WO2022025330A1 - 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 신호 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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WO2022025330A1
WO2022025330A1 PCT/KR2020/010151 KR2020010151W WO2022025330A1 WO 2022025330 A1 WO2022025330 A1 WO 2022025330A1 KR 2020010151 W KR2020010151 W KR 2020010151W WO 2022025330 A1 WO2022025330 A1 WO 2022025330A1
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WO
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phase rotation
constellation
signal
terminal
information
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PCT/KR2020/010151
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박성호
김수남
김민석
김재환
홍성룡
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엘지전자 주식회사
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    • 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
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and relates to a method and apparatus for transmitting and receiving signals between a terminal and a base station in a wireless communication system.
  • DAC Digital-to-Analog Converter
  • ADC Analog-to-Digital Converter
  • a data rate is lowered when using a low-resolution ADC/DAC, and a transmission/reception structure and signaling method for securing resolution for digital precoding.
  • a wireless access system is a multiple access system that can support communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • Examples of the multiple access system include a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, and a single carrier frequency (SC-FDMA) system. division multiple access) systems.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • an enhanced mobile broadband (eMBB) communication technology has been proposed compared to the existing radio access technology (RAT).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • RAT radio access technology
  • UE reliability and latency sensitive services/user equipment
  • mMTC massive machine type communications
  • the present disclosure may provide a method and apparatus for transmitting and receiving signals of a terminal and a base station in a wireless communication system.
  • the present disclosure may provide a phase-defining antenna-based modulation in a THz band-based wireless communication system, and an apparatus and method for transmitting and receiving a signal using the same.
  • the present disclosure may provide a method and apparatus for transmitting and receiving signals of a terminal and a base station in a wireless communication system.
  • a method of operating a terminal includes, in a wireless communication system, receiving information on a modulation method from a base station, and modulating an effective transmission bit into an effective transmission symbol based on the information on the modulation method. and transmitting the effective transmission symbol to the base station, wherein the effective transmission symbol may be transmitted based on a phase rotation value indicated by a constellation phase rotation index indicator indicating a degree of phase rotation of a constellation axis.
  • phase rotation value applied to each of the constellation axes of two or more antennas or two or more signal paths may be applied differently.
  • the effective transmission symbol may be transmitted through one antenna determined based on the constellation phase rotation index indicator.
  • the effective transmission symbol is transmitted through a single antenna or a single signal path determined based on the constellation phase rotation index indicator, and may be transmitted based on a precoding vector/matrix through a precoder.
  • the effective transmission symbol may be transmitted through one signal path determined based on the constellation phase rotation index indicator.
  • the effective transmission symbol may be transmitted through one antenna in which a phase rotation value of the constellation axis is set based on the constellation phase rotation index indicator through a phase controller.
  • the effective transmission bit may be 1 bit or more that are Most Significant Bits (MSB) of all transmission bits
  • the constellation phase rotation index indicator may be 1 bit or more that are LSBs (Least Significant Bits) of all transmission bits.
  • the effective transmission symbol may be transmitted based on a 1-bit DAC.
  • the method further includes modulating a pilot signal for channel estimation and synchronization into a pilot symbol based on the information on the modulation scheme and transmitting the modulated pilot symbol, wherein the pilot symbol includes the two or more antennas. can be classified according to time.
  • a pattern divided by time based on the two or more antennas may be repeated twice or more.
  • a phase rotation is applied to the effective modulation symbol through a phase rotation value based on the constellation phase rotation index indicator, and the phase rotation is based on an in-phase signal and a quadrature signal. can do.
  • block fading in which the channel does not change may be experienced during the period of the effective modulation symbol.
  • a terminal in a wireless communication system, is operably connected to at least one transmitter, at least one receiver, at least one processor, and the at least one processor, and when executed, the at least one processor is specified at least one memory storing instructions for performing an operation, wherein the specific operation comprises: receiving information on a modulation scheme from a base station; setting a valid transmission bit based on the information on the modulation scheme Modulation with an effective transmission symbol and transmitting the modulated effective transmission symbol to a base station, wherein the effective transmission symbol may be transmitted based on an effective transmission bit and a phase rotation value indicated by a constellation phase rotation index indicator.
