WO2021002507A1 - 1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2021002507A1
WO2021002507A1 PCT/KR2019/008142 KR2019008142W WO2021002507A1 WO 2021002507 A1 WO2021002507 A1 WO 2021002507A1 KR 2019008142 W KR2019008142 W KR 2019008142W WO 2021002507 A1 WO2021002507 A1 WO 2021002507A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
receiving
transmitting
range
phase
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/008142
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이상림
김병훈
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to EP19935858.1A priority Critical patent/EP3996308A4/en
Priority to US17/624,202 priority patent/US11991024B2/en
Priority to CN201980098170.9A priority patent/CN114073029B/zh
Priority to PCT/KR2019/008142 priority patent/WO2021002507A1/ko
Priority to KR1020227000699A priority patent/KR20220018589A/ko
Publication of WO2021002507A1 publication Critical patent/WO2021002507A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H04L25/0226—Channel estimation using sounding signals sounding signals per se
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a transmission/reception method in a communication system based on 1-bit quantization and an apparatus supporting the same.
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded to not only voice but also data services, and nowadays, the explosive increase in traffic causes a shortage of resources and users request higher speed services, so a more advanced mobile communication system is required. .
  • next-generation mobile communication system The requirements of the next-generation mobile communication system are largely explosive data traffic acceptance, dramatic increase in transmission rate per user, largely increased number of connected devices, very low end-to-end latency, and support for high energy efficiency. You should be able to. For this, dual connectivity, Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO), In-band Full Duplex, Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA), and Super Wideband Various technologies such as wideband) support and device networking are being studied.
  • MIMO Massive Multiple Input Multiple Output
  • NOMA Non-Orthogonal Multiple Access
  • Super Wideband Various technologies such as wideband support and device networking are being studied.
  • the present invention proposes a signal transmission/reception method based on 1-bit quantization considering energy efficiency.
  • the present invention proposes a data transmission/reception method and a channel quality measurement method using 1-bit differential phase shift modulation and demodulation on a single carrier basis.
  • the present invention proposes a link adaptive transmission/reception scheme utilizing the measured channel quality.
  • the present invention proposes a spatially aggregated phase modulation (SAPM) technique to extend the number of data bits that can be processed while being based on 1-bit quantization.
  • SAPM spatially aggregated phase modulation
  • a method for transmitting and receiving signals by a receiving device in a wireless communication system comprising: continuously receiving a plurality of reference signals from a transmitting device; Classifying a range of a channel phase based on the plurality of reference signals; Grouping the ranges of the channel phases to form two or more groups; And receiving a data signal from the transmitting device.
  • the plurality of reference signals may be configured by rotating at regular intervals based on an arbitrary reference signal.
  • the constant interval may be related to the number of bits of the data signal.
  • the constant interval may be set such that a change of one bit has a maximum distance.
  • the arbitrary reference signal may be preset between a transmitting device and a receiving device.
  • the range of the channel phase may be classified according to how much phase rotation of the plurality of reference signals is received compared to the original signal.
  • each group of the two or more groups may be configured with a range of four channel phases.
  • the method according to an embodiment of the present invention may further include decoding the data signal.
  • the data signal may be decoded based on the selection and combination of one channel phase range from each group of the two or more groups.
  • transmitting corresponding information to the transmitting device may be further included. have.
  • the data signal may correspond to a signal of 3 bits or more that is divided based on a phase rotation.
  • the receiving apparatus includes a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving radio signals, and a processor functionally connected to the RF unit,
  • the processor controls the RF unit to continuously receive a plurality of reference signals from a transmission device, divides a range of channel phases based on the plurality of reference signals, and groups the ranges of the channel phases to obtain two or more A group may be formed and the RF unit may be controlled to receive a data signal from the transmitting device.
  • RF radio frequency
  • the processor may control to form the two or more groups by grouping the channel phase range in units of four.
  • the processor may decode the data signal.
  • the processor may decode the data signal based on a selection and combination of one channel phase range from each group of the two or more groups.
  • power consumption of a system may be improved through a transmission/reception method based on 1-bit quantization.
  • FIG. 1 shows an example of an overall system structure of an NR to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 2 shows a relationship between an uplink frame and a downlink frame in a wireless communication system to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • FIG 3 shows an example of a frame structure in an NR system.
  • FIG. 4 shows an example of a resource grid supported by a wireless communication system to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 5 shows examples of an antenna port and a resource grid for each neurology to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a block diagram of a transmitting end and a receiving end.
  • FIG. 7 shows an example of a receiving device including a 64x64 2D antenna and a 1-bit analog to digital converter (ADC) connected to each antenna.
  • ADC analog to digital converter
  • FIG 9 shows an example of a result of passing an encoded signal received from a receiving device through a 1-bit ADC.
  • FIG. 11 shows an example of an output signal after passing through a 1-bit ADC through channel demodulation in a receiving device.
  • FIG. 12 shows an example of a method of classifying a 3-bit signal based on the basis of SAPM.
  • 13A to 13D show an example of a method of generating a basis of SAPM capable of distinguishing 4 bits.
  • 14A and 14B show an example of a method of classifying a 4-bit signal based on the basis of SAPM.
  • 15 shows an example of a signaling procedure of an apparatus for transmitting and receiving a signal based on 1-bit quantization to which the method and embodiment proposed in the present specification can be applied.
  • 16 shows an example of a flowchart of an operation of an apparatus for transmitting and receiving signals based on 1-bit quantization to which the method and embodiment proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 17 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 18 is another example of a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • FIG 19 shows an AI device 1900 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 20 shows an AI server 200 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 21 shows an AI system 2100 according to an embodiment of the present invention.
  • downlink refers to communication from a base station to a terminal
  • uplink refers to communication from a terminal to a base station
  • the transmitter may be part of the base station, and the receiver may be part of the terminal.
  • the transmitter may be part of the terminal, and the receiver may be part of the base station.
  • the base station may be referred to as a first communication device and the terminal may be referred to as a second communication device.
  • Base station is a fixed station, Node B, evolved-NodeB (eNB), Next Generation NodeB (gNB), base transceiver system (BTS), access point (AP), network (5G).
  • the terminal may be fixed or mobile, and UE (User Equipment), MS (Mobile Station), UT (user terminal), MSS (Mobile Subscriber Station), SS (Subscriber Station), AMS (Advanced Mobile) Station), WT (Wireless terminal), MTC (Machine-Type Communication) device, M2M (Machine-to-Machine) device, D2D (Device-to-Device) device, vehicle, robot, AI module , Drone (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR (Augmented Reality) device, VR (Virtual Reality) device.
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • UT user terminal
  • MSS Mobile Subscriber Station
  • SS Subscriber Station
  • AMS Advanced Mobile
  • WT Wireless terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • vehicle robot
  • AI module Drone (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR (Augmented Reality) device
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with radio technologies such as Global System for Mobile communications (GSM)/General Packet Radio Service (GPRS)/Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented with a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and E-UTRA (Evolved UTRA).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • IEEE 802-20 and E-UTRA
  • Evolved UTRA Evolved UTRA
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) is a part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA
  • LTE-A Advanced
  • LTE-A pro is an evolved version of 3GPP LTE
  • 3GPP New Radio or New Radio Access Technology (NR) is an evolved version of 3GPP LTE/LTE-A/LTE-A pro.
  • LTE refers to technology after 3GPP TS 36.xxx Release 8.
  • LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 10 is referred to as LTE-A
  • LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 13 is referred to as LTE-A pro
  • 3GPP NR refers to the technology after TS 38.xxx Release 15.
  • LTE/NR may be referred to as a 3GPP system.
  • "xxx" means standard document detail number.
  • LTE/NR may be collectively referred to as a 3GPP system.
  • RRC Radio Resource Control
  • RRC Radio Resource Control
  • NR is an expression showing an example of a 5G radio access technology (RAT).
  • RAT radio access technology
  • the three main requirements areas for 5G are (1) Enhanced Mobile Broadband (eMBB) area, (2) Massive Machine Type Communication (mMTC) area, and (3) ultra-reliability and It includes a low-latency communication (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) area.
  • eMBB Enhanced Mobile Broadband
  • mMTC Massive Machine Type Communication
  • URLLC Low Latency Communications
  • KPI key performance indicator
  • eMBB goes far beyond basic mobile Internet access, covering rich interactive work, media and entertainment applications in the cloud or augmented reality.
  • Data is one of the key drivers of 5G, and it may not be possible to see dedicated voice services for the first time in the 5G era.
  • voice is expected to be processed as an application program simply using the data connection provided by the communication system.
  • the main reasons for the increased traffic volume are an increase in content size and an increase in the number of applications requiring high data rates.
  • Streaming services (audio and video), interactive video and mobile Internet connections will become more widely used as more devices connect to the Internet. Many of these applications require always-on connectivity to push real-time information and notifications to the user.
  • Cloud storage and applications are increasing rapidly in mobile communication platforms, which can be applied to both work and entertainment.
  • cloud storage is a special use case that drives the growth of the uplink data rate.
  • 5G is also used for remote work in the cloud, and requires much lower end-to-end delays to maintain a good user experience when tactile interfaces are used.
  • Entertainment For example, cloud gaming and video streaming is another key factor that is increasing the demand for mobile broadband capabilities. Entertainment is essential on smartphones and tablets anywhere, including high mobility environments such as trains, cars and airplanes.
  • Another use case is augmented reality and information retrieval for entertainment.
  • augmented reality requires very low latency and an instantaneous amount of data.
  • one of the most anticipated 5G use cases relates to the ability to seamlessly connect embedded sensors in all fields, i.e. mMTC.
  • mMTC massive machine type computer
  • Industrial IoT is one of the areas where 5G plays a major role in enabling smart cities, asset tracking, smart utilities, agriculture and security infrastructure.
  • URLLC includes new services that will transform the industry with ultra-reliable/low-latency links such as self-driving vehicles and remote control of critical infrastructure.
  • the level of reliability and delay is essential for smart grid control, industrial automation, robotics, drone control and coordination.
  • 5G can complement fiber-to-the-home (FTTH) and cable-based broadband (or DOCSIS) as a means of providing streams rated at hundreds of megabits per second to gigabits per second. This high speed is required to deliver TVs in 4K or higher (6K, 8K and higher) resolutions as well as virtual and augmented reality.
  • Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) applications involve almost immersive sports events. Certain application programs may require special network settings. In the case of VR games, for example, game companies may need to integrate core servers with network operators' edge network servers to minimize latency.
  • Automotive is expected to be an important new driving force in 5G, with many use cases for mobile communication to vehicles. For example, entertainment for passengers demands simultaneous high capacity and high mobility mobile broadband. The reason is that future users will continue to expect high-quality connections, regardless of their location and speed.
  • Another application example in the automotive field is an augmented reality dashboard. It identifies an object in the dark on top of what the driver is looking through the front window, and displays information that tells the driver about the distance and movement of the object overlaid.
  • wireless modules enable communication between vehicles, exchange of information between the vehicle and supporting infrastructure, and exchange of information between the vehicle and other connected devices (eg, devices carried by pedestrians).
  • the safety system allows the driver to lower the risk of accidents by guiding alternative courses of action to make driving safer.
  • the next step will be a remote controlled or self-driven vehicle. It is very reliable and requires very fast communication between different self-driving vehicles and between the vehicle and the infrastructure. In the future, self-driving vehicles will perform all driving activities, and drivers will be forced to focus only on traffic anomalies that the vehicle itself cannot identify.
  • the technical requirements of self-driving vehicles call for ultra-low latency and ultra-fast reliability to increase traffic safety to levels unachievable by humans.
  • Smart cities and smart homes referred to as smart society, will be embedded with high-density wireless sensor networks.
  • a distributed network of intelligent sensors will identify the conditions for cost and energy-efficient maintenance of a city or home.
  • a similar setup can be done for each household.
  • Temperature sensors, window and heating controllers, burglar alarms and appliances are all wirelessly connected. Many of these sensors are typically low data rates, low power and low cost. However, for example, real-time HD video may be required in certain types of devices for surveillance.
  • the smart grid interconnects these sensors using digital information and communication technologies to collect information and act accordingly. This information can include the behavior of suppliers and consumers, allowing smart grids to improve efficiency, reliability, economics, sustainability of production and the distribution of fuels such as electricity in an automated way.
  • the smart grid can also be viewed as another low-latency sensor network.
  • the health sector has many applications that can benefit from mobile communications.
  • the communication system can support telemedicine providing clinical care from remote locations. This can help reduce barriers to distance and improve access to medical services that are not consistently available in remote rural areas. It is also used to save lives in critical care and emergencies.
  • a wireless sensor network based on mobile communication may provide remote monitoring and sensors for parameters such as heart rate and blood pressure.
  • Wireless and mobile communications are becoming increasingly important in industrial applications. Wiring is expensive to install and maintain. Thus, the possibility of replacing cables with reconfigurable wireless links is an attractive opportunity for many industries. However, achieving this requires that the wireless connection operates with a delay, reliability and capacity similar to that of the cable, and its management is simplified. Low latency and very low error probability are new requirements that need to be connected to 5G.
  • Logistics and freight tracking are important use cases for mobile communications that enable tracking of inventory and packages from anywhere using location-based information systems. Logistics and freight tracking use cases typically require low data rates, but require a wide range and reliable location information.
  • Machine learning refers to the field of researching methodologies to define and solve various problems dealt with in the field of artificial intelligence. do.
  • Machine learning is also defined as an algorithm that improves the performance of a task through continuous experience.
  • An artificial neural network is a model used in machine learning, and may refer to an overall model with problem-solving capabilities, composed of artificial neurons (nodes) that form a network by combining synapses.
  • the artificial neural network may be defined by a connection pattern between neurons of different layers, a learning process for updating model parameters, and an activation function for generating an output value.
  • the artificial neural network may include an input layer, an output layer, and optionally one or more hidden layers. Each layer includes one or more neurons, and the artificial neural network may include neurons and synapses connecting neurons. In an artificial neural network, each neuron can output a function of an activation function for input signals, weights, and biases input through synapses.
  • Model parameters refer to parameters determined through learning, and include weights of synaptic connections and biases of neurons.
  • hyperparameters refer to parameters that must be set before learning in a machine learning algorithm, and include a learning rate, iteration count, mini-batch size, and initialization function.
  • the purpose of learning artificial neural networks can be seen as determining model parameters that minimize the loss function.
  • the loss function can be used as an index to determine an optimal model parameter in the learning process of the artificial neural network.
  • Machine learning can be classified into supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning according to the learning method.
  • Supervised learning refers to a method of training an artificial neural network when a label for training data is given, and a label indicates the correct answer (or result value) that the artificial neural network should infer when training data is input to the artificial neural network. It can mean.
  • Unsupervised learning may refer to a method of training an artificial neural network in a state where a label for training data is not given.
  • Reinforcement learning may mean a learning method in which an agent defined in a certain environment learns to select an action or action sequence that maximizes the cumulative reward in each state.
  • machine learning implemented as a deep neural network (DNN) including a plurality of hidden layers is sometimes referred to as deep learning (deep learning), and deep learning is a part of machine learning.
  • DNN deep neural network
  • machine learning is used in the sense including deep learning.
  • a robot may refer to a machine that automatically processes or operates a task given by its own capabilities.
  • a robot having a function of recognizing the environment and performing an operation by self-determining may be referred to as an intelligent robot.
  • Robots can be classified into industrial, medical, household, military, etc. depending on the purpose or field of use.
  • the robot may be provided with a driving unit including an actuator or a motor to perform various physical operations such as moving a robot joint.
  • a driving unit including an actuator or a motor to perform various physical operations such as moving a robot joint.
  • the movable robot includes a wheel, a brake, a propeller, and the like in the driving unit, and can travel on the ground or fly in the air through the driving unit.
  • Autonomous driving refers to self-driving technology
  • autonomous driving vehicle refers to a vehicle that is driven without a user's manipulation or with a user's minimal manipulation.
  • a technology that maintains a driving lane a technology that automatically adjusts the speed such as adaptive cruise control, a technology that automatically drives along a specified route, and a technology that automatically sets a route when a destination is set, etc. All of these can be included.
  • the vehicle includes all of a vehicle having only an internal combustion engine, a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor, and an electric vehicle including only an electric motor, and may include not only automobiles, but also trains and motorcycles.
  • the autonomous vehicle can be viewed as a robot having an autonomous driving function.
  • the extended reality collectively refers to Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR), and Mixed Reality (MR).
  • VR technology provides only CG images of real world objects or backgrounds
  • AR technology provides virtually created CG images on top of real object images
  • MR technology is a computer that mixes and combines virtual objects in the real world. It is a graphic technology.
  • MR technology is similar to AR technology in that it shows real and virtual objects together.
  • virtual objects are used in a form that complements real objects
  • MR technology virtual objects and real objects are used with equal characteristics.
  • XR technology can be applied to HMD (Head-Mount Display), HUD (Head-Up Display), mobile phones, tablet PCs, laptops, desktops, TVs, digital signage, etc., and devices applied with XR technology are XR devices. It can be called as.
  • HMD Head-Mount Display
  • HUD Head-Up Display
  • mobile phones tablet PCs, laptops, desktops, TVs, digital signage, etc.
  • devices applied with XR technology are XR devices. It can be called as.
  • a new RAT system including NR uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme.
  • the new RAT system may follow OFDM parameters different from those of LTE.
  • the new RAT system follows the numerology of the existing LTE/LTE-A as it is, but can have a larger system bandwidth (eg, 100 MHz).
  • one cell may support a plurality of neurology. That is, terminals operating in different neurology can coexist within one cell.
  • Numerology corresponds to one subcarrier spacing in the frequency domain.
  • different numerology can be defined.
  • eLTE eNB is an evolution of eNB that supports connectivity to EPC and NGC.
  • gNB A node that supports NR as well as connection with NGC.
  • New RAN A radio access network that supports NR or E-UTRA or interacts with NGC.
  • Network slice is a network defined by an operator to provide an optimized solution for specific market scenarios that require specific requirements with end-to-end coverage.
  • Network function is a logical node within a network infrastructure with well-defined external interfaces and well-defined functional behaviors.
  • NG-C Control plane interface used for the NG2 reference point between the new RAN and NGC.
  • NG-U User plane interface used for the NG3 reference point between the new RAN and NGC.
  • Non-standalone NR A deployment configuration in which gNB requires LTE eNB as an anchor for control plane connection to EPC or eLTE eNB as an anchor for control plane connection to NGC.
  • Non-standalone E-UTRA Deployment configuration in which eLTE eNB requires gNB as an anchor for control plane connection to NGC.
  • User plane gateway The endpoint of the NG-U interface.
  • FIG. 1 shows an example of an overall system structure of an NR to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • the NG-RAN is composed of gNBs that provide a control plane (RRC) protocol termination for an NG-RA user plane (new AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) and a user equipment (UE). do.
  • RRC control plane
  • UE user equipment
  • the gNBs are interconnected through an X n interface.
  • the gNB is also connected to the NGC through the NG interface.
  • the gNB is connected to an Access and Mobility Management Function (AMF) through an N2 interface and a User Plane Function (UPF) through an N3 interface.
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • UPF User Plane Function
  • the neurology may be defined by subcarrier spacing and CP (Cyclic Prefix) overhead.
  • the plurality of subcarrier intervals may be derived by scaling the basic subcarrier interval by an integer N (or ⁇ ). Further, even if it is assumed that a very low subcarrier spacing is not used at a very high carrier frequency, the neurology to be used can be selected independently of the frequency band.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • a number of OFDM neurology supported in the NR system may be defined as shown in Table 1.
  • Downlink and uplink transmission It is composed of a radio frame having a section of.
  • each radio frame It consists of 10 subframes having a section of.
  • FIG. 2 shows a relationship between an uplink frame and a downlink frame in a wireless communication system to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • the slots are within a subframe Are numbered in increasing order of, within the radio frame Are numbered in increasing order.
  • One slot is Consisting of consecutive OFDM symbols of, Is determined according to the used neurology and slot configuration. Slot in subframe Start of OFDM symbol in the same subframe Is aligned in time with the beginning of
  • Table 2 shows the number of OFDM symbols per slot in a normal CP ( ), the number of slots per radio frame ( ), the number of slots per subframe ( ), and Table 3 shows the number of OFDM symbols per slot, the number of slots per radio frame, and the number of slots per subframe in an extended CP.
  • 3 shows an example of a frame structure in an NR system. 3 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • 1 subframe may include 4 slots.
  • a mini-slot may be composed of 2, 4 or 7 symbols, or may be composed of more or fewer symbols.
  • an antenna port In relation to the physical resource in the NR system, an antenna port, a resource grid, a resource element, a resource block, a carrier part, etc. Can be considered.
