KR20240077712A - Method and apparatus for controlling beam in indoor environment - Google Patents
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Abstract
무선 통신 시스템에서 RIS를 통해 빔을 제어하는 방법을 제공할 수 있다. 여기서, RIS가 턴 온되어 기지국와 연결을 수행하는 단계, RIS가 RIS와 기지국 사이의 제 1 빔포밍을 설정하는 단계, RIS가 채널 정보 및 환경 정보를 센싱하고, 센싱된 채널 정보 및 환경 정보에 기초하여 인공지능를 통해 최적화 값을 도출하는 단계, AI를 통해 획득한 상기 최적화 값 및 제 1 빔포밍에 기초하여 RIS 패턴을 결정하는 단계 및 RIS 패턴에 기초하여 RIS 전파를 방사하고, 기지국과 단말을 연결하는 단계를 포함할 수 있다.A method of controlling a beam through RIS in a wireless communication system can be provided. Here, the RIS is turned on to perform a connection with the base station, the RIS sets the first beamforming between the RIS and the base station, the RIS senses channel information and environment information, and based on the sensed channel information and environment information Deriving an optimized value through artificial intelligence, determining a RIS pattern based on the optimized value obtained through AI and first beamforming, radiating RIS radio waves based on the RIS pattern, and connecting the base station and the terminal. It may include steps.
Description
본 개시는 실내 환경에서 빔을 제어하는 방법 및 장치에 대한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 실내 환경에서 지능형 반사판(reconfigurable intelligence surface, RIS)에 기초하여 빔을 제어하는 방법 및 장치에 대한 것이다. This disclosure relates to a method and device for controlling beams in an indoor environment. Specifically, the present disclosure relates to a method and device for controlling a beam based on an intelligent reflector (reconfigurable intelligence surface, RIS) in an indoor environment.
빔포밍(beamforming 또는 precoding) 기술은 다수의 안테나를 이용하여 전송 신호를 특정 방향으로 집중시키는 기술이다. 특히, beyond 5G 이동통신 시스템에서 고려하는 서브 테라헤르츠(Sub-terahertz communication) 등의 초고주파 채널에서는 넓은 대역폭 확보가 용이하며, 매우 짧은 파장으로 인해 수백 수천 개의 안테나를 사용할 수 있으므로 좁은 빔 폭을 형성함으로써 높은 경로 감쇄를 극복할 수 있다.Beamforming (or precoding) technology is a technology that focuses transmission signals in a specific direction using multiple antennas. In particular, it is easy to secure a wide bandwidth in ultra-high frequency channels such as sub-terahertz communication considered in the beyond 5G mobile communication system, and hundreds or thousands of antennas can be used due to the very short wavelength, forming a narrow beam width. High path attenuation can be overcome.
또한, 좁은 빔 폭을 갖는 빔을 통해 통신을 수행하는 경우에 높은 경로 감쇄에 따라 장애물이 존재하는 환경에서 통신이 원활하지 않을 수 있으며, 좁아진 커버리지에 따라 통신이 원활하지 않을 수 있다. 이러한 환경에서 지능형 반사판(RIS)를 이용하여 통신을 수행하는 방법이 필요할 수 있으며, 하기에서는 이에 대해 서술한다.Additionally, when communication is performed through a beam with a narrow beam width, communication may not be smooth in an environment where obstacles exist due to high path attenuation, and communication may not be smooth due to narrowed coverage. In this environment, a method of performing communication using an intelligent reflector (RIS) may be necessary, and this is described below.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems to be achieved by this disclosure are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 명세서는, RIS에 기초하여 빔을 제어하는 방법 및 장치에 대한 것이다.This specification relates to a method and device for controlling a beam based on RIS.
본 명세서는, 고주파 대역에서 전파 환경에 대한 영향이 극대화되는 것을 고려하여 RIS를 통해 빔을 제어하는 방법 및 장치에 대한 것이다.This specification relates to a method and device for controlling a beam through RIS, taking into account that the influence on the radio wave environment is maximized in the high frequency band.
본 명세서는, 고주파 대역의 전파 환경을 고려하여 AI(artificial intelligence)를 활용하여 최적화를 수행하고, 빔을 도출하는 방법 및 장치에 대한 것이다.This specification relates to a method and device for performing optimization using artificial intelligence (AI) and deriving a beam in consideration of the propagation environment of a high frequency band.
본 명세서는, 실내 환경 및 실외 환경을 고려하여 RIS를 통해 빔을 제어하는 방법 및 장치에 대한 것이다.This specification relates to a method and device for controlling a beam through RIS considering indoor and outdoor environments.
본 개시의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 지능형 반사판(reconfigurable intelligence surface, RIS)를 통해 빔을 제어하는 방법에 있어서,In a method of controlling a beam through an intelligent reflector (reconfigurable intelligence surface, RIS) in a wireless communication system according to an aspect of the present disclosure,
RIS가 턴 온되어 기지국와 연결을 수행하는 단계, RIS가 RIS와 기지국 사이의 제 1 빔포밍을 설정하는 단계, RIS가 채널 정보 및 환경 정보를 센싱하고, 센싱된 채널 정보 및 환경 정보에 기초하여 인공지능(artificial intelligence, AI)를 통해 최적화 값을 도출하는 단계, AI를 통해 획득한 최적화 값 및 제 1 빔포밍에 기초하여 RIS 패턴을 결정하는 단계 및 RIS 패턴에 기초하여 RIS 전파를 방사하고, 기지국과 단말을 연결하는 단계를 포함할 수 있다.The RIS is turned on to perform a connection with the base station, the RIS sets up the first beamforming between the RIS and the base station, the RIS senses channel information and environment information, and artificial intelligence is generated based on the sensed channel information and environment information. A step of deriving an optimization value through artificial intelligence (AI), a step of determining a RIS pattern based on the optimization value obtained through AI and first beamforming, and radiating RIS radio waves based on the RIS pattern, and a base station It may include the step of connecting the terminal to the terminal.
또한, 본 개시의 일 양상에 따라 채널 정보 및 환경 정보는 빌트인 정보, 센서 정보, 위치 정보, 네트워크 정보 및 빅데이터 기반 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Additionally, according to an aspect of the present disclosure, channel information and environmental information may include at least one of built-in information, sensor information, location information, network information, and big data-based information.
또한, 본 개시의 일 양상에 따라 인공지능에 기초하여 협력 네트워크에서 기지국과 RIS 사이의 최적의 경로 및 RIS와 단말 사이의 최적의 경로가 결정될 수 있다.Additionally, according to one aspect of the present disclosure, the optimal path between the base station and the RIS and the optimal path between the RIS and the terminal in the collaborative network may be determined based on artificial intelligence.
본 개시에 따르면, 무선 통신 시스템에서 RIS에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, a method for controlling a beam based on RIS in a wireless communication system can be provided.
본 개시에 따르면 고주파 대역에서 전파 환경에 대한 영향이 극대화되는 것을 고려하여 RIS를 통해 빔을 제어하는 방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, a method of controlling a beam through RIS can be provided, taking into account that the influence on the radio wave environment is maximized in the high frequency band.
본 개시에 따르면, 고주파 대역의 전파 환경을 고려하여 AI(artificial intelligence)를 활용하여 최적화를 수행하고, 빔을 도출하는 방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide a method of performing optimization using artificial intelligence (AI) and deriving a beam in consideration of the propagation environment of a high frequency band.
본 개시에 따르면, 실내 환경 및 실외 환경을 고려하여 RIS를 통해 빔을 제어하는 방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide a method of controlling a beam through RIS considering the indoor environment and outdoor environment.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
도 1은 본 개시에 적용 가능한 새로운 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 개시에 적용 가능한 용량 증대 기술을 나타낸 도면이다.
도 2b는 본 개시에 적용 가능한 안테나 내의 서브 어레이를 기반으로 동작을 나타낸 도면이다.
도 2c는 본 개시에 적용 가능한 안테나 내의 서브 어레이를 기반으로 동작을 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 개시에 적용 가능한 공간 직교 다중 모드를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용 가능한 새로운 통신 시스템에서는 전송 커버리지를 확장하기 위한 기술을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용 가능한 다중 사용자 접속 기술을 나타낸 도면이다.
도 6a는 본 개시에 적용 가능한 지능형 반사판(RIS)에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6b는 본 개시에 적용 가능한 지능형 반사판(RIS)에서 서브 어레이에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 7a는 본 개시에 적용 가능한 다양한 형태의 RIS를 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 개시에 적용한 RIS에 기초한 시나리오일 수 있다.
도 8a은 본 개시에 적용 가능한 RIS 동작 모드를 나타낸 도면이다.
도 8b는 본 개시에 적용 가능한 RIS 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시에 적용 가능한 경로 최적화를 위해 제공되는 환경 및 네트워크 정보를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시에 적용 가능한 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 RIS 동작을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시에 적용 가능한 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 RIS 동작을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시에 적용 가능한 센서 정보에 기초하여 RIS를 통해 신호 전달 또는 데이터 통신 중계를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 개시에 적용 가능한 빅데이터 기반 정보에 기초하여 협력 네트워크에서 최적의 경로를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 메타 머터리얼(metamaterial, MTM) 레이돔(radome)을 나타낸 도면이다.
도 15a는 본 개시에 적용 가능한 다수개의 방사체로 구성된 지능형 반사판의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 15b는 본 개시에 적용 가능한 지능형 반사판(RIS)에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 RIS에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 RIS에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 RIS에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 20은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 22는 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 23은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 24은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 개시에 적용 가능한 AI에 기초하여 빔을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 26는 본 개시에 적용 가능한 AI에 기초하여 빔을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 27은 본 개시에 적용 가능한 AI에 기초하여 빔을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 28은 본 개시에 적용 가능한 AI에 기초하여 빔을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 29는 본 개시에 적용 가능한 RIS 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 30은 본 개시가 적용될 수 있는 기지국 장치 및 단말 장치를 나타낸 도면이다.
도 31은 본 개시가 적용될 수 있는 네트워크 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a new communication system applicable to the present disclosure.
Figure 2a is a diagram showing a capacity increase technology applicable to the present disclosure.
FIG. 2B is a diagram illustrating an operation based on a sub-array within an antenna applicable to the present disclosure.
FIG. 2C is a diagram illustrating an operation based on a sub-array within an antenna applicable to the present disclosure.
FIG. 3A is a diagram illustrating spatial orthogonal multiple modes applicable to the present disclosure.
Figure 4 is a diagram showing a technology for expanding transmission coverage in a new communication system applicable to the present disclosure.
Figure 5 is a diagram showing a multi-user access technology applicable to the present disclosure.
FIG. 6A is a diagram showing a method of controlling a beam based on an intelligent reflector (RIS) applicable to the present disclosure.
FIG. 6B is a diagram showing a method of controlling a beam based on a sub-array in an intelligent reflector (RIS) applicable to the present disclosure.
Figure 7a is a diagram showing various types of RIS applicable to the present disclosure.
Figure 7b may be a scenario based on RIS applied to this disclosure.
FIG. 8A is a diagram showing a RIS operation mode applicable to the present disclosure.
Figure 8b is a diagram showing a RIS structure applicable to the present disclosure.
Figure 9 is a diagram showing environment and network information provided for path optimization applicable to the present disclosure.
FIG. 10 is a diagram illustrating a method of performing a RIS operation based on environment and network information applicable to the present disclosure.
FIG. 11 is a diagram illustrating a method of performing a RIS operation based on environment and network information applicable to the present disclosure.
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of performing signal transmission or data communication relay through RIS based on sensor information applicable to the present disclosure.
Figure 13 is a diagram showing a method of setting an optimal route in a cooperative network based on big data-based information applicable to the present disclosure.
Figure 14 is a diagram showing a metamaterial (MTM) radome applicable to the present disclosure.
Figure 15a is a diagram showing an embodiment of an intelligent reflector composed of a plurality of radiators applicable to the present disclosure.
Figure 15b is a diagram showing a method of controlling a beam based on an intelligent reflector (RIS) applicable to the present disclosure.
FIG. 16 is a diagram showing a method of controlling a beam based on RIS in an indoor environment applicable to the present disclosure.
FIG. 17 is a diagram showing a method of controlling a beam based on RIS in an indoor environment applicable to the present disclosure.
FIG. 18 is a diagram showing a method of controlling a beam based on RIS in an indoor environment applicable to the present disclosure.
FIG. 19 is a diagram illustrating a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure.
Figure 20 is a diagram showing a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure.
FIG. 21 is a diagram illustrating a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure.
FIG. 22 is a diagram illustrating a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure.
Figure 23 is a diagram showing a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure.
Figure 24 is a diagram showing a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure.
Figure 25 is a diagram showing a method of forming a beam based on AI applicable to the present disclosure.
Figure 26 is a diagram showing a method of forming a beam based on AI applicable to the present disclosure.
Figure 27 is a diagram showing a method of forming a beam based on AI applicable to the present disclosure.
Figure 28 is a diagram showing a method of forming a beam based on AI applicable to the present disclosure.
Figure 29 is a diagram showing a RIS control method applicable to the present disclosure.
