference signal,
Updating the first index information to second index information through at least one of the compensation value information and the channel state information,
transmitting the updated second index information to the IRS, and
A terminal receiving a reference signal to which second beamforming is applied from the base station based on the updated second index information through the IRS.
무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
송수신기; 및
상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 송수신기를 통해 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 IRS를 통해 단말로 전송하고,
상기 송수신기를 통해 상기 IRS를 통해 제 1 인덱스 정보에서 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 수신하고, 및
상기 송수신기를 통해 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 상기 단말로 전송하되,
상기 단말은 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 상기 IRS로 전송하고, 상기 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 통해 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고, 상기 보상 값 정보 및 상기 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 제 1 인덱스 정보를 상기 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고, 상기 제 2 인덱스 정보를 상기 IRS로 전송하는, 기지국.
In the base station of a wireless communication system,
transceiver; and
Including a processor connected to the transceiver,
The processor,
Transmitting a reference signal to which first beamforming is applied through the transceiver to the terminal through IRS,
Receive second index information updated from the first index information through the IRS through the transceiver, and
A reference signal to which second beamforming is applied is transmitted through the transceiver to the terminal through the IRS,
The terminal transmits first index information related to the IRS control value to the IRS, obtains at least one of compensation value information and channel state information through the reference signal to which the first beamforming is applied, and obtains the compensation value information and a base station updating the first index information with the second index information through at least one of the channel state information and transmitting the second index information to the IRS.
적어도 하나의 메모리 및 상기 적어도 하나의 메모리들과 기능적으로 연결되어 있는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 장치에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 장치가,
IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하고,
기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 수신하고,
상기 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고,
상기 보상 값 정보 및 상기 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고,
상기 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 상기 IRS로 전송하고, 및
상기 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 수신하는, 장치.
A device comprising at least one memory and at least one processor functionally connected to the at least one memory,
The at least one processor is configured to:
transmitting first index information related to IRS control values to the IRS;
Receiving a reference signal to which first beamforming is applied from a base station through the IRS,
Obtaining at least one of compensation value information and channel state information based on the received reference signal,
Updating the first index information to second index information through at least one of the compensation value information and the channel state information,
transmitting the updated second index information to the IRS, and
A device that receives a reference signal to which second beamforming is applied from the base station based on the updated second index information through the IRS.
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 장치가 IRS 제어 값과 관련된 제 1 인덱스 정보를 IRS로 전송하고,
기지국으로부터 제 1 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 수신하고,
상기 수신한 참조신호에 기초하여 보상 값 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 획득하고,
상기 보상 값 정보 및 상기 채널 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 제 1 인덱스 정보를 제 2 인덱스 정보로 업데이트하고,
상기 업데이트된 제 2 인덱스 정보를 상기 IRS로 전송하고, 및
상기 업데이트된 제 2 인덱스 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 제 2 빔포밍이 적용된 참조신호를 상기 IRS를 통해 수신하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
A non-transitory computer-readable medium storing at least one instruction, comprising:
Contains the at least one instruction executable by a processor,
The at least one command is:
The device transmits first index information related to the IRS control value to the IRS,
Receiving a reference signal to which first beamforming is applied from a base station through the IRS,
Obtaining at least one of compensation value information and channel state information based on the received reference signal,
Updating the first index information to second index information through at least one of the compensation value information and the channel state information,
transmitting the updated second index information to the IRS, and
A computer-readable medium that receives a reference signal to which second beamforming is applied from the base station based on the updated second index information through the IRS.
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