  • the antenna port is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna port can be inferred from a channel carrying another symbol on the same antenna port.
  • the two antenna ports are QC/QCL (quasi co-located or quasi co-location) relationship.
  • the wide range characteristic includes one or more of delay spread, Doppler spread, frequency shift, average received power, and received timing.
  • FIG. 4 shows an example of a resource grid supported by a wireless communication system to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • the resource grid on the frequency domain It is composed of subcarriers, and one subframe Although it is exemplarily described as consisting of OFDM symbols, it is not limited thereto.
  • the transmitted signal is One or more resource grids composed of subcarriers and Is described by the OFDM symbols. From here, to be. remind Denotes a maximum transmission bandwidth, which may vary between uplink and downlink as well as neurology.
  • the neurology And one resource grid may be configured for each antenna port p.
  • FIG. 5 shows examples of an antenna port and a resource grid for each neurology to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • each element of the resource grid for the antenna port p is referred to as a resource element, and an index pair Is uniquely identified by From here, Is the index in the frequency domain, Refers to the position of a symbol within a subframe.
  • an index pair Is used. From here, to be.
  • antenna port p Is a complex value Corresponds to. If there is no risk of confusion or if a specific antenna port or neurology is not specified, the indices p and Can be dropped, resulting in a complex value or Can be
  • the physical resource block (physical resource block) in the frequency domain It is defined as consecutive subcarriers.
  • Point A serves as a common reference point of the resource block grid and can be obtained as follows.
  • -OffsetToPointA for the PCell downlink indicates the frequency offset between the lowest subcarrier of the lowest resource block and point A of the lowest resource block that overlaps the SS/PBCH block used by the UE for initial cell selection, and the 15 kHz subcarrier spacing for FR1 and It is expressed in resource block units assuming a 60 kHz subcarrier spacing for FR2;
  • -absoluteFrequencyPointA represents the frequency-position of point A expressed as in the absolute radio-frequency channel number (ARFCN).
  • Common resource blocks set the subcarrier interval Numbered from 0 to the top in the frequency domain for.
  • Subcarrier spacing setting The center of subcarrier 0 of the common resource block 0 for is coincided with'point A'.
  • the resource element (k,l) for may be given as in Equation 1 below.
  • Is It can be defined relative to point A so that it corresponds to a subcarrier centered on point A.
  • Physical resource blocks are from 0 in the bandwidth part (BWP) Numbered to, Is the number of the BWP.
  • Physical resource block in BWP i And common resource block The relationship between may be given by Equation 2 below.
  • PRB grid of each neurology supported by the carrier BWP setting in each carrier of DL/UL (supports up to 4 BWP), code block group (CBG) setting, transmission power control (TPC) per cell group,
  • CBG code block group
  • TPC transmission power control
  • the HARQ process, scrambling/sequence related parameters, and the like may be set at a carrier level.
  • Control resource set (set per cell, but associated per BWP), parameters related to resource allocation and DM-RS settings, CSI-RS related parameters, SRS resource set, HARQ-ACK and SR ( schedule request) resources, configured UL grant, etc. may be set in the BWP stage.
  • eMBB enhanced Mobile Broadband communication
  • a massive MIMO environment in which transmission and reception antennas are greatly increased may be considered. That is, as the huge MIMO environment is considered, the number of transmit/receive antennas may increase to tens or hundreds or more.
  • a beamforming weight vector/precoding vector is used to reduce the complexity of hardware implementation, increase performance using multiple antennas, flexibility in resource allocation, and ease beam control for each frequency.
  • a hybrid beamforming technique in which an analog beamforming technique and a digital beamforming technique are combined is required.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a block diagram of a transmitting end and a receiving end.
  • the transmission path when the transmission path is used, there may be a phase shift applied directly to the RF domain in each element of the sub-array, but a signal for supplying a digital beamforming technique based on a complex weight vector to each sub-array Can be applied to
  • the receiving end may receive a signal through a plurality of antennas and output a final signal through an analog to digital converter (ADC), a demodulator, a decoder, and the like.
  • ADC analog to digital converter
  • the final signal may be output as a differential signal in consideration of noise and signal amplification.
  • FIG. 7 shows an example of a receiving device including a 64x64 2D antenna and a 1-bit analog to digital converter (ADC) connected to each antenna.
  • ADC analog to digital converter
  • the RF (Radio Frequency) front-end in front of the ADC is omitted. 7 is only for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • a receiving device includes 4096 (eg, 64x64) antennas, and an I (in-phase) signal (in-phase) of a receive path connected to each antenna ( Example: You can include a 1-bit ADC for each of a real signal) and a Q (quadrature) signal (such as an imaginary signal).
  • a received signal in the form of a+bj (e.g., a and b is a number represented by 8 to 10 bits each) was delivered to the baseband as the output of the high-performance ADC.
  • the output signal of the existing high-performance ADC is referred to as an unquantized version.
  • High-performance ADCs are excellent in terms of the resolution of the output signal, but can be disadvantageous in terms of system power consumption.
  • the types of signals transmitted to the baseband through the 1-bit ADC may be limited to four types per reception path. That is, one of 1+j, 1-j, -1+j, and -1+j may be received for each reception path.
  • a receiving device including a 1-bit ADC it may be difficult to obtain information such as SNR (Signal to Noise Ratio) due to loss of information such as the size of the received signal, but it may be easy to transmit information through phase information and It consumes much less power than high-performance ADCs.
  • SNR Signal to Noise Ratio
  • a modulation technique and a non-coherent detection of a differential phase shift keying method e.g., DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying), DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying), etc.
  • DBPSK Different Binary Phase Shift Keying
  • DQPSK Different Quadrature Phase Shift Keying
  • a transmission/reception method in a 1-bit quantization system based on the demodulation scheme of the scheme. Since the 1-bit quantization system can use a 1-bit ADC, it can be replaced with the term 1-bit ADC system.
  • DBPSK Differential BPSK
  • Differential Phase Shift Keying is a modulation method that transfers data based on a phase difference of a carrier between consecutive symbols.
  • DBPSK Differential BPSK
  • DQPSK differential QPSK
  • the phase shift may correspond to 0°, 90°, 180°, -90° corresponding to the data “00”, “01”, “11”, and “10”.
  • demodulation is possible only by knowing the phase difference between adjacent symbols.
  • the transmitting device may continuously transmit 1 and 1 to transmit 0, and may transmit 1,0 to transmit 1 in succession. It can be assumed that the coherence time, that is, the channel remains the same while the transmission device transmits the signal.
  • reception path 1 (RX1)
  • -1+j is received in the t-th symbol
  • -1+j is received in the t+1-th symbol.
  • the receiving device may determine that 0 is received through decoding, and a differential value at this time may be output as 2. That is, the difference value may be expressed as a product of a conjugate value of a value received at a t-th symbol and a value received at a t+1-th symbol.
  • the transmission/reception method in the 1-bit ADC system can deliver one of four values to the baseband, unlike the conventional non-quantized version.
  • the 1-bit ADC When passing through the 1-bit ADC, all the signal magnitude information is lost, and the phase information is quantized into 4 types, resulting in loss of information.
  • the viewpoint of non-coherent detection under the assumption that the channels are the same, data detection is possible using only the phase change of two consecutive symbols. Therefore, a receiving device in a 1-bit ADC system needs to consider a new receiving technique.
  • a receiving device decodes a coded bit that has undergone channel coding. Therefore, it is necessary to calculate a log-likelihood ratio (LLR) value representing the reliability of the received encoded bits.
  • LLR log-likelihood ratio
  • Equation 3 represents the LLR when the bit x encoded at the time index k is received as y through the decoder.
  • SNR signal to noise ratio
  • the reliability of the encoded bits received in the 1-bit ADC system can be calculated using signals received through each of the plurality of RX paths (eg, all reception paths). For example, as in the example of the reception device of FIG. 7 described above, it may be assumed that there are 4096 reception paths.
  • the difference value of two consecutive symbols modulated with DBPSK received in each reception path may be one of ⁇ 2, 2j, -2, -2j ⁇ as described above. It can be assumed that the difference values for each of 4096 receiving paths are shown in Table 4. (It can be expressed by normalizing each differential value to 1/2 value.)
  • a reception path having a differential value of 1 may determine that an encoded bit is 0, and if the differential value is -1, it may be determined that an encoded bit is 1.
  • a reception path having a differential value of j or -j it can be seen that there is no reliability of the received bit because the probability that the encoded bit is 0 or 1 is half.
  • the LLR value can be expressed by Equation 4.
  • Zk represents the differential value of the signal output from the k-th receiving path.
  • the LLR value of the coded bit is a real value of the differential value of each signal output from each of the reception paths of a plurality of reception paths (eg, all reception paths) of the reception device. It can be proportional to the sum of That is, the LLR value of the coded bit may be proportional to a real value of the sum of signals output from each of the plurality of reception paths (eg, all reception paths) of the reception device.
  • the receiving device may determine that the same signal has been received as the difference values of the signals outputted from each receiving path are 1, and as -1 is greater, the inverted signal is received.
  • the LLR is 0, it is determined that the reliability of the received signal is low because 1 is received and -1 is received. Therefore, from a data detection point of view, a case in which all Zk values are 1 or all -1 can be said to have high reliability of the received bit.
  • the receiving device can perform data decoding through the above-described LLR calculation method.
  • the reliability of the received signal is It may be proportional to the number (eg, the number of antennas) of a plurality of reception paths (eg, all reception paths) of the reception device. It can be determined that the reliability of the received signal is high as the result of receiving the same signal from each antenna is more the same.
  • the weight of the LLR may be adjusted according to the number of reception paths (eg, the number of antennas) of the reception device. For example, as the number of antennas of the receiving device increases, the weight for the calculated LLR value may be applied.
  • the reliability of data transmitted through DBPSK is proportional to the correlation between the LLR value of the reception path, that is, the values of Zk. Accordingly, by grasping the degree of correlation through a continuous reference signal (RS) and reporting it to the transmitting device, the transmitting device and the receiving device can adjust the data rate adaptively to the channel quality.
  • RS continuous reference signal
  • FIG. 10 shows an example of a symbol structure.
  • a known reference signal may be continuously transmitted.
  • a method of calculating the channel quality based on the continuously transmitted reference signal may be considered.
  • SACQ spatially aggregated channel quality
  • Equation 5 represents an equation for calculating SACQ.
  • SACQ can be defined as a real value of a sum of differential signal values of all received paths after receiving two consecutive reference signals of the same symbol.
  • Qk represents a differential value of an output signal based on a continuous reference signal received in each reception path.
  • the differential value of each receiving path of the receiving device will be one of ⁇ 1,-1,j,-j ⁇ (normalized). I can.
  • the same differential values can be obtained by multiplying the final value by -1.
  • multiples of the total value are also possible.
  • the receiving device may determine that the channel state is good if the difference value is 1 (normalized). On the other hand, if the differential value is -1 (normalized), since the transmitted signal is inverted and received, it may be determined that the channel state is bad or the SNR is not good.
  • the maximum value of SACQ is N and the minimum value may correspond to -N.
  • the transmitting device and the receiving device may transmit and receive information related to SACQ.
  • the receiving device may receive the SACQ range set from the transmitting device.
  • the transmitting device may inform the receiving devices of the maximum value of SACQ (eg, SACQ_max or N_req) as system information through a broadcast method.
  • the maximum value of SACQ (eg, SACQ_max or N_req) represents the number of receive paths including the 1-bit ADC determined to have the highest spectral efficiency.
  • the receiving devices may transmit the number of their own receiving paths to the transmitting device upon initial access.
  • the receiving device may receive the maximum value of SACQ (eg, SACQ_max or N_req) from the transmitting device and transmit the number of its own receiving paths to the transmitting device.
  • SACQ maximum value of SACQ
  • the receiving devices may transmit the number of their own receiving paths to the transmitting device, and the transmitting device may set the maximum value of SACQ and/or the range of SACQ to the receiving device based on the number of receiving paths of the received receiving device.
  • the transmitting device transmits a continuous known reference signal of two symbols for measuring the SACQ to the receiving devices, and receiving devices receiving the reference signal may report each SACQ value. If the SACQ value to be reported is greater than the maximum SACQ value set by the transmitting device (eg, SACQ_max or N_req, etc.), it can be reported as SACQ_max. If the SACQ value to be reported is less than the -SACQ_max value, it can be reported as -SACQ_max.
  • the maximum SACQ value set by the transmitting device eg, SACQ_max or N_req, etc.
  • the SACQ_max value set by the transmitting device is 64, one receiver has 16 receive paths, and the other receiver has 128 receive paths.
  • the range of the SACQ value of the receiver having the 16 reception paths may correspond to -16 to 16.
  • a receiver with 128 receiving paths can have a SACQ value in the range of -128 to 128, and if the actual measured value is less than -64, it can be reported as -64, and if it is greater than 64, it can be reported as 64. have.
  • the calculated SACQ value itself may be transmitted to the transmitting device.
  • the SACQ value may be mapped to a specific function and transmitted to the transmitting device as feedback information. For example, f(SACQ, others) (where f represents a function) may be mapped and transmitted.
  • the range of the SACQ value may depend on the number of reception paths of the reception device. If the receiving device has a small number of receiving paths, there may be cases where the range of the SACQ value set by the system cannot be obtained. For example, when the maximum and minimum values of the SACQ value set by the system are 64 and -64, respectively, a receiving device having 16 receiving paths may not satisfy the maximum spectral efficiency set by the system. Therefore, it is necessary to consider a method for extending the range of the SACQ value.
  • the transmitting device may continuously transmit the reference signal for SACQ measurement M+1 times (M is a natural number), and the receiving device may receive the reference signal transmitted M+1 times and M times the number of receiving paths ( M x the number of receive paths) can be measured.
  • a final SACQ value can be calculated by adding the measured SACQ value.
  • the M value may be signaled between the transmitting device and the receiving device, and may be set through a specific physical layer signal or higher layer signaling of the receiving device. Signaling for SACQ accumulation may be triggered by a transmitting device or a receiving device.
  • the receiving device has 16 receiving paths and the maximum value of the set SACQ value is 64.
  • the length of the reference signal for SACQ measurement may be related to the number of reception paths of the reception device. For example, when the number of receiving paths of the receiving device is N, and SACQ_max set by the transmitting device is M times (N x M) of the number of receiving paths, the transmitting device considers the M value and SACQ The length of the reference signal for measurement can be adjusted and transmitted.
  • the transmission device may transmit a reference signal corresponding to (M+1) times the length of the reference signal when SACQ_max is N.
  • the transmitting device may transmit a reference signal having a length corresponding to 9 times that of the reference signal when the SACQ_max value is 16.
  • the receiving device may receive a total of 9 known reference signals, measure them, and report them.
  • the reliability of the SACQ value can be determined by the number of repetitions of the known reference signal. However, when two known reference signals are adjacent symbols, even if the SACQ measurement is repeated several times, it may be considered that the reliability of the SACQ value itself is not high. Therefore, there is a need for a way to increase the reliability of the SACQ value itself.
  • the transmitting device can continuously transmit the reference signal for SACQ measurement M+1 times, and the receiving device measures the M-time SACQ value and obtains the average of the measured SACQ values to increase the reliability of the vehicle body.
  • M may be set through a specific physical layer signal or higher layer signaling of the receiving device between the transmitting device and the receiving device. Signaling for SACQ accumulation may be triggered by a transmitting device or a receiving device.
  • the maximum amount of information in a reception device using a 1-bit ADC may be 2 bps/Hz, such as differential QPSK (DQPSK) per reception path, as the maximum spectral efficiency.
  • DQPSK differential QPSK
  • TX transmission
  • SAPM spatially aggregated phase modulation
  • Output signals through 1-bit ADC can be divided into up to 4 (2 bits). Therefore, in order to transmit a signal of more bits, it is necessary to add a basis that can be distinguished by the receiving device in one symbol. To this end, a method of utilizing a channel phase and a reception antenna may be considered.
  • SAPM spatially aggregated phase modulation
  • a transmitting device may continuously transmit a known reference signal (RS).
  • the reference signal may be transmitted by sequentially applying rotation.
  • reference signal 1 (RS1) may be transmitted as 1
  • reference signal 2 (RS2) may be transmitted by rotating the reference signal 1 by ⁇ /4.
  • Rotated by 1 and ⁇ /4 Transmitting is only for convenience of description, and does not limit the technical idea of the present invention. Accordingly, it may include rotating the two reference signals equally by an arbitrary phase.
  • a received signal from a receiving device for a reference signal transmitted from a transmitting device may be expressed as one of a range of eight channel phases.
  • the range of the channel phase may be classified according to how much the phase rotation of the received signal received from the receiving device is compared to the original signal transmitted from the transmitting device.
  • the range of each channel phase can be represented by P1 to P8, where the range of the channel phase can be grouped into two groups.
  • the receiving apparatus may classify a 3-bit signal by receiving a data signal and forming a pair by selecting a range of one channel phase from each group based on the generated SAPM.
  • 12 shows an example of a method of classifying a 3-bit signal based on the basis of SAPM. 12 is only for convenience of description, and does not limit the technical idea of the present invention.
  • a channel phase range of a signal received through different reception paths of a reception device belongs to P1 and the other to P6.
  • a total of eight signals can be classified through aggregation of the ranges of the channel phases of the different reception paths.
  • the transmitting device may transmit 3 bits through modulation. By rotating the phase of the symbol in units of ⁇ /4, a total of 8 SAPM-modulated signals can be identified.
  • 13A to 13D show an example of a method of generating a basis of SAPM capable of distinguishing 4 bits. 13A to 13D are only for convenience of description, and do not limit the technical idea of the present invention.
  • the first reference signal may be rotated by 1, and then ⁇ /8 for each reference signal to transmit four consecutive rotated reference signals.
  • the received signal from the receiving device for the four consecutive rotated reference signals transmitted from the transmitting device may be broadly expressed as one of a range of 16 channel phases.
  • the range of the channel phase may be classified according to how much the phase rotation of the received signal received from the receiving device is compared to the original signal transmitted from the transmitting device.
  • the range of each channel phase can be represented by P1 to P16, where the range of the channel phase can be grouped into four groups.
  • First group G1 ⁇ P1,P5,P9,P13 ⁇
  • second group G2 ⁇ P2,P6,P10,P14 ⁇
  • third group G3 ⁇ P3,P7,P11,P15 ⁇
  • fourth group G4 It can be grouped as ⁇ P4,P8,P12,P16 ⁇ . Through this, it is possible to create the basis of the SAPM that can distinguish 4 bits.
  • the receiving device may classify a 4-bit signal by receiving the data signal and forming a pair by selecting a range of one channel phase from each group based on the generated SAPM.
  • 14A and 14B show an example of a method of classifying a 4-bit signal based on the basis of SAPM.
  • 14A and 14B are only for convenience of description, and do not limit the technical idea of the present invention.
  • 14A and 14B it may be assumed that the channel phase ranges of signals received through different reception paths belong to P1, P10, P15, and P4.
  • a total of 16 signals can be classified through an aggregation of the ranges of the channel phases of the different reception paths. Therefore, the transmitting device can transmit 4 bits through modulation. By rotating the symbol phase by ⁇ /8, a total of 16 SAPM-modulated signals can be distinguished.
  • K-bit transmission/reception may be possible by selecting a range of a channel phase from each of the groups and forming a pair to form a spatial set.
  • the transmitting device and the receiving device may perform K-bit modulation and demodulation.
  • the transmitting device may also modulate data to be transmitted through phase rotation.
  • Basic symbols eg reference signals
  • modulation is performed by applying rotation based on the first reference signal, but it is obvious that the above-described methods and embodiments can be applied in the same manner even when rotation is applied based on another reference signal. Also, it can be applied even if the order of the rotated reference signals is changed. It may be set in advance between the transmitting device and the receiving device as to which reference signal to apply rotation based on. All reference signals may be rotated to the same phase.
  • the mapping between the number of bits the transmitting device transmits and the rotational phase may be preset between the transmitting device and the receiving device. For example, when considering a spatially aggregated modulation scheme, a change of one bit may be set to have a maximum distance.
  • the symbol modulated by the SAPM method can be viewed as vector modulation and can be mapped to have a maximum Euclidean distance in the vector domain.
  • 15 shows an example of a signaling procedure of an apparatus for transmitting and receiving a signal based on 1-bit quantization to which the method and embodiment proposed in the present specification can be applied. 15 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • the transmitting device and/or the receiving device operate based on the methods and/or embodiments of the methods 1 to 3 described above.
  • the transmission device may sequentially apply rotation to a plurality of reference signals (S1510).