Figure 30 is a diagram showing a base station device and a terminal device to which the present disclosure can be applied.
31 is a diagram showing a network configuration to which the present disclosure can be applied.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice them. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙인다. In describing embodiments of the present disclosure, if it is determined that detailed descriptions of known configurations or functions may obscure the gist of the present disclosure, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, in the drawings, parts that are not related to the description of the present disclosure are omitted, and similar parts are given similar reference numerals.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계 뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present disclosure, when a component is said to be “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, this is not only a direct connection relationship, but also an indirect connection relationship where another component exists in between. It may also be included. In addition, when a component is said to “include” or “have” another component, this does not mean excluding the other component, but may further include another component, unless specifically stated to the contrary. .
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들 간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다. In the present disclosure, terms such as first and second are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and do not limit the order or importance of the components unless specifically mentioned. Accordingly, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, the second component in one embodiment may be referred to as a first component in another embodiment. It may also be called.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, distinct components are intended to clearly explain each feature, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form one hardware or software unit, or one component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even if not specifically mentioned, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, embodiments consisting of a subset of the elements described in one embodiment are also included in the scope of the present disclosure. Additionally, embodiments that include other components in addition to the components described in the various embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
본 개시는 무선 통신 네트워크를 대상으로 설명하며, 무선 통신 네트워크에서 이루어지는 동작은 해당 무선 통신 네트워크를 관할하는 시스템(예를 들어 기지국)에서 네트워크를 제어하고 신호를 송신 또는 수신하는 과정에서 이루어지거나, 해당 무선 네트워크에 결합한 단말에서 신호를 송신 또는 수신하는 과정에서 이루어질 수 있다.This disclosure describes a wireless communication network, and operations performed in the wireless communication network are performed in the process of controlling the network and transmitting or receiving signals in a system (e.g., a base station) in charge of the wireless communication network, or This can be done in the process of transmitting or receiving a signal from a terminal connected to a wireless network.
도 1은 본 개시에 적용 가능한 새로운 통신 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 새로운 통신 시스템은 원활한 서비스 제공을 위해 용량 증대 기술, 커버리지 확장 기술 및 다중 접속 기술을 고려하여 설계될 수 있다. 일 예로, 새로운 통신 시스템에서는 최대 1 Tbps급 전송 속도, 사용자 체감 속도 1 Gbps, 무선전송지연 0.1 ms 이하로 설계될 수 있다. 또한, 기존 시스템 대비 전송 속도 50배, 사용자 체감 속도 10배, 무선전송지연 10분의 1로 축소하고자 하는 니즈가 있으며, 이를 위해 광기술, 신소재 및 인공지능 기술이 활용될 수 있다. 또한, LoS(line of sight) 환경 및 NLoS 환경을 고려한 용량 증대 기술과 커버리지 확장 기술이 적용될 수 있으며, 다중 사용자들이 충돌없이 접속하는 기술이 적용될 수 있다. 다만, 새로운 통신 시스템은 다양하게 설계될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.1 is a diagram showing a new communication system applicable to the present disclosure. Referring to Figure 1, a new communication system can be designed considering capacity increase technology, coverage expansion technology, and multiple access technology to provide smooth services. For example, a new communication system can be designed with a transmission speed of up to 1 Tbps, a user perceived speed of 1 Gbps, and a wireless transmission delay of 0.1 ms or less. In addition, there is a need to reduce transmission speed by 50 times, user perceived speed by 10 times, and wireless transmission delay by 1/10 compared to existing systems, and for this purpose, optical technology, new materials, and artificial intelligence technology can be utilized. In addition, capacity increase technology and coverage expansion technology considering LoS (line of sight) and NLoS environments can be applied, and technology that allows multiple users to access without conflict can be applied. However, the new communication system can be designed in various ways and is not limited to the above-described embodiments.
구체적인 일 예로, 기지국(110)은 고주파 대역의 광대역 통신 및 그 밖의 기술에 기초하여 전송 용량을 증가시킬 수 있다. 또한, RIS(120)나 중계기 및 그 밖의 기술에 기초하여 전송 커버리지를 증대시킬 수 있다. 특히, 고주파 대역의 광대역 통신에서 전파 감쇄가 높다는 점을 고려하면 전송 커버리지 기술이 함께 적용될 필요성이 있다. 또한, 기존 단말, IoT(internet of things) 단말 및 차량 단말(130-1, 130-2, 130-3) 및 그 밖의 다양한 형태의 단말들에 대한 서비스 제공이 필요할 수 있으며, 이러한 단말(또는 사용자)들을 위한 다중 접속 기술이 필요할 수 있으며, 새로운 통신 시스템에서는 상술한 기술을 고려하여 서비스 제공 효율을 향상 시킬 수 있다.As a specific example, the
도 2a는 본 개시에 적용 가능한 용량 증대 기술을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 송신단(201)과 수신단(202) 사이의 전송 용량을 증대시킬 필요성이 있다. 새로운 통신 시스템에서는 고용량의 데이터 전송 및 처리가 필요할 수 있으며, 이를 위한 전송 용량 증대 기술이 필요할 수 있다. 일 예로, 공간 다중 모드에 기초하여 전송 용량을 증대시킬 수 있으며, 이를 위해 OAM (orbital angular momentum)과 같은 공간직교 다중 모드 형태의 전송 기술을 고려할 수 있다. 또한, 거대 배열 안테나의 서브 어레이(subarray) 동작 구성을 활용하여 공간 다중 모드 전송 기술을 고려하거나, RIS(HIS) 등을 활용한 전송 기술을 고려할 수 있다. 또 다른 일 예로, 프레넬 존(fresnel zone) 상에서의 다양한 공간 변조 기술을 적용한 전송 기술을 고려할 수 있으며, 상술한 바에 기초하여 전송 용량을 증대시킬 수 있다. 다만, 이는 하나의 일 예일 뿐 상술한 실시예로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Figure 2a is a diagram showing a capacity increase technology applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 2, there is a need to increase transmission capacity between the transmitting
구체적인 일 예로, 기존 통신 시스템에서는 거리에 따라 채널 랭크가 유지될 수 있다. 반면, 새로운 통신 시스템에서 프레넬 존을 고려하여 통신을 수행하는 경우에는 거리 및 안테나 사이즈에 기초하여 채널 랭크가 결정될 수 있다. 보다 상세하게는, 동일한 거리에서는 안테나 사이즈가 클수록 채널 랭크가 커질 수 있다. 또한, 동일한 안테나 사이즈에 대해서는 거리가 멀수록 채널 랭크가 줄어들 수 있다. 도 2b를 참조하면, 새로운 통신 시스템을 고려하여 안테나 내의 서브 어레이를 기반으로 동작할 필요성이 있다. 안테나 내에는 복수 개의 서브 어레이가 존재할 수 있으며, 각각의 서브 어레이는 각각의 유저들(211, 212, 213)에 대응될 수 있다. As a specific example, in an existing communication system, the channel rank may be maintained depending on the distance. On the other hand, when communication is performed considering the Fresnel zone in a new communication system, the channel rank may be determined based on distance and antenna size. More specifically, at the same distance, the larger the antenna size, the larger the channel rank can be. Additionally, for the same antenna size, the channel rank may decrease as the distance increases. Referring to FIG. 2b, in consideration of a new communication system, there is a need to operate based on a sub-array within the antenna. A plurality of sub-arrays may exist within the antenna, and each sub-array may correspond to
도 2c를 참조하면, 큰 사이즈를 갖는 안테나 내의 서브 어레이는 단말의 거리에 기초하여 구성될 수 있다. 일 예로, 근거리의 낮은 QoS를 갖는 단말(221)은 안테나 내의 인접한 단위 요소에 기초하여 서브 어레이를 구성할 수 있으며, 근거리이기 때문에 채널 랭크가 유지될 수 있다. 또한, 근거리의 높은 QoS 갖는 단말(222)은 높은 QoS를 고려하여 안테나 내의 단위 요소를 증가하여 서브 어레이를 구성할 수 있으며, 근거리이기 때문에 채널 랭크가 유지될 수 있다. Referring to FIG. 2C, a sub-array within an antenna having a large size can be configured based on the distance of the terminal. For example, a short-
반면, 원거리 단말(223)은 안테나와 거리가 멀기 때문에 채널 랭크가 유지되지 않을 수 있다. 상술한 점을 고려하여, 안테나 내의 단위 요소들은 서로 인접하지 않고, 기 설정된 간격을 가질 수 있으며, 해당 단위 요소들이 하나의 서브 어레이를 구성할 수 있다. 즉, 안테나 내의 서브 어레이는 단말과 안테나의 거리 및 안테나 크기를 고려하여 결정될 수 있다. On the other hand, because the
도 3a는 본 개시에 적용 가능한 공간 직교 다중 모드를 나타낸 도면이다. 도 3a 참조하면, 프레넬 영역에 기초하여 공간 직교 다중 모드로 HG(Hermite Gauss) 모드 또는 패턴을 설정할 수 있다. 서로 다른 스트림들은 HG 모드 또는 패턴에 기초하여 독립적으로 전송될 수 있다. 다만, 전송되는 빔은 거리에 따라 넓어질 수 있으므로 거리에 따라서 안테나 사이즈가 증가할 필요성이 있으며, 이를 위해 거리와 안테나 사이즈를 고려한 설계가 필요할 수 있다.FIG. 3A is a diagram illustrating spatial orthogonal multiple modes applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 3A, the HG (Hermite Gauss) mode or pattern can be set as a spatial orthogonal multi-mode based on the Fresnel region. Different streams can be transmitted independently based on HG mode or pattern. However, since the transmitted beam may become wider depending on the distance, there is a need to increase the antenna size according to the distance, and for this, a design that takes the distance and antenna size into consideration may be necessary.
상술한 HG 모드를 위해 안테나 전체가 사용될 수 있으나, 거리에 따라 전달되는 파워가 다를 수 있긴 때문에 이를 고려한 서브 어레이 구성이 필요할 수 있다. 일 예로, 도 3b를 참조하면, 도 3a의 HG 모드 HG (0,1), (1,1) 및 (2,1)의 주요 수신 안테나는 상단 또는 하단의 원에 대응되는 영역일 수 있으며, 중간 영역은 신호 크기가 작은 영역일 수 있다. 따라서, 원거리 사용자의 경우에는 상단 또는 하단의 원에 대응되는 영역에 기초하여 HG 모드를 기반으로 통신을 수행할 수 있다. 도 3c를 참조하면, HG 모드에 기초하여 원거리 사용자의 통신을 위해 안테나 내의 상단과 하단에 서브 어레이(311)를 구성할 수 있다. 여기서, 중간 영역에는 파워가 적어 원거리에서는 거의 인식되지 않을 수 있으므로 중간 영역에는 근거리 사용자들 각각을 위한 서브 어레이(321, 322, 323)가 설정될 수 있으며, 이에 기초하여 각각 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상술한 안테나 구성은 RIS에도 유사하게 적용될 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다.The entire antenna can be used for the above-described HG mode, but since the transmitted power may vary depending on the distance, a sub-array configuration that takes this into account may be necessary. As an example, referring to FIG. 3B, the main receiving antennas of HG modes HG (0,1), (1,1), and (2,1) in FIG. 3A may be areas corresponding to the circles at the top or bottom, The middle area may be an area with a small signal size. Therefore, in the case of a remote user, communication can be performed based on the HG mode based on the area corresponding to the upper or lower circle. Referring to FIG. 3C, sub-arrays 311 can be configured at the top and bottom of the antenna for communication with long-distance users based on HG mode. Here, since the middle area has low power and may hardly be recognized from a distance, sub-arrays 321, 322, and 323 for each of the short-distance users may be set in the middle area, and communication can be performed respectively based on this. . Additionally, the above-described antenna configuration can be similarly applied to RIS and is not limited to a specific embodiment.