  • the plurality of reference signals may correspond to symbols (eg, reference signals) known to both the transmitting device and the receiving device.
  • the plurality of reference signals may be rotated at regular intervals based on an arbitrary reference signal to configure the plurality of reference signals.
  • the transmission device may apply rotation so that a change of one bit has a maximum distance.
  • the transmission device may apply the same phase rotation to the plurality of reference signals.
  • the transmitting device may apply rotation based on the first transmitted reference signal. Alternatively, rotation may be applied based on an arbitrary reference signal regardless of the order in which it is transmitted. Alternatively, the transmitting device may inform the receiving device in advance about which signal to rotate based on.
  • the transmitting device may continuously transmit a plurality of rotated reference signals to the receiving device (S1520).
  • the order of the plurality of rotated reference signals may be irrelevant.
  • the receiving device may receive the plurality of rotated reference signals and classify a range of a channel phase based on the plurality of rotated reference signals (S1530).
  • the range of the channel phase may vary in intervals classified according to the number of bits of signals to be transmitted/received. For example, the receiving device adjusts the range of the channel phase according to the position where the received reference signal is displayed on the constellation diagram. from Total up It is possible to distinguish the range of the channel phase corresponding to the number.
  • the range of the channel phase may be classified according to how much the phase rotation of the received signal received from the receiving device is compared to the reference signal transmitted from the transmitting device. In other words, the range of the channel phase may be classified according to how much phase rotation of the plurality of reference signals is received compared to the original signal.
  • the receiving device may group the phase ranges of the channels (S1540). For example, the gun If the range of the phase of the channel corresponding to the dog is divided, Can be grouped into groups of dogs. Each group may consist of ranges of the channel phase according to Equation 6 above. One group may consist of four channel phase ranges.
  • the transmitting device may transmit a data signal to the receiving device (S1550).
  • the data signal may correspond to a signal of 3 bits or more, and may be a signal modulated according to a spatially aggregated phase modulation method.
  • a symbol to be transmitted may be transmitted by applying phase rotation.
  • the phase rotation may be applied at an interval corresponding to the rotational phase unit of the reference signal.
  • the receiving device may receive the data signal from the transmitting device and perform decoding on the basis of the SAPM (S1560).
  • the decoding may be performed on the basis of selecting and combining channel phase ranges one by one from each group grouped in step S1540.
  • 16 shows an example of a flowchart of an operation of an apparatus for transmitting and receiving signals based on 1-bit quantization to which the method and embodiment proposed in the present specification can be applied. 16 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • the transmitting device and/or the receiving device operate based on the methods and/or embodiments of the methods 1 to 3 described above.
  • the receiving device may continuously receive a plurality of reference signals from the transmitting device (S1610).
  • the plurality of reference signals may correspond to symbols (eg, reference signals) known to both the transmitting device and the receiving device.
  • rotation may be sequentially applied to the plurality of reference signals.
  • the plurality of reference signals may be configured by rotating at regular intervals based on an arbitrary reference signal.
  • the predetermined interval may be related to the number of bits of signals to be transmitted and received.
  • a reference signal rotated in units of ⁇ /4 may be transmitted.
  • a reference signal rotated in units of ⁇ /8 may be transmitted.
  • Reference signals rotated in units may be sequentially transmitted in succession.
  • rotation may be applied based on the first transmitted reference signal.
  • rotation may be applied based on an arbitrary reference signal regardless of the order in which it is transmitted.
  • the arbitrary reference signal which is the basis of the rotation application, may be preset between the transmitting device and the receiving device.
  • the receiving device may classify a range of a channel phase based on the plurality of reference signals (S1620).
  • the range of the channel phase may vary in intervals classified according to the number of bits of signals to be transmitted/received. For example, when transmitting and receiving a 3-bit signal, it may be divided into a range of eight channel phases. When transmitting and receiving a 4-bit signal, it can be divided into a range of 16 channel phases.
  • the receiving device adjusts the range of the channel phase according to the position where the received reference signal is displayed on the constellation diagram. From Total up It is possible to distinguish the range of the channel phase corresponding to the number.
  • the range of the channel phase may be classified according to how much the phase rotation of the received signal received from the receiving device is compared to the reference signal transmitted from the transmitting device. In other words, the range of the channel phase may be classified according to how much phase rotation of the plurality of reference signals is received compared to the original signal.
  • the receiving device may group the phase ranges of the channels (S1630). For example, the gun If the range of the phase of the channel corresponding to the dog is divided, Can be grouped into groups of dogs. Each group may consist of ranges of the channel phase according to Equation 6 above. One group may consist of four channel phase ranges.
  • the receiving device may receive a data signal from the transmitting device (S1640).
  • the data signal may correspond to a signal of 3 bits or more, and may be a signal modulated according to a spatially aggregated phase modulation method.
  • the data signal may be rotated and modulated according to a phase of an interval such that a change of one bit (or an interval between bits) has a maximum distance according to a spatially aggregated phase modulation method.
  • the receiving device may perform decoding on the basis of the SAPM.
  • the decoding may be performed on the basis of selecting and combining the channel phase ranges one by one from each group grouped in step S1630. If a reception path corresponding to a specific group does not exist, demodulation may not be possible.
  • the first group G1 ⁇ P1,P5,P9,P13 ⁇
  • the signal modulated by the SAPM method may not be properly demodulated. Therefore, when such a case occurs, the receiving device may report to the transmitting device later.
  • FIG. 17 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • a wireless communication system may include a first device 1710 and a second device 1720.
  • the first device 1710 includes a base station, a network node, a transmission terminal, a reception terminal, a transmission device, a reception device, a wireless device, a wireless communication device, a vehicle, a vehicle equipped with an autonomous driving function, a connected car, Drone (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI (Artificial Intelligence) module, robot, AR (Augmented Reality) device, VR (Virtual Reality) device, MR (Mixed Reality) device, hologram device, public safety device, MTC device, IoT It may be a device, a medical device, a fintech device (or a financial device), a security device, a climate/environment device, a device related to 5G service, or a device related to the fourth industrial revolution field.
  • Drone Unmanned Aerial Vehicle, UAV
  • AI Artificial Intelligence
  • robot AR (Augmented Reality) device, VR (Virtual Reality) device, MR (Mixed Reality) device, hologram device
  • the second device 1720 includes a base station, a network node, a transmission terminal, a reception terminal, a transmission device, a reception device, a wireless device, a wireless communication device, a vehicle, a vehicle equipped with an autonomous driving function, a connected car, Drone (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI (Artificial Intelligence) module, robot, AR (Augmented Reality) device, VR (Virtual Reality) device, MR (Mixed Reality) device, hologram device, public safety device, MTC device, IoT It may be a device, a medical device, a fintech device (or a financial device), a security device, a climate/environment device, a device related to 5G service, or a device related to the fourth industrial revolution field.
  • Drone Unmanned Aerial Vehicle, UAV
  • AI Artificial Intelligence
  • robot AR (Augmented Reality) device, VR (Virtual Reality) device, MR (Mixed Reality) device, hologram device
  • the terminal is a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, and a tablet.
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • PC tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device wearable device, for example, a watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)
  • the HMD may be a display device worn on the head.
  • HMD can be used to implement VR, AR or MR.
  • a drone may be a vehicle that is not human and is flying by a radio control signal.
  • the VR device may include a device that implements an object or a background of a virtual world.
  • the AR device may include a device that connects and implements an object or background of a virtual world, such as an object or background of the real world.
  • the MR device may include a device that combines and implements an object or background of a virtual world, such as an object or background of the real world.
  • the hologram device may include a device that implements a 360-degree stereoscopic image by recording and reproducing stereoscopic information by utilizing an interference phenomenon of light generated by the encounter of two laser lights called holography.
  • the public safety device may include an image relay device or an image device wearable on a user's human body.
  • the MTC device and the IoT device may be devices that do not require direct human intervention or manipulation.
  • the MTC device and the IoT device may include a smart meter, a bending machine, a thermometer, a smart light bulb, a door lock, or various sensors.
  • the medical device may be a device used for the purpose of diagnosing, treating, alleviating, treating or preventing a disease.
  • the medical device may be a device used for the purpose of diagnosing, treating, alleviating or correcting an injury or disorder.
  • a medical device may be a device used for the purpose of examining, replacing or modifying a structure or function.
  • the medical device may be a device used for the purpose of controlling pregnancy.
  • the medical device may include a device for treatment, a device for surgery, a device for (extra-corporeal) diagnosis, a device for hearing aid or a procedure.
  • the security device may be a device installed to prevent a risk that may occur and maintain safety.
  • the security device may be a camera, CCTV, recorder, or black box.
  • the fintech device may be a device capable of providing financial services such as mobile payment.
  • the fintech device may include a payment device or a point of sales (POS).
  • the climate/environment device may include a device that monitors or predicts the climate/environment.
  • the first device 1710 may include at least one or more processors such as the processor 1711, at least one or more memories such as the memory 1712, and at least one or more transceivers such as the transceiver 1713.
  • the processor 1711 may perform the functions, procedures, and/or methods described above.
  • the processor 1711 may perform one or more protocols.
  • the processor 1711 may perform one or more layers of an air interface protocol.
  • the memory 1712 is connected to the processor 1711 and may store various types of information and/or commands.
  • the transceiver 1713 is connected to the processor 1711 and may be controlled to transmit and receive radio signals.
  • the processor 1711 may control the transceiver 1713 to continuously transmit a plurality of reference signals to the second device 1720 (S1520).
  • the plurality of reference signals may correspond to symbols (eg, reference signals) known to both the transmitting device and the receiving device.
  • rotation may be sequentially applied to the plurality of reference signals (s1510).
  • the plurality of reference signals may be configured by rotating at regular intervals based on an arbitrary reference signal.
  • the predetermined interval may be related to the number of bits of signals to be transmitted and received.
  • Reference signals rotated in units may be sequentially transmitted in succession.
  • the constant interval may be set so that a change of one bit has a maximum distance.
  • rotation may be applied based on the first transmitted reference signal.
  • rotation may be applied based on an arbitrary reference signal regardless of the order in which it is transmitted.
  • the arbitrary reference signal which is the basis of the rotation application, may be preset between the transmitting device and the receiving device.
  • the processor 1711 may control the transceiver 1713 to transmit a data signal to the second device 1720 (S1550).
  • the data signal may correspond to a signal of 3 bits or more, and may be a signal modulated according to a spatially aggregated phase modulation method.
  • the phase of the symbol A data signal can be transmitted through modulation and encoding by applying rotation in units.
  • the second device 1720 may include at least one processor such as a processor 1721, at least one memory device such as a memory 1722, and at least one transceiver such as a transceiver 1923.
  • the processor 1721 may perform the above-described functions, procedures, and/or methods.
  • the processor 1721 may implement one or more protocols.
  • the processor 1721 may implement one or more layers of a radio interface protocol.
  • the memory 1722 is connected to the processor 1721 and may store various types of information and/or commands.
  • the transceiver 1723 may be connected to the processor 1721 and controlled to transmit and receive wireless signals.
  • the processor 1721 may control the transceiver 1723 to receive a plurality of reference signals from the first device 1710 and classify a range of a channel phase based on the received reference signals (S1530). ).
  • the range of the channel phase may vary in intervals classified according to the number of bits of signals to be transmitted/received.
  • the receiving device adjusts the range of the channel phase according to the position where the received reference signal is displayed on the constellation diagram. from Total up It is possible to distinguish the range of the channel phase corresponding to the number.
  • the processor 1721 may group the phase ranges of the channels (S1540). For example, the gun If the range of the phase of the channel corresponding to the dog is divided, Can be grouped into groups of dogs.
  • the processor 1721 may control the transceiver 1723 to receive a data signal from the first device 1710 (S1550) and perform decoding based on the SAPM (S1560).
  • the data signal may correspond to a signal of 3 bits or more, and may be a signal modulated according to a spatially aggregated phase modulation method.
  • the decoding may be performed on the basis of selecting and combining channel phase ranges one by one from each group grouped on the basis of the SAPM. If a reception path corresponding to a specific group does not exist, demodulation may not be possible. In this case, the processor 1721 may control the transceiver 1923 and report it to the second device.
  • FIG. 18 is another example of a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • a wireless communication system includes a base station 1810 and a plurality of terminals 1820 located within the base station area.
  • the base station may be represented as a transmitting device, and the terminal may be represented as a receiving device, and vice versa.
  • the base station and the terminal are processor (processor, 1811, 1821), memory (memory, 1814, 1824), one or more Tx/Rx RF module (radio frequency module, 1815, 1825), Tx processor (1812, 1822), Rx processor ( 1813, 1823) and antennas 1816, 1826.
  • the processor implements the previously salpin functions, processes and/or methods. More specifically, in DL (base station to terminal communication), higher layer packets from the core network are provided to the processor 1811.
  • the processor implements the functions of the L2 layer.
  • the processor provides multiplexing and radio resource allocation between logical channels and transport channels to the terminal 1820, and is responsible for signaling to the terminal.
  • the transmit (TX) processor 1812 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer).
  • the signal processing function facilitates forward error correction (FEC) in the terminal, and includes coding and interleaving.
  • FEC forward error correction
  • the coded and modulated symbols are divided into parallel streams, each stream is mapped to an OFDM subcarrier, multiplexed with a reference signal (RS) in the time and/or frequency domain, and uses Inverse Fast Fourier Transform (IFFT). These are combined together to create a physical channel carrying a time domain OFDMA symbol stream.
  • RS reference signal
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the OFDM stream is spatially precoded to produce multiple spatial streams.
  • Each spatial stream may be provided to a different antenna 1816 via a separate Tx/Rx module (or transceiver 1815).
  • Each Tx/Rx module can modulate the RF carrier with each spatial stream for transmission.
  • each Tx/Rx module (or transceiver, 1825) receives a signal through each antenna 1826 of each Tx/Rx module.
  • Each Tx/Rx module restores information modulated by an RF carrier and provides the information to the reception (RX) processor 1823.
  • the RX processor implements a variety of layer 1 signal processing functions.
  • the RX processor may perform spatial processing on the information to recover an arbitrary spatial stream directed to the terminal.
  • multiple spatial streams are directed to the terminal, they can be combined into a single OFDMA symbol stream by multiple RX processors.
  • the RX processor transforms the OFDMA symbol stream from time domain to frequency domain using Fast Fourier Transform (FFT).
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the frequency domain signal contains a separate OFDMA symbol stream for each subcarrier of the OFDM signal.
  • the symbols and reference signal on each subcarrier are reconstructed and demodulated by determining the most probable signal constellation points transmitted by the base station. These soft decisions can be based on channel estimate values.
  • the soft decisions are decoded and deinterleaved to restore the data and control signal originally transmitted by the base station on the physical channel. Corresponding data and control signals are provided to the processor 1821.
  • Each Tx/Rx module 1825 receives a signal through a respective antenna 1826.
  • Each Tx/Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 1823.
  • the processor 1821 may be associated with a memory 1824 that stores program codes and data.
  • the memory may be referred to as a computer-readable medium.
  • FIG 19 shows an AI device 1900 according to an embodiment of the present invention.
  • AI devices 1900 include TVs, projectors, mobile phones, smartphones, desktop computers, notebook computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation, tablet PCs, wearable devices, and set-top boxes (STBs). ), a DMB receiver, a radio, a washing machine, a refrigerator, a desktop computer, a digital signage, a robot, a vehicle, and the like.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • STBs set-top boxes
  • the terminal 1900 includes a communication unit 1910, an input unit 1920, a learning processor 1930, a sensing unit 1940, an output unit 1950, a memory 1970, a processor 1980, and the like. Can include.
  • the communication unit 1910 may transmit and receive data with external devices such as other AI devices 2100a to 2100e or the AI server 2000 by using wired/wireless communication technology.
  • the communication unit 1910 may transmit and receive sensor information, a user input, a learning model, and a control signal with external devices.
  • GSM Global System for Mobile communication
  • CDMA Code Division Multi Access
  • LTE Long Term Evolution
  • WLAN Wireless LAN
  • Wi-Fi Wireless-Fidelity
  • BluetoothTM Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • ZigBee ZigBee
  • NFC Near Field Communication
  • the input unit 1920 may acquire various types of data.
  • the input unit 1920 may include a camera for inputting an image signal, a microphone for receiving an audio signal, and a user input unit for receiving information from a user.
  • a camera or microphone for treating a camera or microphone as a sensor, a signal obtained from the camera or microphone may be referred to as sensing data or sensor information.
  • the input unit 1920 may acquire training data for model training and input data to be used when acquiring an output by using the training model.
  • the input unit 1920 may obtain unprocessed input data, and in this case, the processor 1980 or the running processor 1930 may extract an input feature as a preprocess for the input data.
  • the learning processor 1930 may train a model composed of an artificial neural network using the training data.
  • the learned artificial neural network may be referred to as a learning model.
  • the learning model can be used to infer a result value for new input data other than the training data, and the inferred value can be used as a basis for a decision to perform a certain operation.
  • the learning processor 1930 may perform AI processing together with the learning processor 2040 of the AI server 200.
  • the learning processor 1930 may include a memory integrated or implemented in the AI device 1900.
  • the learning processor 1930 may be implemented using a memory 1970, an external memory directly coupled to the AI device 1900, or a memory maintained in an external device.
  • the sensing unit 1940 may acquire at least one of internal information of the AI device 1900, information on the surrounding environment of the AI device 1900, and user information by using various sensors.
  • the sensors included in the sensing unit 1940 include proximity sensors, illumination sensors, acceleration sensors, magnetic sensors, gyro sensors, inertial sensors, RGB sensors, IR sensors, fingerprint recognition sensors, ultrasonic sensors, optical sensors, microphones, and lidars. , Radar, etc.
  • the output unit 1950 may generate output related to visual, auditory, or tactile sense.
  • the output unit 1950 may include a display unit outputting visual information, a speaker outputting auditory information, a haptic module outputting tactile information, and the like.
  • the memory 1970 may store data supporting various functions of the AI device 1900.
  • the memory 1970 may store input data, training data, training models, training history, and the like acquired from the input unit 1920.
  • the processor 1980 may determine at least one executable operation of the AI device 1900 based on information determined or generated using a data analysis algorithm or a machine learning algorithm. In addition, the processor 1980 may perform a determined operation by controlling the components of the AI device 1900.
  • the processor 1980 may request, search, receive, or utilize data of the learning processor 1930 or the memory 1970, and perform a predicted or desirable operation among the at least one executable operation.
  • the components of the AI device 1900 can be controlled to run.
  • the processor 1980 may generate a control signal for controlling the corresponding external device and transmit the generated control signal to the corresponding external device.
  • the processor 1980 may obtain intention information for a user input, and determine a user's requirement based on the obtained intention information.
  • the processor 1980 uses at least one of a Speech To Text (STT) engine for converting a speech input into a character string or a Natural Language Processing (NLP) engine for obtaining intention information of a natural language. Intention information corresponding to the input can be obtained.
  • STT Speech To Text
  • NLP Natural Language Processing
  • At this time, at least one or more of the STT engine and the NLP engine may be composed of an artificial neural network, at least partially trained according to a machine learning algorithm. And, at least one of the STT engine or the NLP engine is learned by the learning processor 1930, learned by the learning processor 2040 of the AI server 2000, or learned by distributed processing thereof. Can be.
  • the processor 1980 collects history information including user feedback on the operation content or operation of the AI device 1900 and stores it in the memory 1970 or the learning processor 1930, or the AI server 2000 Can be transferred to an external device.
  • the collected history information can be used to update the learning model.
  • the processor 1980 may control at least some of the components of the AI device 1900 in order to drive the application program stored in the memory 1970. Further, the processor 1980 may operate by combining two or more of the components included in the AI device 1900 to drive the application program.
  • FIG 20 shows an AI server 2000 according to an embodiment of the present invention.
  • the AI server 2000 may refer to a device that trains an artificial neural network using a machine learning algorithm or uses the learned artificial neural network.
  • the AI server 2000 may be configured with a plurality of servers to perform distributed processing, or may be defined as a 5G network.
  • the AI server 2000 may be included as a part of the AI device 1900 to perform at least part of AI processing together.
  • the AI server 2000 may include a communication unit 2010, a memory 2030, a learning processor 2040, a processor 2060, and the like.
  • the communication unit 2010 may transmit and receive data with an external device such as the AI device 1900.
  • the memory 2030 may include a model storage unit 2031.
  • the model storage unit 2031 may store a model (or artificial neural network, 2031a) being trained or trained through the learning processor 2040.
  • the learning processor 2040 may train the artificial neural network 2031a using the training data.
  • the learning model may be used while being mounted on the AI server 2000 of an artificial neural network, or may be mounted on an external device such as the AI device 1900 and used.
  • the learning model can be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. When part or all of the learning model is implemented in software, one or more instructions constituting the learning model may be stored in the memory 2030.
  • the processor 2060 may infer a result value for new input data using the learning model, and generate a response or a control command based on the inferred result value.
  • FIG 21 shows an AI system 2100 according to an embodiment of the present invention.
  • the AI system 2100 includes at least one of an AI server 2000, a robot 2100a, an autonomous vehicle 2100b, an XR device 2100c, a smartphone 2100d, or a home appliance 2100e. It is connected with this cloud network 2110.
  • the robot 2100a to which the AI technology is applied, the autonomous vehicle 2100b, the XR device 2100c, the smart phone 2100d, or the home appliance 2100e may be referred to as AI devices 2100a to 2100e.
  • the cloud network 2110 may constitute a part of the cloud computing infrastructure or may mean a network that exists in the cloud computing infrastructure.
  • the cloud network 2110 may be configured using a 3G network, a 4G or long term evolution (LTE) network, or a 5G network.
  • LTE long term evolution
  • the devices 2100a to 2100e and 2000 constituting the AI system 2100 may be connected to each other through the cloud network 2110.
  • the devices 2100a to 2100e and 2000 may communicate with each other through a base station, but may communicate with each other directly without through a base station.
  • the AI server 2000 may include a server that performs AI processing and a server that performs an operation on big data.
  • the AI server 2000 includes at least one of a robot 2100a, an autonomous vehicle 2100b, an XR device 2100c, a smartphone 2100d, or a home appliance 2100e, which are AI devices constituting the AI system 2100. It is connected through the cloud network 2110 and may help at least part of the AI processing of the connected AI devices 2100a to 2100e.
  • the AI server 2000 may train an artificial neural network according to a machine learning algorithm in place of the AI devices 2100a to 2100e, and may directly store the learning model or transmit it to the AI devices 2100a to 2100e.
  • the AI server 2000 receives input data from the AI devices 2100a to 2100e, infers a result value for the received input data using a learning model, and provides a response or control command based on the inferred result value. It can be generated and transmitted to the AI devices 2100a to 2100e.
  • the AI devices 2100a to 2100e may infer a result value for input data using a direct learning model and generate a response or a control command based on the inferred result value.
  • the AI devices 2100a to 2100e illustrated in FIG. 21 may be viewed as a specific example of the AI device 1900 illustrated in FIG. 19.
  • the robot 2100a is applied with AI technology and may be implemented as a guide robot, a transport robot, a cleaning robot, a wearable robot, an entertainment robot, a pet robot, an unmanned flying robot, and the like.
  • the robot 2100a may include a robot control module for controlling an operation, and the robot control module may refer to a software module or a chip implementing the same as hardware.
  • the robot 2100a acquires status information of the robot 2100a using sensor information acquired from various types of sensors, detects (recognizes) the surrounding environment and objects, generates map data, or moves paths and travels. It can decide a plan, decide a response to user interaction, or decide an action.
  • the robot 2100a may use sensor information acquired from at least one sensor from among a lidar, a radar, and a camera in order to determine a moving route and a driving plan.
  • the robot 2100a may perform the above operations using a learning model composed of at least one artificial neural network.
  • the robot 2100a may recognize a surrounding environment and an object using a learning model, and may determine an operation using the recognized surrounding environment information or object information.
  • the learning model may be directly learned by the robot 2100a or learned by an external device such as the AI server 2000.
  • the robot 2100a may perform an operation by generating a result using a direct learning model, but it transmits sensor information to an external device such as the AI server 2000 and performs the operation by receiving the result generated accordingly. You may.
  • the robot 2100a determines a movement path and a driving plan using at least one of map data, object information detected from sensor information, or object information acquired from an external device, and controls the driving unit to determine the determined movement path and travel plan. Accordingly, the robot 2100a can be driven.
  • the map data may include object identification information on various objects arranged in a space in which the robot 2100a moves.
  • the map data may include object identification information on fixed objects such as walls and doors and movable objects such as flower pots and desks.
  • the object identification information may include a name, type, distance, and location.
  • the robot 2100a may perform an operation or run by controlling a driving unit based on a user's control/interaction.
  • the robot 2100a may acquire interaction intention information according to a user's motion or voice speech, and determine a response based on the acquired intention information to perform the operation.
  • the autonomous vehicle 2100b may be implemented as a mobile robot, vehicle, or unmanned aerial vehicle by applying AI technology.
  • the autonomous driving vehicle 2100b may include an autonomous driving control module for controlling an autonomous driving function, and the autonomous driving control module may refer to a software module or a chip implementing the same as hardware.
  • the autonomous driving control module may be included inside as a configuration of the autonomous driving vehicle 2100b, but may be configured as separate hardware and connected to the exterior of the autonomous driving vehicle 2100b.
  • the autonomous driving vehicle 2100b acquires status information of the autonomous driving vehicle 2100b using sensor information obtained from various types of sensors, detects (recognizes) surrounding environments and objects, or generates map data, It is possible to determine a travel route and a driving plan, or to determine an action.
  • the autonomous vehicle 2100b may use sensor information obtained from at least one sensor among a lidar, a radar, and a camera, similar to the robot 2100a, in order to determine a moving route and a driving plan.
  • the autonomous vehicle 2100b may recognize an environment or object in an area where the field of view is obscured or an area greater than a certain distance by receiving sensor information from external devices or directly recognized information from external devices. .
  • the autonomous vehicle 2100b may perform the above operations using a learning model composed of at least one artificial neural network.
  • the autonomous vehicle 2100b may recognize a surrounding environment and an object using a learning model, and may determine a driving movement using the recognized surrounding environment information or object information.
  • the learning model may be directly learned by the autonomous vehicle 2100b or learned by an external device such as the AI server 2000.
  • the autonomous vehicle 2100b may perform an operation by generating a result using a direct learning model, but it operates by transmitting sensor information to an external device such as the AI server 2000 and receiving the result generated accordingly. You can also do
  • the autonomous vehicle 2100b determines a movement path and a driving plan using at least one of map data, object information detected from sensor information, or object information acquired from an external device, and controls the driving unit to determine the determined movement path and driving.
  • the autonomous vehicle 2100b can be driven according to a plan.
  • the map data may include object identification information on various objects arranged in a space (eg, a road) in which the autonomous vehicle 2100b travels.
  • the map data may include object identification information on fixed objects such as street lights, rocks, and buildings, and movable objects such as vehicles and pedestrians.
  • the object identification information may include a name, type, distance, and location.
  • the autonomous vehicle 2100b may perform an operation or drive by controlling a driving unit based on a user's control/interaction.
  • the autonomous vehicle 2100b may acquire information on intention of interaction according to a user's motion or voice utterance, and determine a response based on the acquired intention information to perform an operation.
  • the XR device 2100c is equipped with AI technology, such as HMD (Head-Mount Display), vehicle-mounted HUD (Head-Up Display), TV, mobile phone, smart phone, computer, wearable device, home appliance, digital signage. , A vehicle, a fixed robot, or a mobile robot.
  • AI technology such as HMD (Head-Mount Display), vehicle-mounted HUD (Head-Up Display), TV, mobile phone, smart phone, computer, wearable device, home appliance, digital signage.
  • a vehicle a fixed robot, or a mobile robot.
  • the XR device 2100c analyzes 3D point cloud data or image data acquired through various sensors or from an external device to generate location data and attribute data for 3D points, thereby providing information on surrounding spaces or real objects.
  • the XR object to be acquired and output can be rendered and output.
  • the XR apparatus 2100c may output an XR object including additional information on the recognized object in correspondence with the recognized object.
  • the XR device 2100c may perform the above operations by using a learning model composed of at least one artificial neural network.
  • the XR apparatus 2100c may recognize a real object from 3D point cloud data or image data using a learning model, and may provide information corresponding to the recognized real object.
  • the learning model may be directly learned by the XR device 2100c or learned by an external device such as the AI server 2000.
  • the XR device 2100c may perform an operation by generating a result using a direct learning model, but it transmits sensor information to an external device such as the AI server 2000 and receives the generated result to perform the operation. You can also do it.
  • the robot 2100a may be implemented as a guide robot, a transport robot, a cleaning robot, a wearable robot, an entertainment robot, a pet robot, an unmanned flying robot, etc. by applying AI technology and autonomous driving technology.
  • the robot 2100a to which AI technology and autonomous driving technology are applied may refer to a robot having an autonomous driving function or a robot 2100a interacting with the autonomous driving vehicle 2100b.
  • the robot 2100a having an autonomous driving function may collectively refer to devices that move by themselves according to a given movement line without the user's control or by determining the movement line by themselves.
  • the robot 2100a having an autonomous driving function and the autonomous driving vehicle 2100b may use a common sensing method to determine one or more of a moving route or a driving plan.
  • the robot 2100a having an autonomous driving function and the autonomous driving vehicle 2100b may determine one or more of a movement route or a driving plan by using information sensed through a lidar, a radar, and a camera.
  • the robot 2100a interacting with the autonomous vehicle 2100b exists separately from the autonomous vehicle 2100b and is linked to an autonomous driving function inside or outside the autonomous vehicle 2100b, or ), you can perform an operation associated with the user on board.
  • the robot 2100a interacting with the autonomous driving vehicle 2100b acquires sensor information on behalf of the autonomous driving vehicle 2100b and provides it to the autonomous driving vehicle 2100b, or acquires sensor information and information about surrounding environment or By generating object information and providing it to the autonomous vehicle 2100b, it is possible to control or assist the autonomous driving function of the autonomous vehicle 2100b.
  • the robot 2100a interacting with the autonomous vehicle 2100b may monitor a user boarding the autonomous vehicle 2100b or control functions of the autonomous vehicle 2100b through interaction with the user. .
  • the robot 2100a may activate an autonomous driving function of the autonomous driving vehicle 2100b or assist in controlling a driving unit of the autonomous driving vehicle 2100b.
  • the functions of the autonomous driving vehicle 2100b controlled by the robot 2100a may include not only an autonomous driving function, but also functions provided by a navigation system or an audio system provided inside the autonomous driving vehicle 2100b.
  • the robot 2100a interacting with the autonomous vehicle 2100b may provide information or assist a function to the autonomous vehicle 2100b from outside the autonomous vehicle 2100b.
  • the robot 2100a may provide traffic information including signal information to the autonomous vehicle 2100b, such as a smart traffic light, or interact with the autonomous driving vehicle 2100b, such as an automatic electric charger of an electric vehicle. You can also automatically connect an electric charger to the charging port.
  • the robot 2100a may be implemented as a guide robot, a transport robot, a cleaning robot, a wearable robot, an entertainment robot, a pet robot, an unmanned flying robot, a drone, etc. by applying AI technology and XR technology.
  • the robot 2100a to which the XR technology is applied may refer to a robot that is an object of control/interaction in an XR image.
  • the robot 2100a is distinguished from the XR device 2100c and may be interlocked with each other.
  • the robot 2100a which is the object of control/interaction in the XR image, acquires sensor information from sensors including a camera
  • the robot 2100a or the XR device 2100c generates an XR image based on the sensor information.
  • the XR device 2100c may output the generated XR image.
  • the robot 2100a may operate based on a control signal input through the XR device 2100c or a user's interaction.
  • the user can check the XR image corresponding to the viewpoint of the robot 2100a linked remotely through an external device such as the XR device 2100c, and adjust the autonomous driving path of the robot 2100a through interaction.
  • You can control motion or driving, or check information on surrounding objects.
  • the autonomous vehicle 2100b may be implemented as a mobile robot, vehicle, or unmanned aerial vehicle by applying AI technology and XR technology.
  • the autonomous driving vehicle 2100b to which the XR technology is applied may refer to an autonomous driving vehicle including a means for providing an XR image, or an autonomous driving vehicle that is an object of control/interaction within the XR image.
  • the autonomous vehicle 2100b, which is an object of control/interaction in the XR image is distinguished from the XR device 2100c and may be interlocked with each other.
  • the autonomous vehicle 2100b having a means for providing an XR image may obtain sensor information from sensors including a camera, and may output an XR image generated based on the acquired sensor information.
  • the autonomous vehicle 2100b may provide a real object or an XR object corresponding to an object in a screen to the occupant by outputting an XR image with a HUD.
  • the XR object when the XR object is output to the HUD, at least a part of the XR object may be output to overlap the actual object facing the occupant's gaze.
  • the XR object when the XR object is output on a display provided inside the autonomous vehicle 2100b, at least a part of the XR object may be output to overlap an object in the screen.
  • the autonomous vehicle 2100b may output XR objects corresponding to objects such as lanes, other vehicles, traffic lights, traffic signs, motorcycles, pedestrians, and buildings.
  • the autonomous driving vehicle 2100b which is an object of control/interaction in the XR image, acquires sensor information from sensors including a camera
  • the autonomous driving vehicle 2100b or the XR device 2100c is based on the sensor information.
  • An XR image is generated, and the XR device 2100c may output the generated XR image.
  • the autonomous vehicle 2100b may operate based on a control signal input through an external device such as the XR device 2100c or a user's interaction.
  • an embodiment of the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention provides one or more ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), and FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in a memory and driven by a processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor through various known means.
  • the method of transmitting/receiving signals in the wireless communication system of the present invention has been described centering on an example applied to a 3GPP LTE/LTE-A system and a 5G system (New RAT system), but can be applied to various wireless communication systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치가 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 방법은 송신 장치로부터, 다수의 기준 신호를 연속적으로 수신하는 단계; 상기 다수의 기준 신호를 기반으로 채널 위상의 범위를 구분하는 단계; 상기 채널 위상의 범위를 그룹화하여 2개 이상의 그룹을 형성하는 단계; 및 상기 송신 장치로부터, 데이터 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 1-비트 양자화(quantization)에 기반하는 통신 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 발명에서는 에너지 효율을 고려한 1-비트 양자화에 기반하는 신호 송수신 방법을 제안한다.
구체적으로, 본 발명에서는 단일 캐리어 기반으로 1-비트 차등(differential) 위상 천이 변조 및 복조 기법을 활용한 데이터 송수신 방법 및 채널 품질 측정 방법을 제안한다.
또한, 본 발명에서는 측정된 채널 품질을 활용한 링크 적응적 송수신 기법을 제안한다.
또한, 본 발명에서는 1-비트 양자화에 기반하면서도 처리 가능한 데이터 비트 수를 확장하기 위하여 공간적으로 집합된 위상 변조 (Spatially Aggregated Phase Modulation, SAPM)기법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치가 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 송신 장치로부터, 다수의 기준 신호를 연속적으로 수신하는 단계; 상기 다수의 기준 신호를 기반으로 채널 위상의 범위를 구분하는 단계; 상기 채널 위상의 범위를 그룹화하여 2개 이상의 그룹을 형성하는 단계; 및 상기 송신 장치로부터, 데이터 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 다수의 기준 신호는 임의의 기준 신호를 기준으로 일정한 간격으로 회전하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 일정한 간격은 상기 데이터 신호의 비트 수와 관련될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 일정한 간격은 한 비트의 변화가 최대 거리를 가지도록 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 임의의 기준 신호는 송신 장치와 수신 장치 간 미리 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 채널 위상의 범위는 상기 다수의 기준 신호가 원래(Original) 신호 대비 얼마만큼 위상 회전이 되어 수신되었는지에 따라 구분될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 2개 이상의 그룹의 각 그룹은 4개의 채널 위상의 범위로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 데이터 신호를 디코딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 2개 이상의 그룹의 각 그룹에서 각각 하나의 채널 위상의 범위를 선택하여 결합한 것을 기초로 상기 데이터 신호를 디코딩할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 2개 이상의 그룹의 각 그룹에서 각각 하나의 채널 위상 범위를 선택하지 못한 경우, 상기 송신 장치로 해당 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 데이터 신호는 위상 회전에 기초하여 구분되는 3 비트 이상의 신호에 해당할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 장치에 있어서, 수신 장치는 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛과, 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 송신 장치로부터 다수의 기준 신호를 연속적으로 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어하고, 상기 다수의 기준 신호를 기반으로 채널 위상의 범위를 구분하며, 상기 채널 위상의 범위를 그룹화하여 2개 이상의 그룹을 형성하고, 상기 송신 장치로부터 데이터 신호를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 장치에 있어서, 상기 프로세서는 4개 단위로 상기 채널 위상의 범위를 그룹화하여 상기 2개 이상의 그룹을 구성하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 장치에 있어서, 상기 프로세서는 상기 데이터 신호의 디코딩을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 장치에 있어서, 상기 프로세서는 상기 2개 이상의 그룹의 각 그룹에서 각각 하나의 채널 위상의 범위를 선택하여 결합한 것을 기초로 상기 데이터 신호를 디코딩할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 1-비트 양자화(quantization)에 기반하는 송수신 방법을 통해 시스템의 전력 소모를 개선할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 1-비트 양자화(quantization)에 기반하면서도 더 많은 비트 수의 데이터 처리가 가능할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 3은 NR 시스템에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
도 6은 송신단 및 수신단의 블록도의 일례를 나타낸 도이다.
도 7은 64x64 2차원 안테나와 각 안테나와 연결된 1-비트 ADC(analog to digital converter)를 포함하는 수신 장치의 일례를 나타낸다.
도 8은 DBPSK 방식의 변조가 수행되는 일례를 나타낸다.
도 9는 수신 장치에서 수신된 부호화된 신호가 1-비트 ADC를 통과한 결과의 일례를 나타낸다.
도 10은 심볼 구조의 일례를 나타낸다.
도 11은 수신 장치에서 채널 복조를 거쳐 1-비트 ADC를 통과 후의 출력 신호의 일례를 나타낸다.
도 12는 SAPM의 기초에 기반하여 3 비트의 신호를 구분하는 방법의 일례를 나타낸다.
도 13a 내지 도 13d는 4 비트를 구분할 수 있는 SAPM의 기초를 생성하는 방법의 일례를 나타낸다.
도 14a와 도 14b는 SAPM의 기초에 기반하여 4 비트의 신호를 구분하는 방법의 일례를 나타낸다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법 및 실시 예가 적용될 수 있는 1-비트 양자화에 기반하여 신호를 송수신하는 장치의 시그널링 절차의 일례를 나타낸다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법 및 실시 예가 적용될 수 있는 1-비트 양자화에 기반하여 신호를 송수신하는 장치의 동작 순서도의 일례를 나타낸다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 장치(1900)를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 서버(200)를 나타낸다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(2100)을 나타낸다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다. 기지국은 제 1 통신 장치로, 단말은 제 2 통신 장치로 표현될 수도 있다. 기지국(BS: Base Station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(Next Generation NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), 네트워크(5G 네트워크), AI 시스템, RSU(road side unit), 차량(vehicle), 로봇, 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR(Augmented Reality)장치, VR(Virtual Reality)장치 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(Terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치, 차량(vehicle), 로봇(robot), AI 모듈, 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR(Augmented Reality)장치, VR(Virtual Reality)장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA, FDMA, TDMA, OFDMA, SC-FDMA 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이고 LTE-A(Advanced)/LTE-A pro는 3GPP LTE의 진화된 버전이다. 3GPP NR(New Radio or New Radio Access Technology)는 3GPP LTE/LTE-A/LTE-A pro의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(예, LTE-A, NR)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미한다. 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 지칭된다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미한다. LTE/NR은 3GPP 시스템으로 지칭될 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR은 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다. 본 발명의 설명에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 예를 들어, 다음 문서를 참조할 수 있다.
3GPP LTE
- 36.211: Physical channels and modulation
- 36.212: Multiplexing and channel coding
- 36.213: Physical layer procedures
- 36.300: Overall description
- 36.331: Radio Resource Control (RRC)
3GPP NR
- 38.211: Physical channels and modulation
- 38.212: Multiplexing and channel coding
- 38.213: Physical layer procedures for control
- 38.214: Physical layer procedures for data
- 38.300: NR and NG-RAN Overall Description
- 36.331: Radio Resource Control (RRC) protocol specification
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 radio access technology 에 비해 향상된 mobile broadband 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 massive MTC (Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 reliability 및 latency 에 민감한 서비스/단말을 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 eMBB(enhanced mobile broadband communication), Mmtc(massive MTC), URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 radio access technology 의 도입이 논의되고 있으며, 본 명세서에서는 편의상 해당 technology 를 NR 이라고 부른다. NR은 5G 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)의 일례를 나타낸 표현이다.
5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역 (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신 (massive Machine Type Communication, mMTC) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신 (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) 영역을 포함한다.