도 4는 본 개시에 적용 가능한 새로운 통신 시스템에서는 전송 커버리지를 확장하기 위한 기술을 나타낸 도면이다. 새로운 통신 시스템에서는 고주파의 광대역을 통한 통신을 수행하므로 전파 감쇄가 클 수 있다. 따라서, 전송 커버리지 확장 기술이 필요할 수 있다. 구체적인 일 예로, 도 4(a)를 참조하면, 임베디드 IoT 디바이스에 기초하여 전송 커버리지를 확장할 수 있다. 송신단(411)에서 전송되는 신호는 임베디드 IoT 디바이스들을 통해 다른 임베디드 IoT 디바이스 또는 다른 단말들로 전송될 수 있으며, 상술한 바에 기초하여 전송 커버리지가 확장될 수 있다. 또한, 도 4(b)를 참조하면, RIS에 기초하여 전송 커버리지가 확장될 수 있다. 일 예로, RIS는 NLOS 환경에서 신호를 전달할 수 있다. 구체적으로, 송신단(421)에서 전송되는 신호는 적어도 하나 이상의 RIS(422-1, 422-2)를 통해 수신단으로 전달될 수 있으며, 이를 통해 전송 커버리지가 확장될 수 있다. 또한, 도 4(c)를 참조하면, 음영지역 또는 장애물 극복을 위한 RIS/EM cloaking 기술을 고려할 수 있다. 즉, 송신단(431)은 RIS/EM cloaking 기술을 통해 수신단(432)으로 신호를 전송할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다.Figure 4 is a diagram showing a technology for expanding transmission coverage in a new communication system applicable to the present disclosure. In new communication systems, communication is performed over a high-frequency, wide-bandwidth, so radio wave attenuation may be significant. Therefore, transmission coverage expansion technology may be needed. As a specific example, referring to FIG. 4(a), transmission coverage can be expanded based on an embedded IoT device. The signal transmitted from the
도 5는 본 개시에 적용 가능한 다중 사용자 접속 기술을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 새로운 통신 시스템에서는 다양한 형태의 단말(또는 사용자)를 고려하여 다중 사용자 접속 기술이 필요할 수 있다. 일 예로, 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 송신단(510, 520)은 인공지능 및 그 밖의 기술을 통해 다중 채널을 할당하고, free-duplex (Full-duplex) 기술을 적용할 수 있으며, 이를 통해 다중 사용자 접속을 제공할 수 있다. 구체적으로, 도 5(a)를 참조하면, CSI 정보에 기초하여 복수 개의 단말들에 대해 AI 기반 멀티 채널 할당(AI-based multi-channel allocation)이 수행될 수 있다. 여기서, AI 기반 멀티 채널 할당은 시뮬레이션 데이터와 함께 트레이닝이 수행되고, 트레이닝 결과가 반영된 모델의 인퍼런스를 통해 수행될 수 있다. 일 예로, 멀티-액세스 통신 시뮬레이션 데이터(multi-access communication simulation data)를 통해 AI/ML 모델에 대한 트레이닝이 수행될 수 있다. 또한, 도 5(b)를 참조하면, 통신에 기초하여 채널 상태 모델링이 수행될 수 있다. 구체적으로, 채널 상태 모델링은 기지국과 단말 통신에 대한 정보에 기초하여 채널 상태 모델을 구축하고, 구축된 모델의 인퍼런스를 통해 채널 상태를 추정하도록 할 수 있으며, 해당 정보는 다시 채널 상태 모델로 피드백될 수 있다. 또한, AI에 기초하여 채널 상태 생성이 수행될 수 있으며, 이를 활용한 통신이 수행될 수 있다.Figure 5 is a diagram showing a multi-user access technology applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 5, a new communication system may require multi-user access technology in consideration of various types of terminals (or users). As an example, referring to FIGS. 5(a) and 5(b), the transmitting terminals 510 and 520 allocate multiple channels through artificial intelligence and other technologies and apply free-duplex (Full-duplex) technology. This can provide multi-user access. Specifically, referring to FIG. 5(a), AI-based multi-channel allocation may be performed for a plurality of terminals based on CSI information. Here, AI-based multi-channel allocation can be performed through training with simulation data and through inference of a model that reflects the training results. As an example, training on an AI/ML model may be performed through multi-access communication simulation data. Additionally, referring to FIG. 5(b), channel state modeling may be performed based on communication. Specifically, channel state modeling builds a channel state model based on information about communication between the base station and the terminal, allows the channel state to be estimated through inference of the constructed model, and the information can be converted back into the channel state model. Feedback can be provided. Additionally, channel state generation can be performed based on AI, and communication using this can be performed.
또한, 도 5(c)를 참조하면, 송신단(531, 532)S는 다중 RIS(HIS)의 제어를 통한 공간 분석 및 간섭 제어를 통해 다중 채널을 할당하여 다중 사용자 접속을 제공할 수 있다. 구체적으로, 송신단(531, 532)은 단말과 직접 통신을 수행하거나 RIS(HIS)를 통해서 단말과 송수신을 수행할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다.Additionally, referring to FIG. 5(c), the transmitting terminals 531 and 532S can provide multi-user access by allocating multiple channels through spatial analysis and interference control through control of multiple RIS (HIS). Specifically, the transmitting terminals 531 and 532 can communicate directly with the terminal or transmit and receive with the terminal through RIS (HIS), and are not limited to a specific embodiment.
도 6a는 본 개시에 적용 가능한 지능형 반사판(RIS)에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, RIS(620)에 기초하여 빔을 제어하고, 통신을 수행할 수 있다. 여기서, RIS(620)는 RIS 각각의 단위 요소(element)를 포함할 수 있다. 이때, RIS(620) 내의 각각의 요소들을 제어하여 빔 방향이 제어될 수 있으며, RIS(620) 각각의 요소들은 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 일 예로, RIS(620)는 송신단(610)으로부터 빔에 기초한 신호를 수신하고, 이에 기초하여 RIS(620) 내의 각각의 요소들을 제어하여 원하는 방향으로 빔을 형성하여 적어도 하나 이상의 단말(또는 사용자, 630-1, 630-2, 630-3, 630-4)에게 신호를 전송할 수 있다. 즉, RIS는 기지국(또는 송신단)의 신호를 수신하고, 이를 다른 단말에게 전달하여 NLOS 환경에서 신호 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 일 예로, RIS의 각각의 요소들은 수동 소자로 온/오프되거나 그 설정된 전 압 값을 가질 수 있으며 상술한 바에 기초하여 빔 방향이 제어될 수 있다. 또 다른 일 예로, RIS는 송신단의 신호를 단위 요소를 제어하여 반사만 시키거나 중계기 역할을 수행하는 것도 가능할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다.FIG. 6A is a diagram showing a method of controlling a beam based on an intelligent reflector (RIS) applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 6, beams can be controlled and communication can be performed based on the
도 6b는 본 개시에 적용 가능한 지능형 반사판(RIS)에서 서브 어레이에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다. RIS(620) 내에는 복수 개의 단위요소들을 포함될 수 있으며, 상술한 안테나 내의 단위요소와 유사하게 서브 어레이가 구성될 수 있다. 여기서, RIS(620) 내의 서브 어레이는 복수의 단말(631-1, 631-2, 631-3, 631-4)을 위한 빔을 형성하기 위해 설정될 수 있다. 일 예로, RIS(620) 내의 서브 어레이도 RIS 크기 및 단말의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, RIS와 원거리에 위치한 단말(631-4)을 위한 서브 어레이는 도 2c에서와 같이 채널 랭크를 고려하여 서로 이격된 단위요소들의 집합으로 구성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다.FIG. 6B is a diagram showing a method of controlling a beam based on a sub-array in an intelligent reflector (RIS) applicable to the present disclosure. The
도 7a는 본 개시에 적용 가능한 다양한 형태의 RIS를 나타낸 도면이다. 도 7a를 참조하면, RIS(710)는 복수 개의 단위요소를 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 여기서, RIS(710)는 건물이나 그 밖의 장치에 부착된 형태일 수 있다. 일 예로, 차량에 결합된 형태의 RIS(721), 건축물 천장에 결합된 RIS(722) 및 건축물 유리에 결합된 RIS(723)를 고려할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 즉, RIS(710)는 다른 장치나 건물에 부착되어 통신을 중계하거나 지원하는 형태일 수 있다. 또 다른 일 예로, 건물 내에 복수 개의 RIS(724, 725)가 설치되어 신호를 단말로 전달할 수 있다. 또한, RIS는 모서리에 직격 형태(726)나 원형 표면(727)으로 구성될 수도 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다.Figure 7a is a diagram showing various types of RIS applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 7A, the
도 7b는 본 개시에 적용한 RIS에 기초한 시나리오일 수 있다. 일 예로, 새로운 통신 시스템에서는 협력 네트워크에 기초하여 통신이 수행될 수 있다. 여기서, 협력 네트워크에는 송신단(731)뿐만 아니라 RIS(732), 중계기(733), 차량(734), IoT 단말 및 그 밖의 통신을 중계하거나 전달하는 장치들이 구축될 수 있다. 보다 상세하게는, 새로운 통신 시스템에서는 고주파수의 광대역 통신을 수행하고, 셀의 크기가 작아지기 때문에 협력 네트워크를 통해서 효율적인 통신을 수행하는 방안이 필요할 수 있다. 일 예로, 협력 네트워크에서는 고정된 위치에서 신호를 중계하는 장치 및 이동성에 기초하여 신호를 중계하는 장치를 포함할 수 있다. 협력 네트워크에서는 이동성에 기초한 장치들의 이동이나 신호 전달을 고려하여 최적의 경로를 결정하여 동작하는 것이 필요할 수 있으며, 상술한 동작을 위한 방안이 필요할 수 있다.Figure 7b may be a scenario based on RIS applied to this disclosure. As an example, in a new communication system, communication may be performed based on a cooperative network. Here, in the cooperative network, not only the
도 8a은 본 개시에 적용 가능한 RIS 동작 모드를 나타낸 도면이다. 도 8a를 참조하면, RIS(810)는 협력 네트워크에서 신호 전달을 위한 최적의 경로를 전달하기 위한 형태로 각각의 모드에 기초하여 동작할 수 있다. 일 예로, RIS(810)는 전원이 공급되지 않은 상태로 금속 산란체로서 구성될 수 있다. 즉, RIS(810)는 단순 금속 산란체 역할로 멀티패스 환경에서 성능 향상을 고려할 수 있다. FIG. 8A is a diagram showing a RIS operation mode applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 8A, the
또 다른 일 예로, RIS(810)는 전원이 공급되는 상태일 수 있다. 여기서, RIS(810)는 AI(artificial intelligence)나 빅데이터를 활용하여 동작하는 온라인 모드(on-line mode)인지 또는 전원만 공급되어 패시브 형태로 반사나 투과형 릴레이 중계기 역할을 수행하는 오프라인 모드(off-line mode)인지가 결정될 수 있다.As another example, the
RIS(810)가 온라인 모드로 동작하는 경우, RIS(810)의 동작 모드가 결정될 수 있다. 일 예로, 동작 모드는 반사, 굴절, 투과, 차단 및 다중화 중 적어도 어느 하나의 동작을 수행할 수 있다. 일 예로, 반사 모드는 RIS(810)에 입사되는 전파를 반사 형태로 전송하는 모드일 수 있다. 또한, 굴절 모드는 RIS(810)에 입사되는 전파를 굴절 형태로 목표 방향으로 전송하는 모드일 수 있다. 투과 모드는 RIS(810)에 입사되는 전파를 그대로 투과하는 모드일 수 있다. 차단 모드는 RIS(810)에 입사되는 전파를 통과시키지 않고 차단하는 모드일 수 있다. 다중화 모드는 RIS(810)에 입사되는 전파를 다중 빔 형태로 확장하여 전송하는 모드일 수 있다. 즉, RIS(810)는 신호를 원하는 방향으로 반사하거나, 일정 각도로 굴절 시키거나, 특정 신호만을 투과시키고 나머지 신호는 차단시키거나, 다중화에 기초하여 신호를 다양한 형태로 전송할 수 있다. When the
RIS(810)는 환경 및 네트워크 정보를 센싱하고, 이에 기초하여 경로 최적화를 수행하여 상술한 동작 모드에 기초하여 최적 경로를 설정할 수 있다. 환경 및 네트워크 정보는 건물 내의 빌트인 정보, 센서 정보, 위치 정보, 네트워크 정보 및 빅데이터 기반 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다. 즉, RIS(810)의 동작 모드와 주변 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 신호 전송에 대한 최적화 경로가 도출될 수 있다. The
도 8b는 본 개시에 적용 가능한 RIS 구조를 나타낸 도면이다. 도 8b를 참조하면, RIS(810)는 상술한 금속 산란체일 수 있으나, 전원 및 컨트롤러에 기초하여 다양한 형태로 동작하는 구성일 수 있다. 일 예로, RIS(810)는 네트워크 연결(또는 송수신부, 821), 전원(822), RF 컨트롤러(823), 베이스밴드 컨트롤러(824), 센서(825), CPU(826) 및 AI 프로세서(827) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다. 여기서 RIS(810)는 Power Amp에 기초하여 신호를 증폭하는 기능을 구비할 수 있다. 또한, RIS(810)는 단위요소에 기초하여 빔을 제어하거나 빔을 차폐시키는 기능을 구비할 수 있다. 또한, RIS(810)는 상술한 서브 어레이에 기초하여 빔을 다중화하는 기능을 구비할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다. Figure 8b is a diagram showing a RIS structure applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 8B, the
도 9는 본 개시에 적용 가능한 경로 최적화를 위해 제공되는 환경 및 네트워크 정보를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 환경 및 네트워크 정보(960)에는 빌트인 정보(910), 센서 정보(920), 위치 정보(930), 네트워크 정보(940) 및 빅데이터 기반 정보(950) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 빌트인 정보(910)는 RIS가 건물이나 장치에 설치된 경우에 설정되는 정보일 수 있다. 일 예로, 빌트인 정보는 RIS 설치와 관련된 모든 정보로써, 건축물 벽면, 유리, 가전제품, 실내외 설치 정보 및 그 밖의 정보일 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 또한, 센서 정보(920)는 이미지 센서, 라이더 센서, 레이더 센서 및 그 밖의 센서들에 의해 획득되는 정보일 수 있다. 센서 정보(920)는 RIS, IoT 장치 및 그 밖의 장치에 구비된 센서에서 획득하는 정보로 주변 정보에 대한 매질이나 실내외 전파 환경 매질 정보도 획득될 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다.Figure 9 is a diagram showing environment and network information provided for path optimization applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 9, the environment and network information 960 includes at least one of built-in information 910, sensor information 920, location information 930, network information 940, and big data-based information 950. It can be included. Built-in information 910 may be information set when RIS is installed in a building or device. For example, built-in information is all information related to RIS installation, and may include building walls, glass, home appliances, indoor/outdoor installation information, and other information, and is not limited to a specific form. Additionally, the sensor information 920 may be information acquired by an image sensor, lidar sensor, radar sensor, and other sensors. The sensor information 920 is information obtained from sensors provided in RIS, IoT devices, and other devices, and may also acquire information about surrounding information or indoor and outdoor radio wave environment medium, and is not limited to a specific embodiment.