일부 사용 예(Use Case)는 최적화를 위해 다수의 영역들이 요구될 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표 (Key Performance Indicator, KPI)에만 포커싱될 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.
eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 액세스를 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것이 기대된다. 증가된 트래픽 양(volume)을 위한 주요 원인들은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스 (오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 응용 프로그램들은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성이 필요하다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 그리고, 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트 예를 들어, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하는 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.
또한, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있는 기능 즉, mMTC에 관한 것이다. 2020년까지 잠재적인 IoT 장치들은 204 억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.
URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자체-구동 차량(self-driving vehicle)과 같은 초 신뢰 / 이용 가능한 지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.
다음으로, 다수의 사용 예들에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH (fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역 (또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실과 증강 현실뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는데 요구된다. VR(Virtual Reality) 및 AR(Augmented Reality) 애플리케이션들은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 응용 프로그램은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사들이 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.
자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예들과 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 동시의 높은 용량과 높은 이동성 모바일 광대역을 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 활용 예는 증강 현실 대시보드이다. 이는 운전자가 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별하고, 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 말해주는 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량들 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 디바이스들(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 디바이스들) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스들을 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종되거나 자체 운전 차량(self-driven vehicle)이 될 것이다. 이는 서로 다른 자체 운전 차량들 사이 및 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고, 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자체 운전 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자체 운전 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.
스마트 사회(smart society)로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지-효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품들은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서들 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용이다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.
열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서들을 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료들의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.
건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 응용 프로그램을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는데 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스들로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터들에 대한 원격 모니터링 및 센서들을 제공할 수 있다.
무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크들로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것이 요구된다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.
물류(logistics) 및 화물 추적(freight tracking)은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.
<인공 지능(AI: Artificial Intelligence)>
인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.
인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.
인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함숫값을 출력할 수 있다.
모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.
인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.
머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.
지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.
인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.
<로봇(Robot)>
로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.
로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다.
로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.
<자율 주행(Self-Driving, Autonomous-Driving)>
자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다.
예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.
차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.
이때, 자율 주행 차량은 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.
<확장 현실(XR: eXtended Reality)>
확장 현실은 가상 현실(VR: Virtual Reality), 증강 현실(AR: Augmented Reality), 혼합 현실(MR: Mixed Reality)을 총칭한다. VR 기술은 현실 세계의 객체나 배경 등을 CG 영상으로만 제공하고, AR 기술은 실제 사물 영상 위에 가상으로 만들어진 CG 영상을 함께 제공하며, MR 기술은 현실 세계에 가상 객체들을 섞고 결합시켜서 제공하는 컴퓨터 그래픽 기술이다.
MR 기술은 현실 객체와 가상 객체를 함께 보여준다는 점에서 AR 기술과 유사하다. 그러나, AR 기술에서는 가상 객체가 현실 객체를 보완하는 형태로 사용되는 반면, MR 기술에서는 가상 객체와 현실 객체가 동등한 성격으로 사용된다는 점에서 차이점이 있다.
XR 기술은 HMD(Head-Mount Display), HUD(Head-Up Display), 휴대폰, 태블릿 PC, 랩탑, 데스크탑, TV, 디지털 사이니지 등에 적용될 수 있고, XR 기술이 적용된 장치를 XR 장치(XR Device)라 칭할 수 있다.
NR을 포함하는 새로운 RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 새로운 RAT 시스템은 LTE의 OFDM 파라미터들과는 다른 OFDM 파라미터들을 따를 수 있다. 또는 새로운 RAT 시스템은 기존의 LTE/LTE-A의 뉴머롤로지(numerology)를 그대로 따르나 더 큰 시스템 대역폭(예, 100MHz)를 지닐 수 있다. 또는 하나의 셀이 복수 개의 뉴머롤로지들을 지원할 수도 있다. 즉, 서로 다른 뉴머롤로지로 동작하는 하는 단말들이 하나의 셀 안에서 공존할 수 있다.
뉴머로러지(numerology)는 주파수 영역에서 하나의 subcarrier spacing에 대응한다. Reference subcarrier spacing을 정수 N으로 scaling함으로써, 상이한 numerology가 정의될 수 있다.
용어 정의
eLTE eNB: eLTE eNB는 EPC 및 NGC에 대한 연결을 지원하는 eNB의 진화(evolution)이다.
gNB: NGC와의 연결뿐만 아니라 NR을 지원하는 노드.
새로운 RAN: NR 또는 E-UTRA를 지원하거나 NGC와 상호 작용하는 무선 액세스 네트워크.
네트워크 슬라이스(network slice): 네트워크 슬라이스는 종단 간 범위와 함께 특정 요구 사항을 요구하는 특정 시장 시나리오에 대해 최적화된 솔루션을 제공하도록 operator에 의해 정의된 네트워크.
네트워크 기능(network function): 네트워크 기능은 잘 정의된 외부 인터페이스와 잘 정의된 기능적 동작을 가진 네트워크 인프라 내에서의 논리적 노드.
NG-C: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG2 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 제어 평면 인터페이스.
NG-U: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG3 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 사용자 평면 인터페이스.
비 독립형(Non-standalone) NR: gNB가 LTE eNB를 EPC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하거나 또는 eLTE eNB를 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하는 배치 구성.
비 독립형 E-UTRA: eLTE eNB가 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 gNB를 요구하는 배치 구성.
사용자 평면 게이트웨이: NG-U 인터페이스의 종단점.
시스템 일반
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, NG-RAN은 NG-RA 사용자 평면(새로운 AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다.
상기 gNB는 X n 인터페이스를 통해 상호 연결된다.
상기 gNB는 또한, NG 인터페이스를 통해 NGC로 연결된다.
보다 구체적으로는, 상기 gNB는 N2 인터페이스를 통해 AMF(Access and Mobility Management Function)로, N3 인터페이스를 통해 UPF(User Plane Function)로 연결된다.
NR(New Rat) 뉴머롤로지(Numerology) 및 프레임(frame) 구조
NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지(numerology)들이 지원될 수 있다. 여기에서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP(Cyclic Prefix) 오버헤드에 의해 정의될 수 있다. 이 때, 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수 N(또는, μ)으로 스케일링(scaling) 함으로써 유도될 수 있다. 또한, 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격을 이용하지 않는다고 가정될지라도, 이용되는 뉴머롤로지는 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다.
또한, NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지에 따른 다양한 프레임 구조들이 지원될 수 있다.
이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 뉴머롤로지 및 프레임 구조를 살펴본다.
NR 시스템에서 지원되는 다수의 OFDM 뉴머롤로지들은 표 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000001
NR 시스템에서의 프레임 구조(frame structure)와 관련하여, 시간 영역의 다양한 필드의 크기는
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000002
의 시간 단위의 배수로 표현된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000003
이고,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000004
이다. 하향링크(downlink) 및 상향크(uplink) 전송은
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000005
의 구간을 가지는 무선 프레임(radio frame)으로 구성된다. 여기에서, 무선 프레임은 각각
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000006
의 구간을 가지는 10 개의 서브프레임(subframe)들로 구성된다. 이 경우, 상향링크에 대한 한 세트의 프레임들 및 하향링크에 대한 한 세트의 프레임들이 존재할 수 있다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 2에 나타난 것과 같이, 단말(User Equipment, UE)로 부터의 상향링크 프레임 번호 i의 전송은 해당 단말에서의 해당 하향링크 프레임의 시작보다
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000007
이전에 시작해야 한다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000008
에 대하여, 슬롯(slot)들은 서브프레임 내에서
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000009
의 증가하는 순서로 번호가 매겨지고, 무선 프레임 내에서
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000010
의 증가하는 순서로 번호가 매겨진다. 하나의 슬롯은
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000011
의 연속하는 OFDM 심볼들로 구성되고,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000012
는, 이용되는 뉴머롤로지 및 슬롯 설정(slot configuration)에 따라 결정된다. 서브프레임에서 슬롯
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000013
의 시작은 동일 서브프레임에서 OFDM 심볼
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000014
의 시작과 시간적으로 정렬된다.
모든 단말이 동시에 송신 및 수신을 할 수 있는 것은 아니며, 이는 하향링크 슬롯(downlink slot) 또는 상향링크 슬롯(uplink slot)의 모든 OFDM 심볼들이 이용될 수는 없다는 것을 의미한다.
표 2는 일반(normal) CP에서 슬롯 별 OFDM 심볼의 개수(
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000015
), 무선 프레임 별 슬롯의 개수(
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000016
), 서브프레임 별 슬롯의 개수(
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000017
)를 나타내며, 표 3은 확장(extended) CP에서 슬롯 별 OFDM 심볼의 개수, 무선 프레임 별 슬롯의 개수, 서브프레임 별 슬롯의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000018
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000019
도 3은 NR 시스템에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸다. 도 3은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
표 3의 경우, μ=2인 경우, 즉 서브캐리어 간격(subcarrier spacing, SCS)이 60kHz인 경우의 일례로서, 표 2를 참고하면 1 서브프레임(또는 프레임)은 4개의 슬롯들을 포함할 수 있으며, 도 3에 도시된 1 서브프레임={1,2,4} 슬롯들은 일례로서, 1 서브프레임에 포함될 수 있는 스롯(들)의 개수는 표 2와 같이 정의될 수 있다.
또한, 미니-슬롯(mini-slot)은 2, 4 또는 7 심볼(symbol)들로 구성될 수도 있고, 더 많거나 또는 더 적은 심볼들로 구성될 수도 있다.
NR 시스템에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 캐리어 파트(carrier part) 등이 고려될 수 있다.
이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 상기 물리 자원들에 대해 구체적으로 살펴본다.
먼저, 안테나 포트와 관련하여, 안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 유추될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 상기 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 쉬프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power), 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 자원 그리드가 주파수 영역 상으로
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000020
서브캐리어들로 구성되고, 하나의 서브프레임이
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000021
OFDM 심볼들로 구성되는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
NR 시스템에서, 전송되는 신호(transmitted signal)는
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000022
서브캐리어들로 구성되는 하나 또는 그 이상의 자원 그리드들 및
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000023
의 OFDM 심볼들에 의해 설명된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000024
이다. 상기
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000025
는 최대 전송 대역폭을 나타내고, 이는, 뉴머롤로지들뿐만 아니라 상향링크와 하향링크 간에도 달라질 수 있다.
이 경우, 도 5와 같이, 뉴머롤로지
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000026
및 안테나 포트 p 별로 하나의 자원 그리드가 설정될 수 있다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000027
및 안테나 포트 p에 대한 자원 그리드의 각 요소는 자원 요소(resource element)로 지칭되며, 인덱스 쌍
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000028
에 의해 고유적으로 식별된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000029
는 주파수 영역 상의 인덱스이고,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000030
는 서브프레임 내에서 심볼의 위치를 지칭한다. 슬롯에서 자원 요소를 지칭할 때에는, 인덱스 쌍
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000031
이 이용된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000032
이다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000033
및 안테나 포트 p에 대한 자원 요소
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000034
는 복소 값(complex value)
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000035
에 해당한다. 혼동(confusion)될 위험이 없는 경우 혹은 특정 안테나 포트 또는 뉴머롤로지가 특정되지 않은 경우에는, 인덱스들 p 및
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000036
는 드롭(drop)될 수 있으며, 그 결과 복소 값은
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000037
또는
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000038
이 될 수 있다.
또한, 물리 자원 블록(physical resource block)은 주파수 영역 상의
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000039
연속적인 서브캐리어들로 정의된다.
Point A는 자원 블록 그리드의 공통 참조 지점(common reference point)으로서 역할을 하며 다음과 같이 획득될 수 있다.
- PCell 다운링크에 대한 offsetToPointA는 초기 셀 선택을 위해 UE에 의해 사용된 SS/PBCH 블록과 겹치는 가장 낮은 자원 블록의 가장 낮은 서브 캐리어와 point A 간의 주파수 오프셋을 나타내며, FR1에 대해 15kHz 서브캐리어 간격 및 FR2에 대해 60kHz 서브캐리어 간격을 가정한 리소스 블록 단위(unit)들로 표현되고;
- absoluteFrequencyPointA는 ARFCN(absolute radio-frequency channel number)에서와 같이 표현된 point A의 주파수-위치를 나타낸다.
공통 자원 블록(common resource block)들은 서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000040
에 대한 주파수 영역에서 0부터 위쪽으로 넘버링(numbering)된다.
서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000041
에 대한 공통 자원 블록 0의 subcarrier 0의 중심은 'point A'와 일치한다. 주파수 영역에서 공통 자원 블록 번호(number)
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000042
와 서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000043
에 대한 자원 요소(k,l)은 아래 수학식 1과 같이 주어질 수 있다.
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000044
여기에서,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000045
는
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000046
이 point A를 중심으로 하는 subcarrier에 해당하도록 point A에 상대적으로 정의될 수 있다. 물리 자원 블록들은 대역폭 파트(bandwidth part, BWP) 내에서 0부터
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000047
까지 번호가 매겨지고,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000048
는 BWP의 번호이다. BWP i에서 물리 자원 블록
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000049
와 공통 자원 블록
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000050
간의 관계는 아래 수학식 2에 의해 주어질 수 있다.
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000051
여기에서,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000052
는 BWP가 공통 자원 블록 0에 상대적으로 시작하는 공통 자원 블록일 수 있다.
한편, 캐리어에 의해 지원되는 각 뉴머롤로지의 PRB grid, DL/UL 각각의 캐리어에서의 BWP 설정(최대 4개의 BWP 지원), CBG(code block group) 설정, cell 그룹 당 TPC(Transmission power control), HARQ 프로세스, 스크램블링/시퀀스 관련 파라미터 등은 캐리어 단계(level)에서 설정될 수 있다. 제어 자원 세트(control resource set)(셀 당 설정되나, BWP 당 연관(association)됨), 자원 할당과 관련된 파라미터와 DM-RS 설정, CSI-RS 관련 파라미터, SRS 자원 세트, HARQ-ACK 과 SR(schedule request) 자원, 설정된 UL grant 등은 BWP 단계에서 설정될 수 있다.
eMBB (enhanced Mobile Broadband communication)
NR 시스템의 경우, 송수신 안테나가 크게 증가하는 거대(massive) MIMO 환경이 고려될 수 있다. 즉, 거대 MIMO 환경이 고려됨에 따라, 송수신 안테나의 수는 수십 또는 수백 개 이상으로 증가할 수 있다. 거대 MIMO 환경에서는 하드웨어 구현의 복잡도를 줄이고, 다수의 안테나들을 이용한 성능 증가, 자원 할당의 유연성, 주파수별 빔 제어의 용이를 위해, 빔 형성 가중치 벡터(weight vector)/프리코딩 벡터(precoding vector)를 적용하는 위치에 따라 아날로그 빔포밍(analog beamforming) 기법과 디지털 빔포밍(digital beamforming) 기법이 결합된 하이브리드(hybrid) 형태의 빔포밍 기법이 요구된다.
도 6은 송신단 및 수신단의 블록도의 일례를 나타낸 도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전송 경로를 사용하면 서브 어레이의 각 요소에 RF 도메인에 직접 적용된 위상 시프트가 있을 수 있지만, 복소 가중치 벡터를 기반으로 하는 디지털 빔 포밍 기법을 각 서브 어레이에 공급하는 신호에 적용 할 수 있다. 수신단에서는 다수의 안테나를 통해 신호를 수신하고 ADC(Analog to digital converter), 복조기(demodulator), 디코더(decoder) 등을 거쳐 최종 신호를 출력할 수 있다. 최종 신호는 노이즈, 신호 증폭 측면을 고려하여 차등 신호(differential signal)로 출력될 수 있다.
도 7은 64x64 2차원 안테나와 각 안테나와 연결된 1-비트 ADC(analog to digital converter)를 포함하는 수신 장치의 일례를 나타낸다. 여기서, ADC 앞 단에 있는 RF(Radio Frequency) 프론트-엔드(front-end)는 생략되었다. 도 7은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 7을 참고하면, 예를 들어, 수신 장치는 4096 (예: 64x64)개의 안테나를 포함하고, 각각의 안테나와 연결된 수신 경로(RX path)의 I(동-위상(in-phase)) 신호 (예: 실수 신호)와 Q(직교(Quadrature)) 신호 (예: 허수 신호)에 대한 각 1-비트 ADC를 포함할 수 있다.
기존 고성능 ADC를 포함하는 수신 장치에서는 고성능 ADC의 출력(output)으로 a+bj (예: a, b는 각각 8 비트 내지 10 비트로 표현되는 수)형태의 수신 신호가 베이스밴드(Baseband)로 전달되었다. 이하에서, 기존 고성능 ADC의 출력 신호를 비양자화(Unquantized) 버전으로 지칭한다. 고성능 ADC는 출력 신호의 해상도(resolution) 측면에서는 우수하나, 시스템의 전력 소모 측면에서는 불리할 수 있다.
반면, 도 7을 참고하면, 1-비트 ADC를 통해 베이스밴드(Baseband)로 전달되는 신호의 종류는 수신 경로 당 4개 종류로 한정될 수 있다. 즉, 수신 경로 별로 1+j, 1-j, -1+j, -1+j 중 하나의 신호가 수신될 수 있다. 1-비트 ADC를 포함하는 수신 장치는 수신 신호의 크기 등의 정보 손실로 인해, SNR (Signal to Noise Ratio) 등의 정보를 얻기 어려울 수도 있지만, 위상 정보를 통한 정보 전달이 용이할 수 있고 시스템의 전력 소모가 고성능 ADC 대비 훨씬 적다.
본 발명에서는 차등 위상 천이 변조 (Differential Phase Shift Keying) 방식 (예: DBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying), DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying) 등)의 변조 기법과 비-동기 검출(non-coherent detection) 방식의 복조 기법을 기반으로 1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법을 제안한다. 상기 1-비트 양자화 시스템은 1-비트 ADC를 이용할 수 있으므로, 1-비트 ADC 시스템이라는 용어로 대체될 수 있다. 이하에서 설명의 편의성을 위해 DBPSK (Differential BPSK) 방식을 기준으로 설명한다. 그러나, 이는 설명상 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다. 따라서, DQPSK 방식의 경우도 동일하게 적용할 수 있음은 자명하다.
차등 위상 천이 변조 (Differential Phase Shift Keying, DPSK)는 연속적인 심볼 사이의 반송파의 위상 차이를 기초로 데이터를 전달하는 변조 방식이다. 예를 들어, 차등 BPSK (Differential BPSK, DBPSK)에서, 현재 위상에 180 °를 더함으로써 "1"을 전송하고 현재 위상에 0 °를 더함으로써 "0"을 전송할 수 있다. 차등 QPSK (DQPSK)에서, 위상 천이는 데이터 "00", "01", "11", "10"에 대응하는 0 °, 90 °, 180 °, -90 ° 에 해당할 수 있다. 수신 장치에서는 인접 심볼 간의 위상 차이만 알면 복조가 가능하다.
도 8은 DBPSK 방식의 변조가 수행되는 일례를 나타낸다. DBPSK 방식의 변조에서 0을 전송하기 위해 이전 심볼에서 변조된 심볼과 동일한 심볼을 전송한다. 1을 전송하기 위해 이전 심볼에서 파이만큼의 위상차를 적용하여 심볼을 전송한다. 도 8을 참고하면, 송신 장치는 0을 전달하기 위해서 1,1을 연속하여 전송할 수 있고, 1을 전달하기 위해서 1,0을 연속하여 전송할 수 있다. 송신 장치가 신호를 전송하는 동안 상관 시간(coherence time), 즉 채널이 변하지 않고 동일하다고 가정할 수 있다. 이하에서, 설명의 편의를 위해서 b=0인 경우, 즉 1,1을 연속하여 전송하였다고 가정하고 설명한다. 그러나, 이는 설명상 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다.
도 9는 수신 장치에서 수신된 부호화된 신호가 1-비트 ADC를 통과한 결과의 일례를 나타낸다. 상기 부호화된 신호는 DBPSK 방식으로 변조된 신호라고 가정할 수 있다.
도 9를 참고하면, 수신 경로 1(RX1)의 경우 t번째 심볼에서는 -1+j이 수신되고, t+1번째 심볼에서도 -1+j이 수신된다. 따라서, 둘 간의 채널이 동일하다는 가정하에서 수신 장치는 디코딩을 통해 0을 수신한 것으로 판단할 수 있고, 이 때의 차등 값(differential value)은 2로 출력될 수 있다. 즉, 상기 차등값은 t번째 심볼에서 수신된 값과 t+1번째 심볼에서 수신된 값의 켤레(conjugate)값의 곱으로 나타낼 수 있다. 수신 경로 2(RX2)의 경우도 비슷하게 채널을 통과한 후, t번째 심볼과 t+1번째 심볼에서 모두 -1-j이 수신되며, 차등 값은 2로 출력될 수 있다. 따라서, 수신 장치는 송신 장치가 b=0을 전송한 것이라고 추정할 수 있다.
<방법 1>
상술한 바와 같이 1-비트 ADC 시스템에서의 송수신 방법은 기존 비양자화 버전과는 달리 베이스밴드로 4개 값 중 하나를 전달할 수 있다. 1-bit ADC를 통과하면서 신호의 크기 정보는 모두 손실되고, 위상 정보는 4가지로 양자화되면서 정보 손실이 일어날 수 있다. 그럼에도 불구하고, 비-동기(non-coherent) 검출 관점에서 채널이 동일하다는 가정 하에, 연속된 두 심볼의 위상 변화만을 이용하여 데이터 검출이 가능하다. 따라서, 1-비트 ADC 시스템에서의 수신 장치는 새로운 수신 기법을 고려할 필요가 있다.
일반적으로 수신 장치는 채널 코딩을 거친 부호화된(coded) 비트에 대해 디코딩을 수행한다. 따라서, 수신된 부호화된 비트의 신뢰도(reliability)를 나타내는 로그-우도비 (log-likelihood ratio, LLR) 값을 계산해야 할 필요가 있다.
수학식 3은 시간 인덱스 k에서 인코딩 된 비트 x가 디코더를 거쳐 y로 수신될 때의 LLR을 나타낸다.
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000053
수학식 3과 같이, LLR 계산을 위해 SNR(Signal to Noise Ratio) 정보는 필수적이지만, 1-비트 ADC 시스템에서는 SNR을 구하기 어려우므로 정확한 LLR 값을 구하는 것도 어려울 수 있다.
따라서, 1-비트 ADC 시스템에서 신뢰도 (예: LLR)을 산출하는 방법을 고려할 필요가 있다.
1-비트 ADC 시스템에서 수신된 부호화된 비트에 대한 신뢰도는 복수의 수신 경로(RX path)들(예: 전체 수신 경로들)의 각 수신 경로를 통해 수신된 신호를 이용하여 산출할 수 있다. 예를 들어, 상술한 도 7의 수신 장치의 일례와 같이, 4096개의 수신 경로가 있다고 가정할 수 있다. 각 수신 경로에서 수신한 DBPSK로 변조된 연속된 두 개의 심볼의 차등 값은 상술한 바와 같이 {2, 2j, -2, -2j} 중의 하나의 값이 될 수 있다. 4096개의 수신 경로 별 차등 값들이 표 4와 같다고 가정할 수 있다. (각 차등 값을 1/2 값으로 정규화(normalized) 하여 나타낼 수 있다.)
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000054
표 4를 참고하면, 차등(differential) 값이 1인 수신 경로는 부호화된 비트가 0이라고 판단할 수 있고, 차등 값이 -1이면 부호화된 비트가 1이라고 판단할 수 있다. 그리고, 차등(differential) 값이 j 또는 -j 에 해당하는 수신 경로의 경우는 부호화된 비트가 0 또는 1일 확률이 반반이기 때문에 수신한 비트의 신뢰도가 없다는 것을 알 수 있다.
따라서, 1-비트 ADC 시스템 환경에서 LLR 값은 수학식 4와 표현할 수 있다. 여기서, Zk는 k번째 수신 경로에서 출력되는 신호의 차등 값을 나타낸다.
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000055
상기 수학식 4를 참고하면, 해당 부호화된 비트의 LLR 값은 수신 장치의 복수의 수신 경로들(예: 전체 수신 경로들)의 각 수신 경로에서 출력되는 각 신호의 차등 값의 실수(real) 값의 합에 비례할 수 있다. 즉, 해당 부호화된 비트의 LLR 값은 수신 장치의 복수의 수신 경로들(예: 전체 수신 경로들)의 각 수신 경로에서 출력되는 각 신호의 합에 대한 실수 값에 비례할 수 있다.
수신 장치는 각 수신 경로에서 출력되는 신호의 차등 값들이 1이 많을수록 동일한 신호를 수신한 것으로 판단할 수 있고, -1이 많을수록 반전된 신호를 수신했다고 판단할 수 있다. LLR이 0인 경우는 1을 수신한 경우와 -1을 수신한 경우가 반반이므로 수신 신호의 신뢰도가 낮다고 판단할 수 있다. 따라서, 데이터 검출 관점에서는 Zk 값들이 모두 1인 경우 혹은 모두 -1인 경우가 가장 수신된 비트의 신뢰도가 높다고 할 수 있다. 상술한 LLR 계산 방법을 통하여 수신 장치는 데이터 디코딩을 수행할 수 있다.
또한, LLR 값은 수신 장치의 복수의 수신 경로들(예: 전체 수신 경로들)의 각 수신 경로에서 출력되는 각 신호의 차등 값의 실수(real) 값의 합에 비례하므로 수신된 신호의 신뢰도가 수신 장치의 복수의 수신 경로들(예: 전체 수신 경로들)의 개수(예: 안테나 개수)에 비례할 수 있다. 동일한 신호에 대해서 각 안테나에서 수신한 결과가 동일한 값이 많이 나올수록 해당 수신 신호의 신뢰도가 높다고 판단할 수 있다. 또한, 수신 장치의 수신 경로의 개수(예: 안테나 개수)에 따라 LLR의 가중치(weight)를 조절할 수 있다. 일례로, 수신 장치의 안테나 개수가 많을수록 계산된 LLR 값에 대한 가중치를 크게 적용할 수 있다.
<방법 2>
상술한 바와 같이, DBPSK로 전송된 데이터의 신뢰도는 수신 경로의 LLR값, 즉 Zk의 값들의 상관(correlation)에 비례한다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 이 상관의 정도를 연속적인 기준 신호(reference signal, RS)를 통해서 파악하고 송신 장치에 보고함으로써 송신 장치 및 수신 장치는 채널 품질에 적응적으로 데이터 전송률을 조절할 수 있다.
이하에서, 차등(differential) 변조 및 복조 기반의 1-비트 ADC 시스템에서의 적응적 링크 기법을 위한 채널 품질(Channel Quality) 측정 및 보고 방법을 설명한다.
도 10은 심볼 구조의 일례를 나타낸다. 도 10을 참고하면, 연속적으로 알려진 기준 신호가 전송될 수 있다. 연속적으로 전송된 기준 신호를 기반으로 채널 품질을 산출하는 방법을 고려할 수 있다.
본 명세서에서 1-비트 ADC 시스템에서의 채널 품질을 공간적으로 집합된 채널 품질 (Spatially Aggregated Channel Quality, SACQ)(이하, SACQ)라고 지칭하기로 한다.
수학식 5는 SACQ를 산출하는 식을 나타낸다. SACQ는 두 개의 연속적인 동일 심볼의 기준 신호를 수신하고, 이를 수신한 전체 수신 경로들의 차등 신호(differential signal) 값의 합의 실수(real) 값으로 정의할 수 있다.
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000056
여기서, Qk는 각 수신 경로에서 수신된 연속된 기준 신호에 기반한 출력 신호의 차등 값(differential value) 을 나타낸다.
예를 들어, 연속된 두 변조된(modulated) 심볼이 1,1로 전송되었을 경우, 수신 장치의 각 수신 경로의 차등 값은 {1,-1,j,-j} (normalized) 중에 하나가 될 수 있다. 또한, 연속된 두 변조된(modulated) 심볼이 1,-1로 전송되었을 경우는 최종 값에 -1을 곱하여 동일한 차등 값들을 얻을 수 있다. 또한, 전체 값에 대한 배수 역시 가능하다.
구체적인 예로, 연속된 두 변조된 기준 신호 심볼이 1, 1로 전송된 경우, 수신 장치에서 차등 값이 1(normalized)이라면 채널 상태가 좋다고 판단할 수 있다. 반면, 차등 값이 -1(normalized)이라면, 전송된 신호가 반전되어 수신된 것이므로 채널 상태가 나쁘거나 또는 SNR이 좋지 않다고 판단할 수 있다.
수신 장치에서 1-비트 ADC와 연결된 수신 경로의 개수가 N (예: N은 자연수)이라고 하면, SACQ의 최대 값은 N이고, 최소 값은 -N에 해당할 수 있다. SACQ 값은 수신 경로의 개수 N에 의존적일 수 있다. 즉, 1-비트 ADC와 연결된 수신 경로의 개수에 따라 채널 품질(예: SACQ)의 최대 값, 최소 값 및 범위(range)가 달라질 수 있다. 예를 들어, 4096개(N=4096)의 수신 경로를 가지는 수신 장치는 SACQ의 최대 값 4096, 최소값 -4096일 수 있고, -4096 내지 4096의 범위의 SACQ 값을 가질 수 있다. 256개(N=256)의 수신 경로를 가지는 수신 장치는 SACQ의 최대 값 256, 최소값 -256일 수 있고, -256 내지 256의 범위의 SACQ 값을 가질 수 있다. 따라서, 수신된 부호화된 비트의 신뢰도 관점에서는 SACQ가 4096값을 가지는 경우가 256값을 가지는 경우보다 더 높다고 할 수 있다.
1-비트 ADC 시스템에서 적응적 링크 기법을 위한 채널 품질(Channel Quality) 측정 및 보고를 수행함에 있어서, 서로 다른 수신 경로의 개수(예: N)를 가지는 수신장치들의 SACQ값을 시스템에서 지원하기 위해서 송신 장치 및 수신 장치는 SACQ와 관련된 정보를 송수신 할 수 있다.
예를 들어, 수신 장치는 송신 장치로부터 SACQ의 범위를 설정 받을 수 있다. 송신 장치는 SACQ의 최대값 (예: SACQ_max 또는 N_req 등)을 수신 장치들에게 시스템 정보로써 브로드캐스트(Broadcast) 방식을 통해서 알려줄 수 있다. 여기서, SACQ의 최대값 (예: SACQ_max 또는 N_req 등)은 가장 높은 스펙트럼 효율을 가지기 위해 결정된 1-비트 ADC를 포함하는 수신 경로의 개수를 나타낸다.
또는, 수신 장치들은 자신의 수신 경로의 개수를 초기 접속 시 송신 장치에 전달할 수 있다.
또는, 상술한 경우를 결합하여 수신 장치는 송신 장치로부터 SACQ의 최대값 (예: SACQ_max 또는 N_req 등)을 수신하고, 자신의 수신 경로의 개수를 송신 장치로 전달할 수 있다.
또는, 수신 장치들은 자신의 수신 경로의 개수를 송신 장치로 전달하고, 송신 장치는 수신된 수신 장치의 수신 경로의 개수에 기반하여 SACQ의 최대값 및/또는 SACQ의 범위을 수신 장치에 설정할 수 있다.
송신 장치는 수신 장치들에게 SACQ를 측정하기 위한 두 심볼의 연속적인 알려진(known) 기준 신호를 전송하고, 상기 기준 신호를 수신한 수신 장치들은 각 SACQ값을 보고할 수 있다. 만일 보고할 SACQ값이 송신 장치가 설정한 SACQ의 최대값 (예: SACQ_max 또는 N_req 등)보다 크면 SACQ_max로 보고 할 수 있다. 만일 보고할 SACQ값이 -SACQ_max값보다 작으면 -SACQ_max으로 보고할 수 있다.
구체적인 예로, 송신 장치가 설정한 SACQ_max 값이 64이고 하나의 수신기는 16개의 수신 경로를 가지고, 다른 하나의 수신기는 128개의 수신 경로를 가진다고 가정할 수 있다. 이 경우, 상기 16개의 수신 경로를 가지는 수신기의 SACQ 값의 범위는 -16 ~ 16에 해당할 수 있다. 반면에, 128개의 수신 경로를 가지는 수신기의 경우는 -128 ~ 128 범위에서 SACQ값을 가질 수 있으며, 실제 측정한 값이 -64보다 작을 때는 -64로, 64보다 큰 경우는 64로 보고할 수 있다.
상술한 바와 같이, 산출된 SACQ 값 자체가 송신 장치로 전달될 수 있다. 또는 SACQ 값이 특정 함수에 매핑되어 피드백 정보로써 송신 장치로 전달될 수 있다. 예를 들어, f(SACQ, others)(여기서, f는 함수(function)를 나타냄) 등의 형태로 매핑되어 전달 될 수 있다.
SACQ값의 범위는 수신 장치의 수신 경로의 개수에 의존적일 수 있다. 수신 장치의 수신 경로가 적을 경우는 시스템에서 설정한 SACQ값의 범위를 가질 수 없는 경우도 발생할 수 있다. 예를 들어, 시스템에서 설정한 SACQ값의 최대값과 최소값이 각각 64와 -64인 경우, 16개의 수신 경로를 가지는 수신 장치는 시스템에서 설정한 최대 스펙트럼 효율을 만족하지 못할 수도 있다. 따라서, SACQ값의 범위를 확장할 수 있는 방안을 고려할 필요가 있다.
일례로, 송신 장치는 SACQ 측정을 위한 기준 신호를 연속적으로 M+1번 (M은 자연수) 전송할 수 있고, 수신 장치는 M+1번 전송된 기준 신호를 수신하여 수신 경로의 개수의 M배(M x 수신 경로의 개수)만큼의 SACQ값을 측정할 수 있다. 측정된 SACQ 값을 더하여 최종 SACQ 값을 산출할 수 있다. 이 때, M 값은 송신 장치와 수신 장치간에 시그널링 될 수 있으며, 수신 장치의 특정한 물리 계층 신호 또는 상위 계층 시그널링을 통해서 설정될 수 있다. SACQ 축적(accumulation)을 위한 시그널링은 송신 장치가 트리거 하거나 또는 수신 장치가 트리거 할 수 있다.
구체적인 예로, 수신 장치가 16개의 수신 경로를 가지고, 설정된 SACQ값의 최대값은 64라고 가정할 수 있다. 이 경우, 수신 장치는 시스템에서 설정한 SACQ 값의 범위를 만족할 수 없으므로, 상술한 방법에 따라 SACQ 값을 확장할 수 있다. M=4인 경우, 송신 장치는 알려진 기준 신호를 총 5번 전송할 수 있고 수신 장치에서는 차등(differential) 신호로부터 시간 도메인에서 4번의 SACQ값을 산출할 수 있다. 상기 4번의 SACQ를 모두 더하여 -64 내지 64의 범위의 SACQ값을 얻을 수 있다.
또는, SACQ측정을 위한 기준 신호의 길이는 수신 장치의 수신 경로의 수와 관련(linkage)될 수 있다. 예를 들어, 수신 장치의 수신 경로의 개수가 N개 이고, 송신 장치가 설정한 SACQ_max가 상기 수신 경로의 개수의 M배 (N x M)에 해당할 때, 송신 장치는 M 값을 고려하여 SACQ 측정을 위한 기준 신호의 길이를 조절하여 전송할 수 있다. 송신 장치는 SACQ_max가 N 인 경우의 기준 신호의 길이 대비 (M+1)배 길이에 해당하는 기준 신호를 전송할 수 있다. 구체적인 예로, SACQ_max 값이 128이고 수신 경로가 16개일 경우는 M=8로 설정될 수 있고, 송신 장치는 SACQ_max 값이 16일 때의 기준 신호 대비 9배에 해당하는 길이의 기준 신호를 전송할 수 있고, 수신 장치는 총 9번의 알려진 기준 신호를 수신하고 이를 측정하여 보고할 수 있다.
SACQ값의 신뢰도는 알려진 기준 신호의 반복 횟수에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 두 알려진 기준 신호가 인접한 심볼인 경우 SACQ 측정을 여러 번 반복하였더라도 SACQ 값 자체의 신뢰도는 크지 않다고 볼 수도 있다. 따라서, SACQ값 자체의 신뢰도를 높이는 방안이 필요하다.
일례로, 송신 장치는 SACQ 측정을 위한 기준 신호를 연속적으로 M+1번 전송할 수 있고, 수신 장치는 M번 SACQ값을 측정하여, 측정된 SACQ값의 평균을 구함으로써 SACQ값 차체의 신뢰도를 높일 수 있다. 이 때, M은 송신 장치와 수신 장치간의 수신 장치의 특정한 물리 계층 신호 혹은 상위 계층 시그널링을 통해서 설정할 수 있다. SACQ 축적(accumulation)을 위한 시그널링은 송신 장치가 트리거 하거나 또는 수신 장치가 트리거 할 수 있다.
구체적인 예로, 수신 장치가 64개의 수신 경로를 가지고 SACQ_max값은 64라고 가정할 수 있다. 수신 장치의 수신 경로의 개수가 SACQ_max 범위를 만족하므로 1번 SACQ 측정을 수행하여 SACQ값을 산출할 수 있다. 그러나 SACQ 값 자체의 신뢰도를 높이기 위하여 SACQ 측정을 반복할 수 있다. 예를 들어, M=3 일 때, 송신 장치는 알려진 기준 신호를 총 4번 전송하고 수신 장치에서는 출력 신호의 차등 값으로부터 시간 도메인에서 3번의 SACQ를 측정할 수 있다. 측정된 3번의 SACQ의 평균 값을 구함으로써 기존 보다 더 신뢰도 높은 -64 내지 64 범위의 SACQ값을 얻을 수 있다.
상술한 방법 및 실시 예들을 통하여 1-비트 ADC 시스템에서의 신호 송수신이 가능하고, 연속적인 알려진 기준 신호를 활용하여 채널 품질(예: SACQ) 측정 및 보고를 통해서 차등(differential) 변조 및 복조 기반의 1-비트 ADC 시스템에서 적응적으로 데이터 전송률을 조절할 수 있다.
< 방법 3 >
상술한 바와 같이, 1-비트 ADC를 이용하는 수신 장치에서의 최대 정보량은 각 수신 경로 당 차등 QPSK(DQPSK)와 같은 2 bps/Hz가 최대 스펙트럼 효율(spectral efficiency)이 될 수 있다. 시스템 운영 측면에서 송신(TX) 전력 제어를 통하여 해당 스펙트럼 효율에 맞는 에너지만을 적절히 사용할 수 있다. 그러나, 거대 MIMO 환경에서 많은 안테나를 이용하여 최대 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 향상시킬 수 있는 방법이 고려될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 스펙트럼 효율 향상을 위해 공간적으로 집합된 위상 변조(Spatially Aggregated Phase Modulation, SAPM)(이하, SAPM)기법을 제안한다.
1-비트 ADC를 통한 출력 신호는 최대 4개 (2 비트)로 구분될 수 있다. 따라서, 더 많은 비트의 신호를 전송하기 위해서는 한 심볼에서 수신 장치가 구분할 수 있는 기초(basis)를 추가할 필요가 있다. 이를 위해서 채널의 위상(phase)과 수신 안테나를 활용하는 방법이 고려될 수 있다.
먼저, 회전된 기준 신호를 통하여 공간적으로 집합된 위상 변조(SAPM)의 기초(basis)를 생성할 수 있다.
이하, 3 비트를 송수신하는 방법을 기준으로 설명한다. 다만 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다. 따라서, 3 비트보다 많은 수의 비트를 송수신하는 경우에도 적용 가능함은 물론이다.
도 10을 참고하면, 송신 장치는 연속적으로 알려진 기준 신호(Reference signal, RS)를 전송할 수 있다. 이 때, 기준 신호에 순차적으로 회전을 적용하여 전송할 수 있다. 예를 들어, 기준 신호 1(RS1)은 1로 전송되고, 기준 신호 2(RS2)는 기준 신호 1을 π/4만큼 회전해서 전송될 수 있다. 1과 π/4만큼 회전한
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000057
를 전송하는 것은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다. 따라서, 두 기준 신호가 임의의 위상만큼 동일하게 회전하는 것을 포함할 수 있다.
도 11은 수신 장치에서 채널 복조를 거쳐 1-비트 ADC를 통과 후의 출력 신호의 일례를 나타낸다. 도 11을 참고하면, 송신 장치에서 전송된 기준 신호에 대한 수신 장치에서의 수신 신호는 크게 8개 채널 위상의 범위 중 하나로 표현될 수 있다. 송신 장치에서 전송된 원래(original) 신호 대비 수신 장치에서 수신된 수신 신호의 위상 회전이 얼마만큼 되었는지에 따라 채널 위상의 범위가 구분될 수 있다. 각각의 채널 위상의 범위를 P1 내지 P8로 나타낼 수 있고, 여기서, 채널 위상의 범위를 2개의 그룹으로 그룹화 할 수 있다. 첫 번째 그룹 G1 = {P1,P3,P5,P7}과 두 번째 그룹 G2 = {P2,P4,P6,P8}으로 그룹화 될 수 있다. 이를 통해, 3 비트를 구분할 수 있는 SAPM의 기초를 생성할 수 있다. 수신 장치는 데이터 신호를 수신하고, 생성된 SAPM의 기초에 기반하여 각각의 그룹에서 하나의 채널 위상의 범위를 선택하여 쌍(pair)을 이룸으로써 3 비트의 신호를 구분할 수 있다.