위치 정보(930)는 GPS에 기초한 위치 정보뿐만 아니라 실내 측위에 기초한 작은 단위의 위치 정보일 수 있다. 위치 정보(930)는 RIS나 IoT 장치 및 그 밖의 디바이스에 대한 GPS 및 위치추정 기술에 기초하여 획득되는 실시간 위치 정보를 모두 포함할 수 있다. 네트워크 정보(940)는 작아지는 셀이나 그 밖의 네트워크 환경을 고려한 정보일 수 있다. 네트워크 정보(940)는 RIS, IoT 장치 및 그 밖의 디바이스에서 구성될 수 있는 협력 네트워크에 대한 실시간 정보를 포함할 수 있다 또한, 네트워크 정보(940)는 각 기기들의 데이터 트래픽이나 망 사업자 정보, 기기 식별 정보 및 그 밖의 정보를 포함할 수 있다.The location information 930 may be small-unit location information based on indoor positioning as well as GPS-based location information. The location information 930 may include all real-time location information obtained based on GPS and location estimation technology for RIS, IoT devices, and other devices. The network information 940 may be information that takes into account smaller cells or other network environments. The network information 940 may include real-time information about a cooperative network that can be configured in RIS, IoT devices, and other devices. Additionally, the network information 940 may include data traffic, network operator information, and device identification of each device. It may include information and other information.
빅데이터 기반 정보(950)는 통신에 영향을 줄 수 있는 다양한 정보들이 구성된 빅데이터에 기초하여 제공되는 정보일 수 있다. 빅데이터 기반 정보(950)는 RIS, IoT 장치 및 그 밖의 디비아스에 영향을 줄 수 있는 외부 정보일 수 있다. 일 예로, 빅데이터 기반 정보(950)는 차량 교통량, 기후로 인한 영향 정보, 재난 및 사고 실시간 정보, 통신에 영향을 줄 수 있는 행정 정보 및 그 밖의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 환경 및 네트워크 정보(960)는 다른 정보들을 더 포함할 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Big data-based information 950 may be information provided based on big data composed of various information that can affect communication. Big data-based information 950 may be external information that can affect RIS, IoT devices, and other devices. As an example, the big data-based information 950 may include vehicle traffic volume, climate impact information, real-time disaster and accident information, administrative information that may affect communication, and other information. Additionally, the environment and network information 960 may further include other information and may not be limited to a specific form.
도 10은 본 개시에 적용 가능한 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 RIS 동작을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, RIS에 전원이 연결된 경우, RIS는 네트워크 연결 확인 동작을 수행할 수 있다.(S1010) RIS에 네트워크가 연결된 경우에는 온라인 모드에 기초하여 동작할 수 있으며(S1020), 이와 관련해서는 도 11에서 후술한다. 반면, RIS에 네트워크가 연결되지 않으면 전원만 공급되어 패시브 형태로 반사나 투과형 릴레이 중계기 역할을 수행하는 오프라인 모드(off-line mode)로 결정될 수 있다.(S1030) 이때, RIS는 신호를 전달하거나 통신을 중계하기 위해 통신 상태를 확인할 수 있다.(S1040) 통신 상태 확인 결과 통신을 수행하고 있지 않으면 RIS는 대기 모드에 기초하여 동작할 수 있다. (S1050) 반면, 통신 상태 확인 결과 통신을 수행하는 경우, AMP를 턴온하고(S1060), 신호 전달 또는 데이터 통신 중계를 수행할 수 있다.(S1070)Figure 10 is a diagram showing a method of performing a RIS operation based on environment and network information applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 10, when power is connected to the RIS, the RIS can perform a network connection confirmation operation (S1010). When the network is connected to the RIS, it can operate based on online mode (S1020), and related to this. This will be described later in Figure 11. On the other hand, if the network is not connected to the RIS, only power is supplied and it can be determined to be in an off-line mode, performing the role of a reflective or transmissive relay repeater in a passive form. (S1030) At this time, the RIS transmits signals or communicates. The communication status can be checked for relaying. (S1040) If communication is not being performed as a result of checking the communication status, the RIS can operate based on standby mode. (S1050) On the other hand, if communication is performed as a result of checking the communication status, the AMP can be turned on (S1060) and signal transmission or data communication relay can be performed (S1070).
도 11은 본 개시에 적용 가능한 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 RIS 동작을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 11을 참조하면, RIS에 전원이 연결된 경우, RIS는 네트워크 연결 확인 동작을 수행할 수 있다.(S1110) RIS에 네트워크가 연결되지 않으면 전원만 공급되어 패시브 형태로 반사나 투과형 릴레이 중계기 역할을 수행하는 오프라인 모드(off-line mode)로 결정될 수 있으며, 이는 상술한 도 10과 같을 수 있다.(S1120) 반면, RIS에 네트워크가 연결된 경우에는 온라인 모드에 기초하여 동작할 수 있다.(S1130), 일 예로, 온라인 모드에 기초하여 동작하는 RIS는 센서를 턴온할 수 있다.(S1140) RIS의 중앙 제어 장치는 도 9의 빌트인 정보(또는 설치 정보), 센서 정보, 위치 정보, 빅데이터 정보 및 네트워크 정보 중 적어도 어느 하나를 획득할 수 있다.(S1150) 그 후, 중앙 제어 장치는 외부 또는 내부에 구성된 AI를 활용하여 최적화를 수행할 수 있다.(S1160) 그 후, 최적의 경로가 산출될 수 있으며(S1170), RIS는 데이터 통신을 중계할 수 있다.(S1180) 이때, 일 예로, 최적 경로 산출을 위해 최적 경로 상의 디바이스들에 대한 동작이 제어될 수 있다. 또한, 데이터 통신 중계를 위해 RIS는 반사, 굴절, 투과, 차단 및 다중화 중 적어도 어느 하나에 기초한 동작 모드로 동작할 수 있으며, 상술한 바를 통해 데이터 통신 중계가 수행될 수 있다.FIG. 11 is a diagram illustrating a method of performing a RIS operation based on environment and network information applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 11, when power is connected to the RIS, the RIS can perform a network connection confirmation operation (S1110). If the network is not connected to the RIS, only power is supplied and it acts as a reflective or transmissive relay repeater in a passive form. may be determined to be an offline mode, which may be the same as the above-mentioned FIG. 10 (S1120). On the other hand, when a network is connected to the RIS, it may operate based on the online mode (S1130). As an example, a RIS operating based on an online mode can turn on a sensor. (S1140) The central control device of the RIS includes the built-in information (or installation information), sensor information, location information, big data information, and network of FIG. 9. At least one of the information can be obtained. (S1150) After that, the central control device can perform optimization using externally or internally configured AI. (S1160) After that, the optimal path can be calculated. (S1170), and the RIS can relay data communication (S1180). At this time, as an example, the operation of devices on the optimal path can be controlled to calculate the optimal path. Additionally, for data communication relay, the RIS may operate in an operation mode based on at least one of reflection, refraction, transmission, blocking, and multiplexing, and data communication relay can be performed through the above.
도 12는 본 개시에 적용 가능한 센서 정보에 기초하여 RIS를 통해 신호 전달 또는 데이터 통신 중계를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 12(a)를 참조하면, RIS(1210)는 복수 개의 단말들(1220-1, 1220-2)에게 데이터 통신을 중계할 수 있다. 여기서, RIS(1210)는 센서 정보에 기초하여 실내에 장애물이 존재하지 않음을 인지할 수 있으며, LoS(line of sight) 환경에서 전송을 수행할 수 있다. 또한, 도 12(b) 및 도 12(c)를 참조하면, 센서 정보로서 매질 정보 및 실내 구조 정보를 확인하여 최적의 경로 정보가 도출될 수 있다. 일 예로, 도 12(d)를 참조하면, 매질 식별시 전파 상수 정보로 굴절률, 투과율 및 흡수율 정보 등이 고려될 수 있으며, 빅데이터를 활용하여 해당 정보가 획득될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 구체적인 일 예로, 도 12(b) 및 도 12(c)에서 RIS(1210)는 금속벽에 대한 정보 및 매질 1에 대한 정보를 통해 단말 1(1220-1)에게 금속벽으로 결정되는 최적의 경로로 데이터 통신을 중계하고, 단말 2(1220-2)에게 매질 1을 통과하는 최적의 경로를 설정하여 데이터 통신을 중계할 수 있으나, 이는 하나의 일 예일 뿐, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.FIG. 12 is a diagram illustrating a method of performing signal transmission or data communication relay through RIS based on sensor information applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 12(a), the
도 13은 본 개시에 적용 가능한 빅데이터 기반 정보에 기초하여 협력 네트워크에서 최적의 경로를 설정하는 방법을 나타낸 도면이다. 빅데이터 기반 정보는 경로 최적화에 영향을 미칠 수 있는 정보일 수 있다. 일 예로, 빅데이터 기반 정보는 기후 및 대기 정보일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 구체적인 일 예로, 도 13의 ①에서 빅데이터 기반으로 기후나 대기 정보의 영향이 적고, 낮은 감쇄 상태인 경우를 고려할 수 있다. RIS(1310)가 장치(1320, 1330)로 협력 네트워크에 기초하여 최적의 경로를 설정하는 경우, 감쇄 상태가 낮으므로 적은 수의 장치 또는 중계기만을 선택하여 최적의 경로를 구성할 수 있다. 반면, 도 13의 ②에서 빅데이터 기반으로 기후나 대기 정보의 영향이 높아 높은 감쇄 상태인 경우를 고려할 수 있다. 기반으로 기후나 대기 정보의 영향이 적고, 낮은 감쇄 상태인 경우를 고려할 수 있다. RIS(1310)가 장치(1320, 1330)로 협력 네트워크에 기초하여 최적의 경로를 설정하는 경우, 감쇄 상태가 높으므로 데이터 중계를 위한 장치나 중계기를 다수로 구성할 수 있다. 즉, 협력 네트워크 내 또는 RIS에 기초하여 데이터 통신이 중계되거나 신호가 전달되는 경우에 센서 정보나 빅데이터 기반 정보 및 그 밖의 정보에 따라 경로 최적화가 상이해질 수 있다. Figure 13 is a diagram showing a method of setting an optimal route in a cooperative network based on big data-based information applicable to the present disclosure. Big data-based information may be information that can affect route optimization. As an example, big data-based information may be climate and atmospheric information, but may not be limited thereto. As a specific example, in ① of FIG. 13, the case where the influence of climate or atmospheric information is small and the attenuation state is low based on big data can be considered. When the
도 14는 본 개시에 적용 가능한 메타 머터리얼(metamaterial, MTM) 레이돔(radome)을 나타낸 도면이다. 도 14(a)를 참조하면, RIS 또는 송/수신 안테나(1410)는 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 새로운 통신 시스템에서는 빔 기반의 통신이 필요할 수 있으며, 빔 제어 기법이 필요할 수 있다. 여기서, MTM 레이돔(1420) 공간 필터에 기초하여 빔을 제어할 수 있다. 구체적으로, MTM 레이돔(1420)은 그래핀(grapheme)이나 그 밖의 소재를 통해 구현될 수 있으며, DC 전압에 기초한 제어가 가능할 수 있어 테라헤르츠에서도 적용이 가능할 수 있다. 도 14(b)는 배열 안테나 위에 MTM 레이돔이 존재하는 구체적인 일 실시예일 수 있다. 도 14(b)를 참조하면, 배열 안테나는 단위 요소에 기초하여 복수 개의 안테나로 구성될 수 있다. 배열 안테나 위에 MTM 레이돔이 존재하고, MTM 레이돔은 공간 필터로 배열 안테나에서 생성되는 신호를 도 14(a)에 기초하여 제어할 수 있으며, 이에 기초하여 빔이 제어될 수 있다.Figure 14 is a diagram showing a metamaterial (MTM) radome applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 14(a), the RIS or transmit/receive
도 15a 및 도 15b은 본 개시에 적용 가능한 지능형 반사판(RIS)에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다. RIS는 메타 서페이스(meta surface) 구조로 구성될 수 있다. 구체적으로, 도 15a를 참조하면, 메타 서페이스 구조로 형성된 RIS는 RIS 단위 구조의 집합으로 구성될 수 있다. 여기서, RIS 기본 구조 위에 상술한 MTM 레이돔이 공간 필터로 제공되어 빔을 제어할 수 있다. 여기서, MTM 레이돔은 그래핀(graphene)을 통해 DC 전압 제어를 통해 빔을 제어할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 일 예로, 도 15b를 참조하면, RIS 단위 구조 위의 MTM 레이돔 그룹핑에 기초하여 DC 전압을 인가하여 빔 밤향을 제어할 수 있다. 도 15b에서 빗금친 MTM 레이돔은 온 상태일일 수 있다. 구체적으로, 첫 번째 RIS는 MTM 레이돔 그룹핑에 기초하여 RIS 단위 구조 내에서 중앙 부분의 MTM 레이돔 그룹이 온 상태일 수 있으며, 이에 따른 빔이 형성될 수 있다. 반면, 두 번째 RIS는 MTM 레이돔 그룹핑에 기초하여 RIS 단위 구조 내에서 우측 부분의 MTM 레이돔 그룹이 온 상태일 수 있고, 세 번째 RIS는 MTM 레이돔 그룹핑에 기초하여 RIS 단위 구조 내에서 좌측 부분의 MTM 레이돔 그룹이 온 상태일 수 있다. 여기서, 두 번째 RIS 및 세 번째 RIS는 각각에 대응되는 빔이 설정될 수 있다. 즉, 각각의 RIS 단위 구조의 집합으로 구성된 RIS 구조에서 MTM 그룹핑에 기초하여 전압 변화에 따라 원하는 빔 방향 및 세기를 설정하여 제어할 수 있다. 다만, 도 15a 및 도 15b는 RIS를 구현하기 위한 하나의 일 예일 뿐, 상술한 실시예로 한정되는 것은 아닐 수 있다.15A and 15B are diagrams showing a method of controlling a beam based on an intelligent reflector (RIS) applicable to the present disclosure. RIS may be composed of a meta surface structure. Specifically, referring to FIG. 15A, RIS formed as a metasurface structure may be composed of a set of RIS unit structures. Here, the MTM radome described above on the RIS basic structure is provided as a spatial filter to control the beam. Here, the MTM radome can control the beam through DC voltage control through graphene, as described above. As an example, referring to FIG. 15b, the beam direction can be controlled by applying a DC voltage based on the MTM radome grouping on the RIS unit structure. The MTM radome shaded in Figure 15b may be in an on state. Specifically, in the first RIS, the MTM radome group in the central portion of the RIS unit structure may be on based on MTM radome grouping, and a beam may be formed accordingly. On the other hand, the second RIS may have the MTM radome group on the right side of the RIS unit structure based on the MTM radome grouping, and the third RIS may have the MTM radome group on the left side within the RIS unit structure based on the MTM radome grouping. The group may be on. Here, the second RIS and the third RIS may each have corresponding beams set. That is, in the RIS structure composed of a set of each RIS unit structure, the desired beam direction and intensity can be set and controlled according to voltage changes based on MTM grouping. However, FIGS. 15A and 15B are only one example for implementing RIS and may not be limited to the above-described embodiment.