도 12는 SAPM의 기초에 기반하여 3 비트의 신호를 구분하는 방법의 일례를 나타낸다. 도 12는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 제한하지는 않는다. 도 12를 참고하면, 수신 장치의 서로 다른 수신 경로에서 수신된 신호의 채널 위상의 범위가 하나는 P1, 다른 하나는 P6에 속한다고 가정할 수 있다. 상기 서로 다른 수신 경로의 채널 위상의 범위의 집합(aggregation)을 통해서 총 8 가지의 신호를 구분할 수 있다. 따라서, 송신 장치 측에서는 변조(modulation)를 통해서 3 비트를 전송할 수 있다. 심볼의 위상을 π/4 단위로 회전시킴으로써 총 8가지의 SAPM으로 변조된 신호가 구분될 수 있다.
도 13a 내지 도 13d는 4 비트를 구분할 수 있는 SAPM의 기초를 생성하는 방법의 일례를 나타낸다. 도 13a 내지 도 13d는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 제한하지는 않는다.
도 13a 내지 도 13d를 참고하면, 첫 번째 기준 신호는 1, 이 후 기준 신호마다 π/8 만큼 회전해서 연속된 4개의 회전된(rotated) 기준 신호를 전송할 수 있다. 즉,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000058
가 연속적으로 전송될 수 있다. 송신 장치에서 전송된 상기 연속된 4개의 회전된 기준 신호에 대한 수신 장치에서의 수신 신호는 크게 16개의 채널 위상의 범위 중 하나로 표현될 수 있다. 송신 장치에서 전송된 원래(original) 신호 대비 수신 장치에서 수신된 수신 신호의 위상 회전이 얼마만큼 되었는지에 따라 채널 위상의 범위가 구분될 수 있다. 각각의 채널 위상의 범위를 P1 내지 P16으로 나타낼 수 있고, 여기서, 채널 위상의 범위를 4개의 그룹으로 그룹화 할 수 있다. 첫 번째 그룹 G1 = {P1,P5,P9,P13}, 두 번째 그룹 G2 = {P2,P6,P10,P14}, 세 번째 그룹 G3 = {P3,P7,P11,P15}와 네 번째 그룹 G4 = {P4,P8,P12,P16}으로 그룹화 될 수 있다. 이를 통해, 4 비트를 구분할 수 있는 SAPM의 기초를 생성할 수 있다. 수신 장치는 데이터 신호를 수신하고, 생성된 SAPM의 기초에 기반하여 각각의 그룹에서 하나의 채널 위상의 범위를 선택하여 쌍(pair)을 이룸으로써 4 비트의 신호를 구분할 수 있다.
도 14a와 도 14b는 SAPM의 기초에 기반하여 4 비트의 신호를 구분하는 방법의 일례를 나타낸다. 도 14a와 도 14b는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 제한하지는 않는다. 도 14a와 도 14b를 참고하면, 서로 다른 수신 경로에서 수신된 신호의 채널 위상 범위가 P1, P10, P15, P4에 속한다고 가정할 수 있다. 상기 서로 다른 수신 경로의 채널 위상의 범위의 집합(aggregation)을 통해서 총 16 가지의 신호를 구분할 수 있다. 따라서, 송신 장치 측에서는 변조(modulation)를 통해서 4 비트를 전송할 수 있다. 심볼의 위상을 π/8 만큼 회전시킴으로써 총 16가지의 SAPM으로 변조된 신호가 구분될 수 있다.
상술한 예들을 일반화하여, K (예: K는 3 이상의 자연수) 비트의 변조(modulation)를 위해서, 송신 장치에서는
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000059
길이의 기준 신호 심볼을
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000060
만큼씩을 회전하여 연속하여 순차적으로 전송할 수 있다. 그리고, 수신 장치에서는 채널 위상 범위를
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000061
부터
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000062
까지 총
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000063
개의 채널 위상의 범위를 구분할 수 있다. 상기 채널 위상의 범위를 그룹화하여
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000064
개의 그룹을 생성할 수 있다. 각 그룹은 수학식 6과 같이 나타낼 수 있으며, 여기서, M=
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000065
으로 나타내며 그룹의 개수를 의미한다.
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000066
이를 통해, SAPM의 기초를 생성할 수 있다.
SAPM의 기초에 기반하여, 상기 그룹들에서 각각 1개씩 채널 위상의 범위를 선택하고 쌍을 이루어 공간적을 집합을 구성함으로써 K 비트의 송수신이 가능할 수 있다.
상술한 바와 같이, 생성된 SAPM의 기초에 기반하여 송신 장치 및 수신 장치는 K 비트의 변조 및 복조를 수행할 수 있다. 송신 장치는 전송할 데이터 역시 위상 회전을 통해 변조할 수 있다. SAPM의 기초를 생성하기 위해 기본 심볼(예: 기준 신호)이 필요하다. 상술한 예들은 첫 번째 기준 신호를 기준으로 회전을 적용하여 변조를 수행하였으나, 다른 기준 신호를 기준으로 회전을 적용하더라도 상술한 방법 및 실시 예들이 동일하게 적용할 수 있음은 자명하다. 또한, 회전되는 기준 신호의 순서가 바뀌어도 적용될 수 있다. 어떠한 기준 신호를 기준으로 회전을 적용하는지에 대해 송신 장치와 수신 장치 간에 미리 설정될 수 있다. 전체 기준 신호들은 동일한 위상으로 회전될 수도 있다.
송신 장치가 몇 비트를 전송하는지와 회전 위상 간의 매핑(mapping)은 송신 장치와 수신 장치 간에 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 공간적으로 집합되는 변조 방식을 고려할 때, 한 비트의 변화가 최대 거리(maximum distance)를 가지도록 설정될 수 있다. 여기서, SAPM 방식으로 변조된 심볼은 벡터(vector) 변조로 볼 수 있고 벡터 영역에서의 최대 유클리드 거리(maximum Euclidean distance)를 가지도록 매핑될 수 있다.
채널 위상의 범위를 그룹화 할 때, 특정 그룹에 해당되는 수신 경로가 존재하지 않는 경우는 SAPM으로 변조된 신호의 복조(demodulation)가 불가능할 수 있다. 이러한 경우가 발생하면, 수신 장치는 추후 송신 장치에게 보고할 수 있다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법 및 실시 예가 적용될 수 있는 1-비트 양자화에 기반하여 신호를 송수신하는 장치의 시그널링 절차의 일례를 나타낸다. 도 15는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 15를 참고하면, 송신 장치 및/또는 수신 장치는 상술한 방법 1 내지 방법 3의 방법들 및/또는 실시 예들에 기반하여 동작하는 경우가 가정된다.
송신 장치는 다수의 기준 신호에 순차적으로 회전(rotation)을 적용할 수 있다(S1510). 상기 다수의 기준 신호는 송신 장치와 수신 장치 모두에게 알려진 심볼(예: 기준 신호)에 해당할 수 있다. 예를 들어, 상기 다수의 기준 신호는 임의의 기준 신호를 기준으로 일정한 간격으로 회전하여 상기 다수의 기준 신호를 구성할 수 있다. 송신 장치는 K 비트의 신호를 송수신 하는 경우,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000067
단위로 회전한 기준 신호를 연속하여 순차적으로 전송할 수 있다. 또는, 송신 장치는 한 비트의 변화가 최대 거리를 가지도록 회전을 적용할 수 있다. 또는, 송신 장치는 상기 다수의 기준 신호에 동일한 위상 회전을 적용할 수도 있다.
송신 장치는 제일 처음 전송되는 기준 신호를 기준으로 회전을 적용할 수 있다. 또는, 전송되는 순서와 무관하게 임의의 기준 신호를 기초로 회전을 적용할 수도 있다. 또는, 송신 장치는 어떤 신호를 기준으로 회전할지에 대해서 수신 장치에게 미리 알려줄 수도 있다.
송신 장치는 수신 장치로 회전된 다수의 기준 신호를 연속적으로 전송할 수 있다(S1520). 여기서, 상기 회전된 다수의 기준 신호의 순서는 무관할 수 있다.
수신 장치는 상기 회전된 다수의 기준 신호를 수신하고, 이를 기반으로 채널 위상의 범위를 구분할 수 있다(S1530). 상기 채널 위상의 범위는 송수신할 신호의 비트 수에 따라 구분되는 간격이 달라질 수 있다. 예를 들어, 수신 장치는 수신된 기준 신호가 성상도에 표시되는 위치에 따라 채널 위상의 범위를
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000068
부터
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000069
까지 총
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000070
개에 해당하는 채널 위상의 범위를 구분할 수 있다. 송신 장치에서 전송된 기준 신호 대비 수신 장치에서 수신된 수신 신호의 위상 회전이 얼마만큼 되었는지에 따라 채널 위상의 범위가 구분될 수 있다. 다시 말해, 상기 다수의 기준 신호가 원래(Original) 신호 대비 얼마만큼 위상 회전이 되어 수신되었는지에 따라 채널 위상의 범위가 구분될 수 있다.
수신 장치는 상기 채널의 위상 범위를 그룹화할 수 있다(S1540). 예를 들어, 총
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000071
개에 해당하는 채널 위상의 범위가 구분되는 경우,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000072
개의 그룹으로 그룹화할 수 있다. 각 그룹은 상술한 수학식 6에 따른 채널 위상의 범위들로 구성될 수 있다. 하나의 그룹은 4개의 채널 위상의 범위들로 구성될 수 있다.
송신 장치는 수신 장치로 데이터 신호를 전송할 수 있다(S1550). 상기 데이터 신호는 3비트 이상의 신호에 해당할 수 있으며, 공간적으로 집합된 위상 변조 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다. 예를 들어, 전송할 심볼에 위상 회전을 적용하여 전송할 수 있다. 이 때, 상기 기준 신호의 회전 위상 단위와 대응되는 간격으로 위상 회전이 적용될 수 있다.
이후, 수신 장치는 송신 장치로부터 상기 데이터 신호를 수신하고, SAPM의 기초에 기반하여 디코딩을 수행할 수 있다(S1560). 예를 들어, 상기 디코딩은 S1540 단계에서 그룹화된 각각의 그룹에서 하나씩 채널 위상 범위를 선택하여 결합한 것을 기초로 수행될 수 있다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법 및 실시 예가 적용될 수 있는 1-비트 양자화에 기반하여 신호를 송수신하는 장치의 동작 순서도의 일례를 나타낸다. 도 16은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 16을 참고하면, 송신 장치 및/또는 수신 장치는 상술한 방법 1 내지 방법 3의 방법들 및/또는 실시 예들에 기반하여 동작하는 경우가 가정된다.
수신 장치는 송신 장치로부터 다수의 기준 신호를 연속적으로 수신할 수 있다(S1610). 상기 다수의 기준 신호는 송신 장치와 수신 장치 모두에게 알려진 심볼(예: 기준 신호)에 해당할 수 있다.
이 때, 상기 다수의 기준 신호에는 순차적으로 회전(rotation)이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 다수의 기준 신호는 임의의 기준 신호를 기준으로 일정한 간격으로 회전하여 구성될 수 있다. 상기 일정한 간격은 송수신할 신호의 비트 수와 관련될 수 있다. 3비트의 신호를 송수신 하는 경우, π/4 단위로 회전한 기준 신호가 전송될 수 있다. 4비트의 신호를 송수신 하는 경우, π/8 단위로 회전한 기준 신호가 전송될 수 있다. K 비트의 신호를 송수신 하는 경우,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000073
단위로 회전한 기준 신호가 연속하여 순차적으로 전송될 수 있다.
기준 신호에 대해 회전을 적용할 때 제일 처음 전송되는 기준 신호를 기준으로 회전이 적용될 수 있다. 또는, 전송되는 순서와 무관하게 임의의 기준 신호를 기초로 회전이 적용될 수도 있다. 또는, 회전 적용의 기초가 되는 상기 임의의 기준 신호가 송신 장치와 수신 장치 간에 미리 설정될 수도 있다.
수신 장치는 상기 다수의 기준 신호를 기반으로 채널 위상의 범위를 구분할 수 있다(S1620). 상기 채널 위상의 범위는 송수신할 신호의 비트 수에 따라 구분되는 간격이 달라질 수 있다. 예를 들어, 3비트의 신호를 송수신 하는 경우, 8개의 채널 위상의 범위로 구분될 수 있다. 4비트의 신호를 송수신 하는 경우, 16개의 채널 위상의 범위로 구분될 수 있다. 수신 장치는 수신된 기준 신호가 성상도에 표시되는 위치에 따라 채널 위상의 범위를
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000074
부터
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000075
까지 총
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000076
개에 해당하는 채널 위상의 범위를 구분할 수 있다. 송신 장치에서 전송된 기준 신호 대비 수신 장치에서 수신된 수신 신호의 위상 회전이 얼마만큼 되었는지에 따라 채널 위상의 범위가 구분될 수 있다. 다시 말해, 상기 다수의 기준 신호가 원래(Original) 신호 대비 얼마만큼 위상 회전이 되어 수신되었는지에 따라 채널 위상의 범위가 구분될 수 있다.
수신 장치는 상기 채널의 위상 범위를 그룹화할 수 있다(S1630). 예를 들어, 총
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000077
개에 해당하는 채널 위상의 범위가 구분되는 경우,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000078
개의 그룹으로 그룹화할 수 있다. 각 그룹은 상술한 수학식 6에 따른 채널 위상의 범위들로 구성될 수 있다. 하나의 그룹은 4개의 채널 위상의 범위들로 구성될 수 있다.
상술한 S1610 내지 S1630 단계를 통해 SAPM의 기초를 생성할 수 있다.
수신 장치는 송신 장치로부터 데이터 신호를 수신할 수 있다(S1640). 예를 들어, 상기 데이터 신호는 3비트 이상의 신호에 해당할 수 있으며, 공간적으로 집합된 위상 변조 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다. 또한, 데이터 신호는 공간적으로 집합된 위상 변조 방식에 따라 한 비트의 변화(또는, 비트 간 간격)가 최대 거리를 가지도록 하는 간격의 위상에 따라 회전되어 변조될 수 있다.
이후, 수신 장치는 SAPM의 기초에 기반하여 디코딩을 수행할 수 있다. 상기 디코딩은 S1630 단계에서 그룹화된 각각의 그룹에서 하나씩 채널 위상 범위를 선택하여 결합한 것을 기초로 수행될 수 있다. 만일, 특정 그룹에 해당되는 수신 경로가 존재하지 않는 경우는 복조(demodulation)가 불가능할 수 있다. 일례로, 4 비트를 송수신하는 경우, SAPM의 기초를 생성하는 과정을 통해 첫 번째 그룹 G1 = {P1,P5,P9,P13}, 두 번째 그룹 G2 = {P2,P6,P10,P14}, 세 번째 그룹 G3 = {P3,P7,P11,P15}와 네 번째 그룹 G4 = {P4,P8,P12,P16}으로 그룹화하여 네 개의 그룹을 생성할 수 있다. 그런데, 수신 장치의 전체 수신 경로 중 G4에 해당하는 채널 위상의 범위의 수신 신호가 존재하지 않는다면 SAPM 방식으로 변조된 신호를 제대로 복조하지 못할 수 있다. 따라서, 이러한 경우가 발생하면, 수신 장치는 추후 송신 장치에게 보고할 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 17을 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 장치(1710)와 제 2 장치(1720)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 장치(1710)는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 전송 장치, 수신 장치, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MR(Mixed Reality) 장치, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.
상기 제 2 장치(1720)는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 전송 장치, 수신 장치, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MR(Mixed Reality) 장치, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.
예를 들어, 단말은 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, HMD는 머리에 착용하는 형태의 디스플레이 장치일 수 있다. 예를 들어, HMD는 VR, AR 또는 MR을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 드론은 사람이 타지 않고 무선 컨트롤 신호에 의해 비행하는 비행체일 수 있다. 예를 들어, VR 장치는 가상 세계의 객체 또는 배경 등을 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, AR 장치는 현실 세계의 객체 또는 배경 등에 가상 세계의 객체 또는 배경을 연결하여 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, MR 장치는 현실 세계의 객체 또는 배경 등에 가상 세계의 객체 또는 배경을 융합하여 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 홀로그램 장치는 홀로그래피라는 두 개의 레이저 광이 만나서 발생하는 빛의 간섭현상을 활용하여, 입체 정보를 기록 및 재생하여 360도 입체 영상을 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공공 안전 장치는 영상 중계 장치 또는 사용자의 인체에 착용 가능한 영상 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 사람의 직접적인 개입이나 또는 조작이 필요하지 않는 장치일 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 스마트 미터, 벤딩 머신, 온도계, 스마트 전구, 도어락 또는 각종 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 질병을 진단, 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 상해 또는 장애를 진단, 치료, 경감 또는 보정할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 구조 또는 기능을 검사, 대체 또는 변형할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 임신을 조절할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 진료용 장치, 수술용 장치, (체외) 진단용 장치, 보청기 또는 시술용 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 발생할 우려가 있는 위험을 방지하고, 안전을 유지하기 위하여 설치한 장치일 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 카메라, CCTV, 녹화기(recorder) 또는 블랙박스 등일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 모바일 결제 등 금융 서비스를 제공할 수 있는 장치일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 결제 장치 또는 POS(Point of Sales) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기후/환경 장치는 기후/환경을 모니터링 또는 예측하는 장치를 포함할 수 있다.
상기 제 1 장치(1710)는 프로세서(1711)와 같은 적어도 하나 이상의 프로세서와, 메모리(1712)와 같은 적어도 하나 이상의 메모리와, 송수신기(1713)과 같은 적어도 하나 이상의 송수신기를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1711)는 전술한 기능, 절차, 및/또는 방법들을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(1711)는 하나 이상의 프로토콜을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(1711)는 무선 인터페이스 프로토콜의 하나 이상의 계층들을 수행할 수 있다. 상기 메모리(1712)는 상기 프로세서(1711)와 연결되고, 다양한 형태의 정보 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 상기 송수신기(1713)는 상기 프로세서(1711)와 연결되고, 무선 시그널을 송수신하도록 제어될 수 있다.
구체적인 예로, 프로세서(1711)은 송수신기(1713)를 제어하여 제 2 장치(1720)로 다수의 기준 신호를 연속적으로 전송할 수 있다(S1520). 여기에서, 상기 다수의 기준 신호는 송신 장치와 수신 장치 모두에게 알려진 심볼(예: 기준 신호)에 해당할 수 있다.
이 때, 상기 다수의 기준 신호에는 순차적으로 회전(rotation)이 적용될 수 있다(s1510). 예를 들어, 상기 다수의 기준 신호는 임의의 기준 신호를 기준으로 일정한 간격으로 회전하여 구성될 수 있다. 상기 일정한 간격은 송수신할 신호의 비트 수와 관련될 수 있다. K 비트의 신호를 송수신 하는 경우,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000079
단위로 회전한 기준 신호가 연속하여 순차적으로 전송될 수 있다. 또는, 상기 일정한 간격은 한 비트의 변화가 최대 거리를 가지도록 설정될 수 있다.
기준 신호에 대해 회전을 적용할 때 제일 처음 전송되는 기준 신호를 기준으로 회전이 적용될 수 있다. 또는, 전송되는 순서와 무관하게 임의의 기준 신호를 기초로 회전이 적용될 수도 있다. 또는, 회전 적용의 기초가 되는 상기 임의의 기준 신호가 송신 장치와 수신 장치 간에 미리 설정될 수도 있다.
또한, 프로세서(1711)은 송수신기(1713)를 제어하여 상기 제 2 장치(1720)로, 데이터 신호를 전송할 수 있다(S1550). 상기 데이터 신호는 3비트 이상의 신호에 해당할 수 있으며, 공간적으로 집합된 위상 변조 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다. 일례로, 심볼의 위상을
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000080
단위로 회전을 적용하여 변조 및 인코딩을 통해 데이터 신호를 전송할 수 있다.
상기 제 2 장치(1720)는 프로세서(1721)와 같은 적어도 하나의 프로세서와, 메모리(1722)와 같은 적어도 하나 이상의 메모리 장치와, 송수신기(1723)와 같은 적어도 하나의 송수신기를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1721)는 전술한 기능, 절차, 및/또는 방법들을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(1721)는 하나 이상의 프로토콜을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(1721)는 무선 인터페이스 프로토콜의 하나 이상의 계층들을 구현할 수 있다. 상기 메모리(1722)는 상기 프로세서(1721)와 연결되고, 다양한 형태의 정보 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 상기 송수신기(1723)는 상기 프로세서(1721)와 연결되고, 무선 시그널을 송수신하도록 제어될 수 있다.