하기에서는 초고주파수 대역으로 수백 GHz 단위의 sub-THz 및 THz 대역에 기초하여 통신을 수행하는 경우, RIS에 기초하여 통신을 수행하는 방법에 대해 서술한다. 여기서, 기존 통신 시스템(e.g. 5G)의 주파수(e.g. mmWave 이하의 주파수) 대역 동작과는 상이하게 초고주파 대역에서는 전파 환경에 대한 영향이 극대화될 수 있다. 구체적인 일 예로, sub-THz 및 THz 대역에서는 기존 주파수와 상이하게 먼지 등으로 인한 감쇄, 금속 표면의 거칠기에 의한 감쇄량 변화 및 온도 등으로 인한 특성 불안정성 등을 고려할 필요성이 있다. 또한, 초고주파 대역의 새로운 통신 시스템에서는 매질에 따른 전파 특성 및 기후 환경에 따른 전파 특성의 차이 변동이 커질 것으로 예상되어 이를 고려한 통신 시스템이 필요할 수 있다. In the following, a method of performing communication based on RIS will be described when communication is performed based on sub-THz and THz bands of hundreds of GHz in ultra-high frequency bands. Here, unlike the frequency (e.g. frequencies below mmWave) band operation of existing communication systems (e.g. 5G), the impact on the radio wave environment can be maximized in the ultra-high frequency band. As a specific example, in the sub-THz and THz bands, there is a need to consider attenuation due to dust, etc., changes in attenuation due to the roughness of the metal surface, and characteristic instability due to temperature, etc., unlike existing frequencies. In addition, in a new communication system in the ultra-high frequency band, the difference in radio wave characteristics depending on the medium and the climatic environment is expected to increase, so a communication system that takes this into account may be needed.
여기서, 새로운 통신 시스템에서는 기존 전파 환경 채널에 필요한 데이터 베이스와 상이하게 수 많은 매질과 전파의 투과/반사/굴절/산란/회절 등의 다양한 정보 및 기후 환경에 따른 영향성이 높을 수 있다. 따라서, 새로운 통신 시스템에서는 빅데이터 및 AI를 활용하는 시스템이 필요할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 하기에서는 상술한 바에 기초하여 RIS 기반 동작 방법에 대해 서술한다.Here, in the new communication system, the influence of various information such as transmission/reflection/refraction/scattering/diffraction of radio waves and transmission/reflection/refraction/scattering/diffraction of radio waves through numerous media and the climate environment may be highly influential, unlike the database required for existing radio wave environment channels. Therefore, new communication systems may require systems that utilize big data and AI, as described above. In the following, the RIS-based operation method is described based on the above.
도 16 내지 도 18은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 RIS에 기초하여 빔을 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.16 to 18 are diagrams showing a method of controlling a beam based on RIS in an indoor environment applicable to the present disclosure.
도 16을 참조하면, RIS(1620, 1640)는 실내 환경에서 빔을 제어하여 기지국(1610)으로부터 수신한 신호를 적어도 하나 이상의 단말들(1630-1, 1630-2, 1630-3, 1630-4)로 전달할 수 있다. 여기서, RIS(1620, 1640)는 실내 공간에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다. 제1 RIS(1620)은 실내 공간 내의 적어도 하나 이상의 단말들(1630-1, 1630-2, 1630-3, 1630-4)로 신호를 전달할 수 있다. 여기서, 제1 RIS(1620)를 위해 상술한 센서 정보, 위치 정보, 네트워크 정보 및 빅데이터 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 동작 모드가 결정될 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 RIS(1620)를 위해 센서 정보로 실내 LoS 환경 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 제1 RIS(1620)는 제2 RIS(1640)의 위치 정보 및 개별 단말들의 위치 정보를 확인할 수 있다. 또한, 제1 RIS(1620)를 위해 네트워크 정보로 별도 협력 통신 없이 RIS를 통해 개별 전송인지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 제1 RIS(1620)를 위해 빅데이터 기반 정보로 개별 사용자의 이동 패턴 및 단말 주변 환경 이벤트 정보가 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 제1 RIS(1620)는 상술한 정보에 기초하여 동작 모드를 결정할 수 있다. 구체적인 일 예로, 제2 RIS(1640)는 유리에 설치되어 기지국(1610) 신호를 전달하는 RIS일 수 있으며, 제2 RIS(1640)를 위해서도 도 9의 정보들이 고려될 수 있다. 여기서, 제2 RIS(1640)는 유리에 설치되어 신호를 통과시키는 RIS로 동작 모드가 투과 증폭 모드로 설정될 수 있다. 즉, 송신단(1610)으로부터 전달된 신호는 제2 RIS(1620)를 투과하여 신호가 증폭되어 제1 RIS(1640)로 전달될 수 있다. 그 후, 제1 RIS(1640)는 동작 모드로 반사, 굴절, 차단 및 다중화 모드 중 적어도 어느 하나로 동작할 수 있으며, 실내 환경에서 적어도 하나 이상의 단말들(1630-1, 1630-2, 1630-3, 1630-4)로 신호를 전달할 수 있다.Referring to FIG. 16, the RISs 1620 and 1640 control beams in an indoor environment to transmit signals received from the base station 1610 to at least one terminal 1630-1, 1630-2, 1630-3, and 1630-4. ) can be transmitted. Here, at least one RIS (1620, 1640) may be installed in an indoor space. The first RIS (1620) can transmit signals to at least one terminal (1630-1, 1630-2, 1630-3, 1630-4) in an indoor space. Here, the operation mode may be determined for the first RIS 1620 based on at least one of the sensor information, location information, network information, and big data information described above. More specifically, the presence of an indoor LoS environment can be sensed using sensor information for the first RIS (1620). Additionally, the first RIS (1620) can check the location information of the second RIS (1640) and the location information of individual terminals. Additionally, for the first RIS 1620, it can be confirmed whether individual transmission is performed through RIS without separate cooperative communication using network information. Additionally, individual users' movement patterns and terminal environment event information may be provided as big data-based information for the first RIS (1620). However, it is not limited to this. Here, the first RIS 1620 may determine the operation mode based on the above-described information. As a specific example, the second RIS 1640 may be a RIS installed on glass to transmit a signal to the base station 1610, and the information in FIG. 9 may also be considered for the second RIS 1640. Here, the second RIS (1640) is a RIS that is installed on glass and allows signals to pass through, and its operating mode may be set to a transmission amplification mode. That is, the signal transmitted from the transmitting end 1610 may pass through the second RIS (1620), be amplified, and then be transmitted to the first RIS (1640). Thereafter, the first RIS (1640) may operate in at least one of reflection, refraction, blocking, and multiplexing modes as an operation mode, and operates at least one terminal (1630-1, 1630-2, 1630-3) in an indoor environment. , 1630-4), the signal can be transmitted.
실내 환경에서는 sub-THz 및 THz 전파의 감쇄 환경에 따른 적응형 빔 제어가 필요할 수 있다. 구체적으로, 송신단(Tx), 수신단(Rx) 및 RIS 중 적어도 어느 하나에 기초하여 최적의 빔 제어가 필요할 수 있다. 또한, RIS에 기초하여 실내 공간 상에서의 넓이 및 높이에 따른 최대 전파 도달 거리를 고려하여 최적의 빔 제어가 필요할 수 있으며, 이에 대해서 후술한다. 또한, 일 예로, 실내 공간에서 실내 구성 매질의 흡수율 정보, 매질의 투과로 인한 감쇄량 정보, 실내 습도 및 공기 질 상태에 따른 대기 감쇄 정보 및 그 밖의 실내 공간 내의 매질 관련 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 고려하여 빔이 제어될 수 있다. 일 예로, 실내 구성 매질의 반사율/굴절율 정보, 실내 무선기기 위치 정보, 사용 주파수 정보, 실내의 인구 밀도 정보, 유동성 정보 및 매질 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 빔이 제어될 수 있으며, 이와 관련해서는 후술한다. 또한, 일 예로, 실내 환경에서 실내 온도에 따른 RIS 장치 성능 변화 보정(calibration) 정보에 기초하여 빔이 제어될 수 있으며, 이와 관련하여 후술한다.In indoor environments, adaptive beam control may be necessary depending on the attenuation environment of sub-THz and THz radio waves. Specifically, optimal beam control may be required based on at least one of the transmitting end (Tx), receiving end (Rx), and RIS. In addition, based on RIS, optimal beam control may be necessary considering the maximum radio wave arrival distance according to the width and height in the indoor space, which will be described later. In addition, as an example, at least one of information on the absorption rate of the indoor media in the indoor space, information on the attenuation due to the transmission of the medium, atmospheric attenuation information according to indoor humidity and air quality, and other information related to the medium in the indoor space is provided. The beam can be controlled taking into account For example, the beam may be controlled based on at least one of reflectance/refractive index information of the indoor composition medium, indoor wireless device location information, usage frequency information, indoor population density information, fluidity information, and medium information, and in this regard, This will be described later. Additionally, as an example, the beam may be controlled based on calibration information for changes in RIS device performance depending on indoor temperature in an indoor environment, which will be described later.
일 예로, 도 17을 참조하면, RIS에 기초하여 실내 환경에서 채널 환경 설정 동작을 수행할 수 있다.(S1710) 이때, 실내 환경에서 전파 감쇄 변수를 고려하여 채널 환경을 설정할 수 있다.(S1720) 여기서, 전파 감쇄 변수는 실내 환경 정보로서 상술한 도 9의 정보가 고려될 수 있다. 구체적인 일 예로, 높은 주파수 대역에서는 전파 감쇄가 클 수 있어 전파 감쇄 변수로서 실내 환경 정보를 고려할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다.As an example, referring to FIG. 17, a channel environment setting operation can be performed in an indoor environment based on RIS (S1710). At this time, the channel environment can be set considering the radio wave attenuation variable in the indoor environment (S1720). Here, the information in FIG. 9 described above can be considered as indoor environment information as the radio wave attenuation variable. As a specific example, radio wave attenuation may be large in a high frequency band, so indoor environmental information can be considered as a radio wave attenuation variable, and is not limited to a specific embodiment.
다음으로, 채널 및 경로 최적화를 수행할 수 있다.(S1730) 여기서, 채널 및 경로 최적화는 실내 매질 정보 및 RIS 최적화에 기초하여 수행될 수 있다. 일 예로, 외부 기지국으로부터 RIS에 대한 빔포밍이 결정되고, 실내 환경에 위치하는 적어도 하나 이상의 단말들을 고려하여 RIS에 대한 최적화를 통해 채널 및 경로 최적화가 수행될 수 있다. 그 후, LoS 및 NLoS를 고려하여 최적화를 수행하고(S1740), 실내외 무선 링크를 설정하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.(S1750) 즉, 실내 환경에서 전파 감쇄 변수 및 채널과 경로 최적화를 고려하여 RIS를 최적화하고, 데이터 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 일 예로, 도 17는 단일 사용자 환경에서의 동작일 수 있으며, 도 18은 다중 사용자 환경에서의 동작일 수 있다.Next, channel and path optimization can be performed (S1730). Here, channel and path optimization can be performed based on indoor medium information and RIS optimization. For example, beamforming for the RIS may be determined from an external base station, and channel and path optimization may be performed through optimization for the RIS in consideration of at least one terminal located in an indoor environment. Afterwards, optimization is performed considering LoS and NLoS (S1740), and data communication can be performed by setting up an indoor and outdoor wireless link (S1750). That is, by considering radio wave attenuation variables and channel and path optimization in an indoor environment. RIS can be optimized and data communication can be performed. Here, as an example, Figure 17 may be an operation in a single-user environment, and Figure 18 may be an operation in a multi-user environment.
도 18을 참조하면, RIS에 기초하여 실내 환경에서 채널 환경 설정 동작을 수행할 수 있다.(S1810) 이때, 실내 환경에서 전파 감쇄 변수를 고려하여 채널 환경을 설정할 수 있다.(S1820) 여기서, 전파 감쇄 변수는 실내 환경 정보로서 상술한 도 9의 정보가 고려될 수 있다. 구체적인 일 예로, 높은 주파수 대역에서는 전파 감쇄가 클 수 있어 전파 감쇄 변수로서 실내 환경 정보를 고려할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다.Referring to FIG. 18, a channel environment setting operation can be performed in an indoor environment based on RIS. (S1810) At this time, the channel environment can be set considering the radio wave attenuation variable in the indoor environment. (S1820) Here, the radio wave attenuation variable can be set. The information in FIG. 9 described above can be considered as indoor environment information as the attenuation variable. As a specific example, radio wave attenuation may be large in a high frequency band, so indoor environmental information can be considered as a radio wave attenuation variable, and is not limited to a specific embodiment.
다음으로, 채널 및 경로 최적화를 수행할 수 있다.(S1830) 여기서, 채널 및 경로 최적화는 실내 매질 정보 및 RIS 최적화에 기초하여 수행될 수 있다. 또한, 일 예로, 도 18에서는 다중 사용자 환경을 고려할 수 있다. 즉, 실내 환경에서 RIS에 기초하여 통신을 수행하는 단말(또는 사용자)가 복수인 경우를 고려할 수 있으며, 다중 사용자의 위치 및 채널 정보에 기초하여 최적화가 수행될 수 있다. 일 예로, 외부 기지국으로부터 RIS에 대한 빔포밍이 결정되고, 실내 환경에 위치하는 복수의 단말들을 고려하여 RIS에 대한 최적화를 통해 채널 및 경로 최적화가 수행될 수 있다. 그 후, LoS 및 NloS를 고려하여 최적화를 수행하고(S1840), 실내외 무선 링크를 설정하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.(S1850) 즉, 실내 환경에서 전파 감쇄 변수 및 채널과 경로 최적화를 고려하여 RIS를 최적화하고, 데이터 통신을 수행할 수 있다.Next, channel and path optimization can be performed (S1830). Here, channel and path optimization can be performed based on indoor medium information and RIS optimization. Additionally, as an example, a multi-user environment can be considered in Figure 18. That is, a case where there are multiple terminals (or users) that communicate based on RIS in an indoor environment can be considered, and optimization can be performed based on the location and channel information of multiple users. For example, beamforming for the RIS may be determined from an external base station, and channel and path optimization may be performed through optimization for the RIS considering a plurality of terminals located in an indoor environment. Afterwards, optimization is performed considering LoS and NloS (S1840), and data communication can be performed by setting up an indoor and outdoor wireless link (S1850). That is, by considering radio wave attenuation variables and channel and path optimization in the indoor environment. RIS can be optimized and data communication can be performed.
도 19는 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. Figure 19 is a diagram showing a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure.
도 19를 참조하면, 송신단(1910)은 RIS(1920)으로 신호를 전달하고, RIS(1920)는 신호를 단말들(1930-1, 1930-2, 1930-3)에게 전달할 수 있다. 여기서, 일 예로, RIS(1920)에 대한 환경 및 네트워크 정보가 결정될 수 있다. 일 예로, 환경 및 네트워크 정보로 빌트인 정보로 RIS(1920)가 설치된 위치 정보를 포함할 수 있다. 구체적인 일 예로, RIS(1920)가 실내 벽면에 설치될 수 있다. 여기서, 위치 정보는 실내의 RIS(1920) 위치 정보와 개별 단말의 위치 추정 정보를 포함할 수 있으며, 이를 통해 신호 전달을 위한 경로 맵 정보를 생성할 수 있다. 또한, 센서 정보는 실내 구조물 및 환경 매질 정보를 확인하고, 단말들(1930-1, 1930-2, 1930-3)의 위치에서의 환경 정보를 포함할 수 있다. 또한, 일 예로, 빅데이터 정보는 단말들(1930-1, 1930-2, 1930-3) 각각에 대한 이동 패턴 정보 및 그 밖의 정보일 수 있다. RIS(1920)는 제어부를 포함할 수 있으며, 상술한 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 단말들(1930-1, 1930-2, 1930-3) 각각에 대한 전력을 할당할 수 있다. 구체적인 일 예로, RIS(1920)는 LoS가 확보된 단말들에 대한 전력 분배를 할당할 수 있다. 또한, LoS 환경에서 위치 정보, RIS 송신 전력 및 수신기의 SNR(signal noise ratio) 정보를 통해 전파 도달 거리를 추정할 수 있다. 여기서, 신호 전달이 어려운 경우, RIS(1920)는 협력 네트워크로 주변의 다른 장치에 기초하여 신호를 전달할 수 있다. 또한, RIS(1920)는 상술한 정보에 기초하여 동작 모드를 결정할 수 있다.Referring to FIG. 19, the transmitting
또한, 일 예로, RIS(1920)의 빌트인 정보로서 설치 정보에 기초하여 송신단(1910)과 RIS(1920) 사이의 기 설정된 빔이 설정될 수 있다. 구체적으로, RIS(1920)가 실내 공간에서 설치된 공간 및 높이를 확인하여 전파 도달 거리를 추정할 수 있으며, 이에 기초하여 단말들(1930-1, 1930-2, 1930-3) 각각에 전력을 할당하여 분배할 수 있다. 또한, 일 예로, 상술한 정보들에 기초하여 RIS(1920)가 사용하는 빔들에 대한 인덱스가 설정될 수 있다. 구체적인 일 예로, RIS(1920)가 설치된 위치를 기준으로 실내 공간 내의 방향을 고려하여 빔 인덱스들이 설정될 수 있으나, 특정 실시예로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Additionally, as an example, a preset beam between the
도 20 내지 도 22는 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 20을 참조하면, 송신단(2010)은 실내 공간을 고려하여 적어도 하나 이상의 RIS(2020-1, 2020-2, 2020-3)로 신호를 전달하여 적어도 하나 이상의 단말들(2030-1, 2030-2, 2030-3)에게 신호를 전달할 수 있다. 여기서, RIS(2020-1, 2020-2, 2020-3)들에 대한 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 경로 최적화가 수행될 수 있다. 즉, RIS(2020-1, 2020-2, 2020-3)들에 대한 환경 및 네트워크 정보로서 빌트인 정보, 센서 정보, 위치 정보, 네트워크 정보 및 빅데이터 정보를 활용하여 경로 최적화가 수행될 수 있다. 또 다른 일 예로, 실내 공간은 각 층별로 분리되어 있어 각 층마다 RIS가 설치되어 각 층별로 단말들에게 신호를 전달할 수 있다.20 to 22 are diagrams showing a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 20, the transmitting terminal 2010 transmits a signal to at least one RIS (2020-1, 2020-2, 2020-3) in consideration of indoor space to transmit a signal to at least one terminal (2030-1, 2030-3). 2, 2030-3) can transmit the signal. Here, path optimization can be performed based on environment and network information about RISs (2020-1, 2020-2, 2020-3). In other words, route optimization can be performed using built-in information, sensor information, location information, network information, and big data information as environment and network information for RIS (2020-1, 2020-2, 2020-3). As another example, the indoor space is separated for each floor, so RIS is installed on each floor to transmit signals to terminals on each floor.
또 다른 일 예로, 도 21을 참조하면, 오픈된 실내로서 각 층별로 LoS 환경이 보장되는 경우에는 RIS(2120)가 실내에 설치되어 각 층별로 신호를 전달할 수 있다. 또 다른 일 예로, 도 22를 참조하면, RIS(2220)는 외부에 설치되어 송신단(2210)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 외부에 설치된 RIS(2220)는 적어도 하나 이상의 내부 송신 RIS(2230-1, 2230-2, 2230-3)들과 연결될 수 있으며, 내부 송신 RIS(2230-1, 2230-2, 2230-3)들 각각은 외부에 설치된 RIS(2220)로부터 신호를 전달 받을 수 있다. 그 후, 내부 송신 RIS(2230-1, 2230-2, 2230-3)들은 LoS가 보장되는 단말들에게 신호를 전달할 수 있다. 여기서, 일 예로, 외부에 설치된 RIS(2220) 및 적어도 하나 이상의 내부 송신 RIS(2230-1, 2230-2, 2230-3)들에 대한 식별 정보가 부여될 수 있으며, 식별 정보에 기초하여 단말들에게 신호가 전달될 수 있다. As another example, referring to FIG. 21, when the LoS environment is guaranteed for each floor in an open interior, the RIS 2120 can be installed indoors and transmit signals to each floor. As another example, referring to FIG. 22, the
도 23은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 23(a)를 참조하면, 송신단(2310-1)은 RIS(2320-1)로 신호를 전달하고, RIS(2320-1)는 단말들(2330-1, 2330-2)에게 송신단(2310-1) 신호를 전달할 수 있다. 일 예로, RIS(2320-1)는 실내에 초기 설치되어 고정될 수 있으며, 송신단(2310-1)도 동일할 수 있다. 즉, RIS(2320-1)로 신호를 전송하는 송신단 (2310-1)은 고정될 수 있으며, 송신단(2310-1)과 RIS(2320-1) 사이의 빔이 고정될 수 있다. 여기서, 실내 공간 내의 단말들(2330-1, 2330-2)은 이동될 수 있으며, RIS(2320-1)는 고정된 빔에 기초하여 송신단(2310-1)으로부터 신호를 수신하고, 실내 공간 내의 단말들(2330-1, 2330-2)의 이동성에 기초하여 빔을 가변하여 구성할 수 있다. 여기서, 실내 공간 내의 단말들(2330-1, 2330-2)은 RIS(2320-1)에 등록되거나 연결될 수 있다. 일 예로, 실내 공간 내의 단말들(2330-1, 2330-2)은 실내 공간에 진입하면 RIS(2320-1)로 접속을 수행하여 연결될 수 있다. 그 후, 송신단(2310-1)으로부터 수신할 신호가 발생하면 RIS(2320-1)를 통해 신호를 수신할 수 있다.FIG. 23 is a diagram illustrating a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 23(a), the transmitting terminal 2310-1 transmits a signal to the RIS 2320-1, and the RIS 2320-1 transmits a signal to the terminals 2330-1 and 2330-2. -1) Signals can be transmitted. For example, the RIS (2320-1) may be initially installed and fixed indoors, and the transmitter (2310-1) may also be the same. That is, the transmitter 2310-1 that transmits a signal to the RIS 2320-1 can be fixed, and the beam between the transmitter 2310-1 and the RIS 2320-1 can be fixed. Here, the terminals 2330-1 and 2330-2 within the indoor space can move, and the RIS 2320-1 receives a signal from the transmitter 2310-1 based on a fixed beam, and the terminals 2330-1 and 2330-2 within the indoor space can move. The beam can be configured to vary based on the mobility of the terminals 2330-1 and 2330-2. Here, terminals 2330-1 and 2330-2 within the indoor space may be registered or connected to the RIS 2320-1. For example, when terminals 2330-1 and 2330-2 in an indoor space enter the indoor space, they can connect to the RIS 2320-1. Afterwards, when a signal to be received is generated from the transmitter 2310-1, the signal can be received through the RIS 2320-1.