구체적인 예로, 프로세서(1721)는 송수신기(1723)를 제어하여 제 1 장치(1710)로부터 다수의 기준 신호를 수신하고, 수신한 상기 다수의 기준 신호를 기반으로 채널 위상의 범위를 구분할 수 있다 (S1530). 상기 채널 위상의 범위는 송수신할 신호의 비트 수에 따라 구분되는 간격이 달라질 수 있다. 예를 들어, 수신 장치는 수신된 기준 신호가 성상도에 표시되는 위치에 따라 채널 위상의 범위를
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000081
부터
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000082
까지 총
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000083
개에 해당하는 채널 위상의 범위를 구분할 수 있다.
또한, 프로세서(1721)는 상기 채널의 위상 범위를 그룹화할 수 있다(S1540). 예를 들어, 총
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000084
개에 해당하는 채널 위상의 범위가 구분되는 경우,
Figure PCTKR2019008142-appb-img-000085
개의 그룹으로 그룹화할 수 있다.
프로세서(1721)는 송수신기(1723)를 제어하여 제 1 장치(1710)로부터 데이터 신호를 수신하고(S1550), SAPM의 기초에 기반하여 디코딩을 수행할 수 있다(S1560). 예를 들어, 상기 데이터 신호는 3비트 이상의 신호에 해당할 수 있으며, 공간적으로 집합된 위상 변조 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다. 상기 디코딩은 SAPM의 기초에서 그룹화된 각각의 그룹에서 하나씩 채널 위상 범위를 선택하여 결합한 것을 기초로 수행될 수 있다. 만일, 특정 그룹에 해당되는 수신 경로가 존재하지 않는 경우는 복조(demodulation)가 불가능할 수 있다. 이 경우, 프로세서(1721)는 송수신기(1723)를 제어하여 제 2 장치에게 보고할 수 있다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
도 18을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1810)과 기지국 영역 내에 위치한 다수의 단말(1820)을 포함한다. 기지국은 송신 장치로, 단말은 수신 장치로 표현될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 기지국과 단말은 프로세서(processor, 1811,1821), 메모리(memory, 1814,1824), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 1815,1825), Tx 프로세서(1812,1822), Rx 프로세서(1813,1823), 안테나(1816,1826)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(기지국에서 단말로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(1811)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 단말(1820)에 제공하며, 단말로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(1812)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 단말에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,1815)를 통해 상이한 안테나(1816)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 단말에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,1825)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(1826)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(1823)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 단말로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 단말로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 기지국에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 기지국에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙되다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(1821)에 제공된다.
UL(단말에서 기지국으로의 통신)은 단말(1820)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 기지국(1810)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(1825)는 각각의 안테나(1826)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(1823)에 제공한다. 프로세서 (1821)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (1824)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 장치(1900)를 나타낸다.
AI 장치(1900)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.
도 19를 참조하면, 단말기(1900)는 통신부(1910), 입력부(1920), 러닝 프로세서(1930), 센싱부(1940), 출력부(1950), 메모리(1970) 및 프로세서(1980) 등을 포함할 수 있다.
통신부(1910)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치(2100a 내지 2100e)나 AI 서버(2000) 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(1910)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.
이때, 통신부(1910)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다.
입력부(1920)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다.
이때, 입력부(1920)는 영상 신호 입력을 위한 카메라, 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 마이크로폰을 센서로 취급하여, 카메라나 마이크로폰으로부터 획득한 신호를 센싱 데이터 또는 센서 정보라고 할 수도 있다.
입력부(1920)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(1920)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(1980) 또는 러닝 프로세서(1930)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.
러닝 프로세서(1930)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 여기서, 학습된 인공 신경망을 학습 모델이라 칭할 수 있다. 학습 모델은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.
이때, 러닝 프로세서(1930)는 AI 서버(200)의 러닝 프로세서(2040)과 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.
이때, 러닝 프로세서(1930)는 AI 장치(1900)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(1930)는 메모리(1970), AI 장치(1900)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.
센싱부(1940)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(1900) 내부 정보, AI 장치(1900)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
이때, 센싱부(1940)에 포함되는 센서에는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등이 있다.
출력부(1950)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다.
이때, 출력부(1950)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.
메모리(1970)는 AI 장치(1900)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(1970)는 입력부(1920)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.
프로세서(1980)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(1900)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(1980)는 AI 장치(1900)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(1980)는 러닝 프로세서(1930) 또는 메모리(1970)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 장치(1900)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.
이때, 프로세서(1980)는 결정된 동작을 수행하기 위하여 외부 장치의 연계가 필요한 경우, 해당 외부 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 해당 외부 장치에 전송할 수 있다.
프로세서(1980)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.
이때, 프로세서(1980)는 음성 입력을 문자열로 변환하기 위한 STT(Speech To Text) 엔진 또는 자연어의 의도 정보를 획득하기 위한 자연어 처리(NLP: Natural Language Processing) 엔진 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자 입력에 상응하는 의도 정보를 획득할 수 있다.
이때, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 적어도 일부가 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습된 인공 신경망으로 구성될 수 있다. 그리고, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 러닝 프로세서(1930)에 의해 학습된 것이나, AI 서버(2000)의 러닝 프로세서(2040)에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.
프로세서(1980)는 AI 장치(1900)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(1970) 또는 러닝 프로세서(1930)에 저장하거나, AI 서버(2000) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
프로세서(1980)는 메모리(1970)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(1900)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(1980)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(1900)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 서버(2000)를 나타낸다.
도 20을 참조하면, AI 서버(2000)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(2000)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(2000)는 AI 장치(1900)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.
AI 서버(2000)는 통신부(2010), 메모리(2030), 러닝 프로세서(2040) 및 프로세서(2060) 등을 포함할 수 있다.
통신부(2010)는 AI 장치(1900) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.
메모리(2030)는 모델 저장부(2031)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(2031)는 러닝 프로세서(2040)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 2031a)을 저장할 수 있다.
러닝 프로세서(2040)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(2031a)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(2000)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(1900) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.
학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(2030)에 저장될 수 있다.
프로세서(2060)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(2100)을 나타낸다.
도 21을 참조하면, AI 시스템(2100)은 AI 서버(2000), 로봇(2100a), 자율 주행 차량(2100b), XR 장치(2100c), 스마트폰(2100d) 또는 가전(2100e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(2110)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(2100a), 자율 주행 차량(2100b), XR 장치(2100c), 스마트폰(2100d) 또는 가전(2100e) 등을 AI 장치(2100a 내지 2100e)라 칭할 수 있다.
클라우드 네트워크(2110)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(2110)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.
즉, AI 시스템(2100)을 구성하는 각 장치들(2100a 내지 2100e, 2000)은 클라우드 네트워크(2110)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(2100a 내지 2100e, 2000)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.
AI 서버(2000)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.
AI 서버(2000)는 AI 시스템(2100)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(2100a), 자율 주행 차량(2100b), XR 장치(2100c), 스마트폰(2100d) 또는 가전(2100e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(2110)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(2100a 내지 2100e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.
이때, AI 서버(2000)는 AI 장치(2100a 내지 2100e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(2100a 내지 2100e)에 전송할 수 있다.
이때, AI 서버(2000)는 AI 장치(2100a 내지 2100e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(2100a 내지 2100e)로 전송할 수 있다.
또는, AI 장치(2100a 내지 2100e)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.
이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(2100a 내지 2100e)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 21에 도시된 AI 장치(2100a 내지 2100e)는 도 19에 도시된 AI 장치(1900)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.
<AI+로봇>
로봇(2100a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.
로봇(2100a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.
로봇(2100a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(2100a)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.
여기서, 로봇(2100a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.
로봇(2100a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(2100a)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(2100a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(2000) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이때, 로봇(2100a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(2000) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
로봇(2100a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(2100a)을 주행시킬 수 있다.
맵 데이터에는 로봇(2100a)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
또한, 로봇(2100a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(2100a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
<AI+자율주행>
자율 주행 차량(2100b)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.
자율 주행 차량(2100b)은 자율 주행 기능을 제어하기 위한 자율 주행 제어 모듈을 포함할 수 있고, 자율 주행 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 자율 주행 제어 모듈은 자율 주행 차량(2100b)의 구성으로써 내부에 포함될 수도 있지만, 자율 주행 차량(2100b)의 외부에 별도의 하드웨어로 구성되어 연결될 수도 있다.
자율 주행 차량(2100b)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 자율 주행 차량(2100b)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.
여기서, 자율 주행 차량(2100b)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 로봇(2100a)과 마찬가지로, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.
특히, 자율 주행 차량(2100b)은 시야가 가려지는 영역이나 일정 거리 이상의 영역에 대한 환경이나 객체는 외부 장치들로부터 센서 정보를 수신하여 인식하거나, 외부 장치들로부터 직접 인식된 정보를 수신할 수 있다.
자율 주행 차량(2100b)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(2100b)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 주행 동선을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 자율 주행 차량(2100b)에서 직접 학습되거나, AI 서버(2000) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이때, 자율 주행 차량(2100b)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(2000) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
자율 주행 차량(2100b)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 자율 주행 차량(2100b)을 주행시킬 수 있다.
맵 데이터에는 자율 주행 차량(2100b)이 주행하는 공간(예컨대, 도로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 가로등, 바위, 건물 등의 고정 객체들과 차량, 보행자 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
또한, 자율 주행 차량(2100b)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(2100b)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
<AI+XR>
XR 장치(2100c)는 AI 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수 있다.
XR 장치(2100c)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 속성 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR 장치(2100c)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.
XR 장치(2100c)는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, XR 장치(2100c)는 학습 모델을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터에서 현실 객체를 인식할 수 있고, 인식한 현실 객체에 상응하는 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 XR 장치(2100c)에서 직접 학습되거나, AI 서버(2000) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이때, XR 장치(2100c)는 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(2000) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
<AI+로봇+자율주행>
로봇(2100a)은 AI 기술 및 자율 주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.
AI 기술과 자율 주행 기술이 적용된 로봇(2100a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(2100b)과 상호작용하는 로봇(2100a) 등을 의미할 수 있다.
자율 주행 기능을 가진 로봇(2100a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.
자율 주행 기능을 가진 로봇(2100a) 및 자율 주행 차량(2100b)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(2100a) 및 자율 주행 차량(2100b)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.
자율 주행 차량(2100b)과 상호작용하는 로봇(2100a)은 자율 주행 차량(2100b)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(2100b)의 내부 또는 외부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(2100b)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.
이때, 자율 주행 차량(2100b)과 상호작용하는 로봇(2100a)은 자율 주행 차량(2100b)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(2100b)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(2100b)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(2100b)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.
또는, 자율 주행 차량(2100b)과 상호작용하는 로봇(2100a)은 자율 주행 차량(2100b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(2100b)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(2100a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(2100b)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(2100b)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(2100a)이 제어하는 자율 주행 차량(2100b)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(2100b)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.
또는, 자율 주행 차량(2100b)과 상호작용하는 로봇(2100a)은 자율 주행 차량(2100b)의 외부에서 자율 주행 차량(2100b)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(2100a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(2100b)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(2100b)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.
<AI+로봇+XR>
로봇(2100a)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇, 드론 등으로 구현될 수 있다.
XR 기술이 적용된 로봇(2100a)은 XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇을 의미할 수 있다. 이 경우, 로봇(2100a)은 XR 장치(2100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇(2100a)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 로봇(2100a) 또는 XR 장치(2100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(2100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 로봇(2100a)은 XR 장치(2100c)를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.
예컨대, 사용자는 XR 장치(2100c) 등의 외부 장치를 통해 원격으로 연동된 로봇(2100a)의 시점에 상응하는 XR 영상을 확인할 수 있고, 상호작용을 통하여 로봇(2100a)의 자율 주행 경로를 조정하거나, 동작 또는 주행을 제어하거나, 주변 객체의 정보를 확인할 수 있다.
<AI+자율주행+XR>
자율 주행 차량(2100b)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.
XR 기술이 적용된 자율 주행 차량(2100b)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(2100b)은 XR 장치(2100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량(2100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(2100b)은 HUD를 구비하여 XR 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR 객체를 제공할 수 있다.
이때, XR 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR 객체가 자율 주행 차량(2100b)의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(2100b)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR 객체들을 출력할 수 있다.
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(2100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 자율 주행 차량(2100b) 또는 XR 장치(2100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(2100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 자율 주행 차량(2100b)은 XR 장치(2100c) 등의 외부 장치를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 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), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템, 5G 시스템(New RAT 시스템)에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 수신 장치가 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    송신 장치로부터, 다수의 기준 신호를 연속적으로 수신하는 단계;
    상기 다수의 기준 신호를 기반으로 채널 위상의 범위를 구분하는 단계;
    상기 채널 위상의 범위를 그룹화하여 2개 이상의 그룹을 형성하는 단계; 및
    상기 송신 장치로부터, 데이터 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 기준 신호는 임의의 기준 신호를 기준으로 일정한 간격으로 회전하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 일정한 간격은 상기 데이터 신호의 비트 수와 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 임의의 기준 신호는 송신 장치와 수신 장치 간 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 위상의 범위는 상기 다수의 기준 신호가 원래(Original) 신호 대비 얼마만큼 위상 회전이 되어 수신되었는지에 따라 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 2개 이상의 그룹의 각 그룹은 4개의 채널 위상의 범위로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 신호는 위상 회전에 기초하여 구분되는 3 비트 이상의 신호에 해당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 위상 회전은 한 비트의 변화가 최대 거리를 가지도록 하는 간격의 위상에 따라 회전되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 신호를 디코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 2개 이상의 그룹의 각 그룹에서 각각 하나의 채널 위상의 범위를 선택하여 결합한 것을 기초로 상기 데이터 신호를 디코딩하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 2개 이상의 그룹의 각 그룹에서 각각 하나의 채널 위상 범위를 선택하지 못한 경우, 상기 송신 장치로 해당 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 장치에 있어서, 수신 장치는
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛과,
    상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    송신 장치로부터 다수의 기준 신호를 연속적으로 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어하고,
    상기 다수의 기준 신호를 기반으로 채널 위상의 범위를 구분하며,
    상기 채널 위상의 범위를 그룹화하여 2개 이상의 그룹을 형성하고,
    상기 송신 장치로부터 데이터 신호를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는 4개 단위로 상기 채널 위상의 범위를 그룹화하여 상기 2개 이상의 그룹을 구성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데이터 신호의 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 2개 이상의 그룹의 각 그룹에서 각각 하나의 채널 위상의 범위를 선택하여 결합한 것을 기초로 상기 데이터 신호를 디코딩하는 것을 특징으로 하는 장치.
PCT/KR2019/008142 2019-07-03 2019-07-03 1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 위한 장치 WO2021002507A1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19935858.1A EP3996308A4 (en) 2019-07-03 2019-07-03 TRANSMITTING AND RECEIVING METHOD IN A 1-BIT QUANTIZATION SYSTEM AND CORRESPONDING DEVICE
US17/624,202 US11991024B2 (en) 2019-07-03 2019-07-03 Transmitting and receiving method in 1-bit quantization system and apparatus therefor
CN201980098170.9A CN114073029B (zh) 2019-07-03 2019-07-03 1比特量化系统中的发送和接收方法及其设备
PCT/KR2019/008142 WO2021002507A1 (ko) 2019-07-03 2019-07-03 1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 위한 장치
KR1020227000699A KR20220018589A (ko) 2019-07-03 2019-07-03 1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 위한 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/008142 WO2021002507A1 (ko) 2019-07-03 2019-07-03 1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 위한 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021002507A1 true WO2021002507A1 (ko) 2021-01-07

Family

ID=74100612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/008142 WO2021002507A1 (ko) 2019-07-03 2019-07-03 1-비트 양자화 시스템에서의 송수신 방법 및 이를 위한 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11991024B2 (ko)
EP (1) EP3996308A4 (ko)
KR (1) KR20220018589A (ko)
CN (1) CN114073029B (ko)
WO (1) WO2021002507A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115516847A (zh) * 2020-05-20 2022-12-23 索尼集团公司 信息处理装置、信息处理系统和信息处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001285164A (ja) * 2000-04-03 2001-10-12 Sanyo Electric Co Ltd 無線受信装置および応答ベクトル推定方法
US6487255B1 (en) * 1998-08-31 2002-11-26 Ericsson Inc. Information generation for coherent demodulation of differentially encoded signals
US20110222590A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 Xilinx, Inc. System and method for pilot tone assisted selected mapping
US20170134120A1 (en) * 2014-07-25 2017-05-11 Xieon Networks S.A.R.L. Cycle slip resilient coded modulation for fiber-optic communications
US20180331710A1 (en) * 2008-08-07 2018-11-15 John Lovberg Radio modulation technique using DMPSK for immproved BER

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6473506B1 (en) * 1998-10-13 2002-10-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Signaling using phase rotation techniques in a digital communications system
JP5747777B2 (ja) * 2011-10-17 2015-07-15 富士通株式会社 受信装置、周波数偏差算出方法及びコンピュータプログラム
CN106537861B (zh) * 2014-08-29 2020-02-14 华为技术有限公司 一种数据传输方法和设备
US10848356B2 (en) * 2016-02-02 2020-11-24 Lg Electronics Inc. Method for transmitting DMRS in wireless communication system supporting NB-IoT and apparatus therefor
US10944445B2 (en) * 2016-03-31 2021-03-09 British Telecommunications Public Limited Company Method and apparatus for transmitting data over a plurality of pairs of wires
KR102429734B1 (ko) * 2016-08-18 2022-08-05 삼성전자 주식회사 이동 통신 시스템에서 위상을 스위칭해 신호를 전송하는 방법 및 장치
CN108809884A (zh) * 2017-04-27 2018-11-13 株式会社Ntt都科摩 星座图旋转方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6487255B1 (en) * 1998-08-31 2002-11-26 Ericsson Inc. Information generation for coherent demodulation of differentially encoded signals
JP2001285164A (ja) * 2000-04-03 2001-10-12 Sanyo Electric Co Ltd 無線受信装置および応答ベクトル推定方法
US20180331710A1 (en) * 2008-08-07 2018-11-15 John Lovberg Radio modulation technique using DMPSK for immproved BER
US20110222590A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 Xilinx, Inc. System and method for pilot tone assisted selected mapping
US20170134120A1 (en) * 2014-07-25 2017-05-11 Xieon Networks S.A.R.L. Cycle slip resilient coded modulation for fiber-optic communications

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
3GPP TS 36.XXX
See also references of EP3996308A4
TS 38.XXX

Also Published As

Publication number Publication date
EP3996308A1 (en) 2022-05-11
US11991024B2 (en) 2024-05-21
CN114073029B (zh) 2023-11-24
US20220360473A1 (en) 2022-11-10
CN114073029A (zh) 2022-02-18
KR20220018589A (ko) 2022-02-15
EP3996308A4 (en) 2023-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020032527A1 (ko) 무선 통신 시스템의 코어셋에서 신호를 수신하는 방법 및 상기 방법을 이용하는 장치
WO2020040572A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2019216737A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020032774A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 채널 추정을 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
WO2019221553A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 단말의 전송 설정 지시자 결정 방법 및 상기 방법을 이용하는 장치
WO2020032776A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 물리 하향링크 제어 채널 후보에 대한 블라인드 디코딩을 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
WO2020032779A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 harq 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2021033797A1 (ko) 낮은-비트 양자화 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치
WO2020032685A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 빔 실패 검출을 수행하는 방법 및 이에 대한 장치
WO2019216740A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 상향 링크 제어 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2019245234A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 위치 결정을 위한 측정 결과 보고 방법 및 그 장치
WO2020231189A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 빔 정보를 보고 하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020027577A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 상향링크 물리 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020032617A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020027587A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치
WO2020032693A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 스케줄링 정보의 모니터링 방법 및 상기 방법을 이용하는 장치
WO2020027503A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020091579A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 물리 공유 채널 상에서 데이터를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020231190A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 빔 정보를 보고 하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020032587A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 물리 상향링크 공유 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020032737A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
WO2020027579A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 물리 상향링크 제어 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020017874A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 harq-ack 피드백을 수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2020067806A1 (ko) 반송파 집성 시스템에서 단말의 동작 방법 및 상기 방법을 이용하는 장치
WO2019221549A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 그 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19935858

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227000699

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019935858

Country of ref document: EP

Effective date: 20220203