또 다른 일 예로, 도 23(b)를 참조하면, 송신단(2310-2)은 RIS(2320-2)로 신호를 전달하고, RIS(2320-2)는 단말(2330-3)에게 송신단(2310-2) 신호를 전달할 수 있다. 일 예로, RIS(2320-2)는 실내에 초기 설치되어 고정될 수 있으나, 송신단(2310-2)은 변경될 수 있다. 보다 상세하게는, 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 송신단(2310-2)과 RIS(2320-2) 사이의 매질이나 기후 환경에 기초하여 신호 전송이 원활하지 않을 수 있다. 이때, RIS(2320-2)로 신호를 전달하는 송신단(2310-3)이 변경될 수 있으며, RIS(2320-2)로 전달되는 빔도 변경될 수 있다. 즉, RIS(2320-1)로 신호를 전송하는 송신단(2310-2)이 가변될 수 있으며, 송신단(2310-2)과 RIS(232021) 사이의 빔이 가변될 수 있다. 여기서, 실내 공간 내의 단말(2330-3)은 이동될 수 있으며, RIS(2320-2)는 결정된 빔에 기초하여 송신단(2310-3)으로부터 신호를 수신하고, 실내 공간 내의 단말(2330-3)의 이동성에 기초하여 빔을 가변하여 구성할 수 있다. 여기서, 실내 공간 내의 단말(2330-3)은 RIS(2320-2)에 등록되거나 연결될 수 있다. 일 예로, 실내 공간 내의 단말(2330-3)은 실내 공간에 진입하면 RIS(2320-2)로 접속을 수행하여 연결될 수 있다. 그 후, 송신단(2310-3)으로부터 수신할 신호가 발생하면 RIS(2320-2)를 통해 신호를 수신할 수 있다.As another example, referring to FIG. 23(b), the transmitting terminal 2310-2 transmits a signal to the RIS 2320-2, and the RIS 2320-2 transmits a signal to the terminal 2330-3. -2) Signals can be transmitted. For example, the RIS (2320-2) may be initially installed and fixed indoors, but the transmitting end (2310-2) may be changed. More specifically, signal transmission may not be smooth based on the medium or climate environment between the transmitter 2310-2 and the RIS 2320-2 based on environmental and network information. At this time, the transmitter 2310-3 that transmits the signal to the RIS (2320-2) may be changed, and the beam transmitted to the RIS (2320-2) may also be changed. That is, the transmitter 2310-2 that transmits a signal to the RIS 2320-1 can be changed, and the beam between the transmitter 2310-2 and the RIS 232021 can be changed. Here, the terminal 2330-3 in the indoor space can move, the RIS 2320-2 receives a signal from the transmitter 2310-3 based on the determined beam, and the terminal 2330-3 in the indoor space can move. The beam can be configured to vary based on its mobility. Here, the terminal 2330-3 in the indoor space may be registered or connected to the RIS 2320-2. For example, when the terminal 2330-3 in an indoor space enters the indoor space, it can connect to the RIS 2320-2. Afterwards, when a signal to be received is generated from the transmitter 2310-3, the signal can be received through the RIS 2320-2.
도 24은 본 개시에 적용 가능한 실내 환경에서 빔 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 24(a)를 참조하면, RIS(2420-1)는 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 빔을 설정할 수 있다. 여기서, 환경 및 네트워크 정보로 실내 공간 특징 정보가 도출될 수 있다. 일 예로, 도 24(a)에서는 실내 공간이 낮고 넓게 형성될 수 있으며, 이에 대한 정보가 환경 및 네트워크 정보로 획득될 수 있다. 이때, RIS(2420-1)는 수평한 빔을 형성하여 실내 공간에 맞게 신호를 전달할 수 있다. 반면, 도 24(b)에서는 실내 공간이 높고 좁게 형성될 수 있다. 이때, RIS(2420-2)는 환경 및 네트워크 정보에 기초하여 수직 빔을 형성하여 실내 공간에 맞게 신호를 전달할 수 있다.Figure 24 is a diagram showing a method of performing beam control in an indoor environment applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 24(a), the RIS 2420-1 can set a beam based on environment and network information. Here, indoor space feature information can be derived from environment and network information. For example, in Figure 24(a), the indoor space can be formed low and wide, and information about this can be obtained as environment and network information. At this time, the RIS (2420-1) can form a horizontal beam and transmit signals suited to the indoor space. On the other hand, in Figure 24(b), the indoor space may be formed high and narrow. At this time, the RIS (2420-2) can form a vertical beam based on environment and network information to deliver signals suited to the indoor space.
도 25는 본 개시에 적용 가능한 AI에 기초하여 빔을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 25를 참조하면, 송신단(또는 기지국, 2510)은 RIS(2520)를 통해 단말(2530)로 신호를 전송할 수 있다. 여기서, RIS(2520)에 AI가 구비될 수 있으며, AI에 기초하여 빔 및 경로에 대한 최적화가 수행될 수 있다. Figure 25 is a diagram showing a method of forming a beam based on AI applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 25, the transmitting end (or base station, 2510) may transmit a signal to the terminal 2530 through the
보다 상세하게는, RIS(2520)가 턴온되면 송신단(2510)과 RIS(2520) 사이의 채널 정보 및 환경 정보가 센싱될 수 있다. 일 예로, RIS(2520)가 턴온되면 환경 및 네트워크 정보가 결정될 수 있으며, 이에 기초하여 송신단(2510)과 RIS(2520) 사이의 빔 및 경로가 최적화될 수 있다. 일 예로, 송신단(2510)과 RIS(2520) 사이의 빔이 직접 결정되거나 협력 네트워크에 기초하여 다른 장치들을 통해 신호가 전달될 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 또한, RIS(2520)와 단말(2530) 사이의 채널 정보 및 환경 정보가 센싱될 수 있다. 일 예로, RIS(2520)가 턴온되면 환경 및 네트워크 정보가 결정될 수 있으며, 이에 기초하여 RIS(2520)와 단말(2530) 사이의 빔 및 경로가 최적화 될 수 있다. 단말(2530)과 RIS(2520) 사이의 LoS가 보장되는 경우, RIS(2520)는 단말 위치 정보에 기초하여 단말(2530)에게 빔을 설정할 수 있다. 반면, LoS가 보장되지 않는 경우, RIS(2530)는 협력 네트워크를 통해 단말에게 신호를 전달할 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 여기서, 환경 정보 및 네트워크 정보에 기초하여 빔 및 경로 최적화가 수행될 필요성이 있다. 다만, 환경 정보 및 네트워크 정보는 방대할 수 있으며, 이를 고려하여 최적의 빔과 경로를 생성하는 것은 한계가 존재할 수 있다. 상술한 점을 고려하여 AI를 활용하여 빔과 경로 최적화가 수행될 수 있다. 여기서, AI는 RIS(2520)와 결합되는 형태일 수 있다. 일 예로, RIS(2520)가 송신단(2510)과 단말(2530) 사이의 신호를 중계하므로 AI는 RIS(2520)에 위치할 필요성이 있으며, 환경 및 네트워크 정보를 획득하여 빔과 경로 최적화를 수행할 수 있다. 그 후, RIS(2520)는 최적화된 정보를 송신단(2510)과 단말(2530)에게 각각 전달할 수 있다. 송신단(2510)은 RIS(2520)로부터 수신한 정보에 기초하여 RIS(2520)로 전송할 빔을 결정하거나 협력 네트워크 경로를 결정할 수 있다. 또한, RIS(2520)도 단말(2530)로 최적화 정보를 전달하고, 이에 기초하여 단말(2530)로 전송할 빔 또는 협력 네트워크 경로를 결정할 수 있다.More specifically, when the
도 26는 본 개시에 적용 가능한 AI에 기초하여 빔을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 26를 참조하면, 송신단(또는 기지국, 2610)은 RIS(2620)를 통해 단말(2630)로 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 송신단(2610)에 AI가 구비될 수 있으며, AI에 기초하여 빔 및 경로에 대한 최적화가 수행될 수 있다. Figure 26 is a diagram showing a method of forming a beam based on AI applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 26, the transmitting end (or base station, 2610) may transmit a signal to the terminal 2630 through the
보다 상세하게는, RIS(2620)가 턴온되면 송신단(2610)과 RIS(2620) 사이의 채널 정보 및 환경 정보가 센싱될 수 있다. 일 예로, RIS(2620)가 턴온되면 환경 및 네트워크 정보가 결정될 수 있으며, 이에 기초하여 송신단(2610)과 RIS(2620) 사이의 빔 및 경로가 최적화될 수 있다. 일 예로, 송신단(2610)과 RIS(2620) 사이의 빔이 직접 결정되거나 협력 네트워크에 기초하여 다른 장치들을 통해 신호가 전달될 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 또한, RIS(2620)와 단말(2630) 사이의 채널 정보 및 환경 정보가 센싱될 수 있다. 일 예로, RIS(2620)가 턴온되면 환경 및 네트워크 정보가 결정될 수 있으며, 이에 기초하여 RIS(2620)와 단말(2630) 사이의 빔 및 경로가 최적화 될 수 있다. 단말(2630)과 RIS(2620) 사이의 LoS가 보장되는 경우, RIS(2620)는 단말 위치 정보에 기초하여 단말(2630)에게 빔을 설정할 수 있다. 반면, LoS가 보장되지 않는 경우, RIS(2630)는 협력 네트워크를 통해 단말에게 신호를 전달할 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 여기서, 환경 정보 및 네트워크 정보에 기초하여 빔 및 경로 최적화가 수행될 필요성이 있다. 다만, 환경 정보 및 네트워크 정보는 방대할 수 있으며, 이를 고려하여 최적의 빔과 경로를 생성하는 것은 한계가 존재할 수 있다. 상술한 점을 고려하여 AI를 활용하여 빔과 경로 최적화가 수행될 수 있다. 여기서, AI는 송신단(2610)과 결합된 형태이고, RIS(2620)로부터 센싱되는 정보를 전달 받을 수 있다. 일 예로, AI의 동작이나 전력 소모를 고려하여 AI는 송신단(2610)에 위치할 수 있다. 즉, RIS(2620)는 직접 센싱한 정보 및 단말(2630)로부터 획득한 정보 중 적어도 어느 하나를 송신단(2610)으로 전송할 수 있다. 즉, 송신단(2610)에서 환경 및 네트워크 정보를 획득하여 AI를 통해 빔과 경로 최적화를 수행할 수 있다. 그 후, 송신단(2610)은 최적화된 정보를 RIS(2620)로 전달할 수 있다. 송신단(2610)은 최적화 정보에 기초하여 RIS(2620)로 전송할 빔을 결정하거나 협력 네트워크 경로를 결정할 수 있다. 또한, 송신단(2610)은 최적화에 기초하여 RIS(2620)에서 단말(2630)로 전송할 빔 또는 협력 네트워크 경로를 결정할 수 있다. 그 후, 송신단(2610)은 해당 정보를 RIS(2620)로 전달하고, RIS(2620)는 단말(2630)과 초기 접속을 수행여 빔 또는 최적 경로를 생성할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.More specifically, when the
도 27는 본 개시에 적용 가능한 AI에 기초하여 빔을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 27를 참조하면, 송신단(또는 기지국, 2710)은 RIS(2720)를 통해 단말(2730)로 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 단말(2730)에 AI가 구비될 수 있으며, AI에 기초하여 빔 및 경로에 대한 최적화가 수행될 수 있다. Figure 27 is a diagram showing a method of forming a beam based on AI applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 27, the transmitting end (or base station, 2710) may transmit a signal to the terminal 2730 through the
보다 상세하게는, RIS(2720)가 턴온되면 송신단(2710)과 RIS(2720) 사이의 채널 정보 및 환경 정보가 센싱될 수 있다. 일 예로, RIS(2720)가 턴온되면 환경 및 네트워크 정보가 결정될 수 있으며, 이에 기초하여 송신단(2710)과 RIS(2720) 사이의 빔 및 경로가 최적화될 수 있다. 일 예로, 송신단(2710)과 RIS(2720) 사이의 빔이 직접 결정되거나 협력 네트워크에 기초하여 다른 장치들을 통해 신호가 전달될 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 또한, RIS(2720)와 단말(2730) 사이의 채널 정보 및 환경 정보가 센싱될 수 있다. 일 예로, RIS(2720)가 턴온되면 환경 및 네트워크 정보가 결정될 수 있으며, 이에 기초하여 RIS(2720)와 단말(2730) 사이의 빔 및 경로가 최적화 될 수 있다. 단말(2730)과 RIS(2720) 사이의 LoS가 보장되는 경우, RIS(2720)는 단말 위치 정보에 기초하여 단말(2730)에게 빔을 설정할 수 있다. 반면, LoS가 보장되지 않는 경우, RIS(2730)는 협력 네트워크를 통해 단말에게 신호를 전달할 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 여기서, 환경 정보 및 네트워크 정보에 기초하여 빔 및 경로 최적화가 수행될 필요성이 있다. 다만, 환경 정보 및 네트워크 정보는 방대할 수 있으며, 이를 고려하여 최적의 빔과 경로를 생성하는 것은 한계가 존재할 수 있다. 상술한 점을 고려하여 AI를 활용하여 빔과 경로 최적화가 수행될 수 있다. 여기서, AI는 단말(2730)과 결합된 형태이고, RIS(2720)로부터 센싱되는 정보를 전달 받을 수 있다. 또한, RIS(2720)는 송신단(2710)의 채널 정보 및 환경 정보도 단말(2730)로 전달할 수 있다. 즉, RIS(2720)는 직접 센싱한 정보 및 송신단(2710)로부터 획득한 정보 중 적어도 어느 하나를 단말(2730)으로 전송할 수 있다. 즉, 단말(2730)에서 환경 및 네트워크 정보를 획득하여 AI를 통해 빔과 경로 최적화를 수행할 수 있다. 그 후, 단말(2730)은 최적화된 정보를 RIS(2720)로 전달하고, RIS(2720)는 최적화 정보를 송신단(2710)으로 전달할 수 있다. 송신단(2710)은 최적화 정보에 기초하여 RIS(2720)로 전송할 빔을 결정하거나 협력 네트워크 경로를 결정할 수 있다. 또한, 송신단(2710)은 최적화에 기초하여 RIS(2720)에서 단말(2730)로 전송할 빔 또는 협력 네트워크 경로를 결정할 수 있다. 그 후, RIS(2720)는 단말(2730)과 초기 접속을 수행여 빔 또는 최적 경로를 생성할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.More specifically, when the
도 28는 본 개시에 적용 가능한 AI에 기초하여 빔을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 28를 참조하면, 송신단(또는 기지국, 2810)은 RIS(2820)를 통해 단말(2830)로 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 송신단(2810)에 AI가 구비될 수 있으며, AI에 기초하여 빔 및 경로에 대한 최적화가 수행될 수 있다. Figure 28 is a diagram showing a method of forming a beam based on AI applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 28, the transmitting end (or base station, 2810) may transmit a signal to the terminal 2830 through the
보다 상세하게는, RIS(2820)가 턴온되면 송신단(2810)과 RIS(2820) 사이 및 RIS(2820)와 단말(2830) 사이에 연결이 수행될 수 있다. 즉, 송신단(2810)은 RIS(2820)로 신호 전달을 위한 빔 또는 협력 네트워크를 구축할 수 있다. 단말(2830)과 RIS(2820) 사이의 LoS가 보장되는 경우, RIS(2820)는 단말 위치 정보에 기초하여 단말(2830)에게 빔을 설정할 수 있다. 반면, LoS가 보장되지 않는 경우, RIS(2830)는 협력 네트워크를 통해 단말에게 신호를 전달할 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 여기서, 송신단(2810)은 AI에 기초하여 환경 및 네트워크 정보를 획득하고, 빔 또는 경로 최적화를 수행할 수 있다. 이를 위해, 송신단(2810)은 참조신호를 RIS(2820)로 전달하고, RIS(2820)는 해당 참조신호를 단말(2830)에 전달할 수 있다. 그 후, RIS(2820)와 단말(2830) 각각에서 참조신호에 기초하여 채널측정이 수행될 수 있다. 그 후, 단말(2830)은 측정된 채널 정보를 RIS(2820)로 피드백할 수 있다. 또한, RIS(2820)는 단말(2830)로부터 수신한 정보 및 RIS(2820)에서 직접 측정한 정보를 송신단(2810)으로 전달할 수 있다. 그 후, 송신단(2810) AI에 기초하여 트레이닝을 수행할 수 있다. 여기서, 송신단(2810)은 트레이닝에 기초하여 빔 또는 경로 최적화의 변경 여부를 결정할 수 있다. 상술한 바에 기초하여 빔 또는 경로 최적화가 기 설정된 주기 또는 이벤트 트리거링에 기초한 비주기 방식으로 수행될 수 있다. More specifically, when the
도 29는 본 개시에 적용 가능한 RIS 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 29를 참조하면, RIS가 턴온되면 기지국과 연결될 수 있다.(S2910) 그 후, 기지국과 RIS 사이의 빔포밍이 확인될 수 있다.(S2920) 또한, 일 예로, 기지국과 RIS 사이의 최적 경로가 협력 네트워크에 기초하여 결정될 수 있다. 그 후, RIS는 채널 정보 및 환경 정보 센싱에 기초하여 AI로 최적화 값을 도출할 수 있다.(S2930) 즉, 상술한 환경 정보 및 네트워크 정보에 기초하여 AI로 최적화 값이 도출될 수 있다. 그 후, RIS는 AI 최적화 값 및 기지국과 RIS 사이의 빔포밍(또는 최적 경로)에 따라 RIS 패턴을 결정할 수 있다.(S2940) 그 후, RIS는 결정된 RIS 패턴을 통해 기지국으로부터 수신한 전파를 방사할 수 있으며, 이를 통해 기지국과 단말이 연결될 수 있다.(S2950)Figure 29 is a diagram showing a RIS control method applicable to the present disclosure. Referring to FIG. 29, when the RIS is turned on, it can be connected to the base station. (S2910) After that, beamforming between the base station and RIS can be confirmed (S2920). Also, as an example, the optimal path between the base station and RIS can be determined based on the collaboration network. After that, the RIS can derive an optimization value using AI based on channel information and sensing environmental information (S2930). That is, the optimization value can be derived using AI based on the environmental information and network information described above. Afterwards, the RIS may determine the RIS pattern according to the AI optimization value and the beamforming (or optimal path) between the base station and the RIS. (S2940) After that, the RIS radiates the radio wave received from the base station through the determined RIS pattern. This can be done, and through this, the base station and the terminal can be connected. (S2950)
도 30은 본 개시가 적용될 수 있는 장치를 나타낸 도면이다.Figure 30 is a diagram showing a device to which the present disclosure can be applied.
장치(3000)는 프로세서(3010), 메모리(3020), 안테나(3030) 및 트랜시버(3040)를 포함할 수 있다.
프로세서(3010)는 베이스밴드 관련 신호 처리를 수행할 수 있으며, 메모리(3020)에 저장된 명령을 실행할 수 있다. 또한, 메모리(3020)는 프로세서(3010)에 의해 실행되는 명령 및 동작에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(3020)는 프로세서(3010)의 연산 처리된 정보, 장치(3000)의 동작에 관련된 소프트웨어, 운영체제, 애플리케이션 등을 저장할 수 있으며, 버퍼 등의 구성요소를 포함할 수도 있다.The
또한, 안테나 (3030)는 하나 이상의 물리적 안테나를 포함할 수 있고, 복수개의 안테나를 포함하는 경우 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 송수신을 지원할 수 있다. 트랜시버(3030)는 무선 주파수(RF) 송신기와 RF 수신기를 포함할 수 있다. 장치(3000)의 프로세서(3010)는 상술한 바에서 서술하는 실시예들에서의 동작을 구현하도록 설정될 수 있다.Additionally, the
또한, 장치(3000)는 다른 장치(3050)와 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 다른 장치(3050)도 프로세서(3060), 메모리(3070), 안테나(3030) 및 트랜시버(3040)를 포함할 수 있다. 일 예로, 장치(3000)와 다른 장치(3050)는 기지국과 단말일 수 있다. 또 다른 일 예로, 장치(3000)와 다른 장치(3050)는 모두 단말들일 수 있다. 또 다른 일 예로, 장치(3000)와 다른 장치(3050)는 상술한 RIS, 중계기, IoT 디바이스, 차량 및 그 밖의 장치가 될 수 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다. 즉, 장치(3000)와 다른 장치(3050)는 상술한 실시예들에 기초하여 통신을 수행하는 장치들을 지칭할 수 있으며, 특정 실시예로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Additionally, the
도 31은 본 개시가 적용될 수 있는 네트워크 구성을 나타낸 도면이다. Figure 31 is a diagram showing a network configuration to which the present disclosure can be applied.
도 31을 참조하면, 네트워크(인터넷, 3110)를 통해 장치들(3140, 3150)은 통신을 수행할 수 있다. 또한, 장치들(3140, 3150)은 엣지 컴퓨팅 서버(edge computing server, 3130)와 연결될 수 있다. 여기서, 네트워크(3110)에는 클라우드 데이터 센터(또는 빅데이터 서버, 3120)가 연결될 수 있다. 네트워크(3110)는 장치들(3140, 3150)로부터 직접 획득하거나 엣지 컴퓨팅 서버(3130)를 통해 획득한 정보를 클라우드 센터(3120)에 전달할 수 있다. 클라우드 센터(3120)는 AI/ML 또는 딥러닝 모델(3121)에 기초하여 트레이닝을 수행하여 모델을 구축할 수 있다. 일 예로, 구축된 모델은 장치들(3140, 3150) 상호 간의 동작과 관련된 인퍼런스를 제공할 있으며, 이를 통해 통신 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 장치들(3140, 3150) 각각은 프로세서(3141, 3151), 네트워크 장치(3142, 3152), 센서부(3143, 3153), 메모리(3144, 3154), 디지털 신호처리부(3145, 3155), RF 트랜시버(3146, 3156) 및 안테나(3147, 3157) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이는 도 30과 같을 수 있다. 구체적으로, 네트워크 장치(3142, 3152)는 네트워크(3110)에 연결되기 위해 필요한 기능들을 제공할 수 있다. 또한, 센서부(3143, 3153)는 상술한 환경 및 네트워크 정보들을 센싱하는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 디지털 신호처리부(3145, 3155)는 정보 전송을 위해 신호처리를 수행할 수 있으며, RF 트랜시버(3146, 3156)를 통해 안테나(3147, 3157)로 빔을 형성하여 통신을 수행할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.Referring to FIG. 31,
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다. The various embodiments of the present disclosure do not list all possible combinations but are intended to explain representative aspects of the present disclosure, and matters described in the various embodiments may be applied independently or in combination of two or more.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다. Additionally, various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. For hardware implementation, one or more ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), general purpose It can be implemented by a processor (general processor), controller, microcontroller, microprocessor, etc.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다. The scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating system, application, firmware, program, etc.) that cause operations according to the methods of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes non-transitory computer-readable medium in which instructions, etc. are stored and can be executed on a device or computer.
송신단 : 3000
송신단의 프로세서 : 3010
송신단의 메모리 : 3020
송신단의 안테나 : 3030
송신단의 트랜시버 : 3040
수신단 : 3050
수신단의 프로세서 : 3060
수신단의 메모리 : 3070
수신단의 안테나 : 3080
수신단의 트랜시버 : 3080Transmitter: 3000
Processor at the transmitting end: 3010
Memory of transmitter: 3020
Antenna at the transmitting end: 3030
Transceiver at the transmitting end: 3040
Receiving end: 3050
Processor at the receiving end: 3060
Memory of receiving end: 3070
Antenna at the receiving end: 3080
Transceiver at the receiving end: 3080
Claims (3)
상기 RIS가 턴 온되어 기지국와 연결을 수행하는 단계;
상기 RIS가 상기 RIS와 상기 기지국 사이의 제 1 빔포밍을 설정하는 단계;
상기 RIS가 채널 정보 및 환경 정보를 센싱하고, 상기 센싱된 채널 정보 및 환경 정보에 기초하여 인공지능(artificial intelligence, AI)를 통해 최적화 값을 도출하는 단계;
상기 AI를 통해 획득한 상기 최적화 값 및 상기 제 1 빔포밍에 기초하여 RIS 패턴을 결정하는 단계; 및
상기 RIS 패턴에 기초하여 RIS 전파를 방사하고, 상기 기지국과 단말을 연결하는 단계를 포함하는, RIS를 통해 빔을 제어하는 방법.
In a method of controlling a beam through an intelligent reflector (reconfigurable intelligence surface, RIS) in a wireless communication system,
Turning on the RIS to connect to a base station;
the RIS setting up first beamforming between the RIS and the base station;
the RIS sensing channel information and environmental information, and deriving an optimization value through artificial intelligence (AI) based on the sensed channel information and environmental information;
determining a RIS pattern based on the optimization value obtained through the AI and the first beamforming; and
A method of controlling a beam through RIS, comprising the steps of radiating RIS radio waves based on the RIS pattern and connecting the base station and the terminal.
상기 채널 정보 및 환경 정보는 빌트인 정보, 센서 정보, 위치 정보, 네트워크 정보 및 빅데이터 기반 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는, RIS를 통해 빔을 제어하는 방법.
According to claim 1,
The channel information and environment information include at least one of built-in information, sensor information, location information, network information, and big data-based information.
상기 인공지능에 기초하여 협력 네트워크에서 상기 기지국과 상기 RIS 사이의 최적의 경로 및 상기 RIS와 상기 단말 사이의 최적의 경로가 결정되는, RIS를 통해 빔을 제어하는 방법.According to claim 1,
A method of controlling a beam through a RIS, wherein the optimal path between the base station and the RIS and the optimal path between the RIS and the terminal in a cooperative network are determined based on the artificial intelligence.
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KR1020220159920A KR20240077712A (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Method and apparatus for controlling beam in indoor environment |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20240077712A (en) |
-
2022
- 2022-11-25 KR KR1020220159920A patent/KR20240077712A/en unknown
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