  • a terminal operating in a wireless communication system As an embodiment of the present disclosure, a terminal operating in a wireless communication system
  • At least one transmitter at least one receiver, at least one processor
  • At least one memory operatively coupled to the at least one processor and storing instructions that, when executed, cause the at least one processor to perform a specific operation, the specific operation comprising: a valid transmit bit Receiving a modulated effective transmission symbol and demodulating the received symbol, wherein the effective transmission symbol may be transmitted based on a phase rotation value indicated by a constellation phase rotation index indicator.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication system applied to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wireless device applicable to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a wireless device applied to the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a mobile device applied to the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a vehicle or autonomous driving vehicle applied to the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a movable body applied to the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an XR device applied to the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a robot applied to the present disclosure.
  • AI artificial intelligence
  • FIG. 10 is a diagram illustrating physical channels applied to the present disclosure and a signal transmission method using the same.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol applied to the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a method of processing a transmission signal applied to the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a structure of a radio frame applicable to the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a slot structure applicable to the present disclosure.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a communication structure that can be provided in a 6G system applicable to the present disclosure.
  • 16 is a diagram illustrating an electromagnetic spectrum applicable to the present disclosure.
  • 17 is a diagram illustrating a THz communication method applicable to the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a THz wireless communication transceiver applicable to the present disclosure.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a method for generating a THz signal applicable to the present disclosure.
  • 20 is a diagram illustrating a wireless communication transceiver applicable to the present disclosure.
  • 21 is a diagram illustrating a structure of a transmitter applicable to the present disclosure.
  • 22 is a diagram illustrating a modulator structure applicable to the present disclosure.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of a symbol applicable to the present disclosure.
  • 24 to 28 are diagrams illustrating a structure of a transmitting end according to an embodiment of the present disclosure.
  • 29 is a diagram illustrating an 8-PSK constellation according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 30 is a diagram for each antenna for 8-PSK modulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • 31 is a diagram illustrating a 16-PSK constellation according to an embodiment of the present disclosure.
  • 32 is a diagram illustrating a transmission constellation for each antenna for 16-PSK modulation according to an embodiment of the present disclosure.
  • 33 and 34 are diagrams illustrating an operation method of a transmitter according to an embodiment of the present disclosure.
  • 35 is a diagram illustrating an operation method of a receiving end according to an embodiment of the present disclosure.
  • 36 is a diagram illustrating a configuration of a pilot symbol according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating an operation method of a transmitter according to another embodiment of the present disclosure.
  • each component or feature may be considered optional unless explicitly stated otherwise.
  • Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and/or features may be combined to configure an embodiment of the present disclosure.
  • the order of operations described in embodiments of the present disclosure may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments.
  • the base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with the mobile station.
  • a specific operation described as being performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • the 'base station' is a term such as a fixed station, a Node B, an eNB (eNode B), a gNB (gNode B), an ng-eNB, an advanced base station (ABS) or an access point (access point).
  • eNode B eNode B
  • gNode B gNode B
  • ng-eNB ng-eNB
  • ABS advanced base station
  • access point access point
  • a terminal includes a user equipment (UE), a mobile station (MS), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), It may be replaced by terms such as a mobile terminal or an advanced mobile station (AMS).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • a transmitting end refers to a fixed and/or mobile node that provides a data service or a voice service
  • a receiving end refers to a fixed and/or mobile node that receives a data service or a voice service.
  • the mobile station may be a transmitting end, and the base station may be a receiving end.
  • the mobile station may be the receiving end, and the base station may be the transmitting end.
  • Embodiments of the present disclosure are wireless access systems IEEE 802.xx system, 3rd Generation Partnership Project (3GPP) system, 3GPP Long Term Evolution (LTE) system, 3GPP 5G ( 5th generation) NR (New Radio) system, and 3GPP2 system It may be supported by standard documents disclosed in at least one of, in particular, embodiments of the present disclosure by 3GPP TS (technical specification) 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 and 3GPP TS 38.331 documents. can be supported
  • embodiments of the present disclosure may be applied to other wireless access systems, and are not limited to the above-described system. As an example, it may be applicable to a system applied after the 3GPP 5G NR system, and is not limited to a specific system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • LTE may mean 3GPP TS 36.xxx Release 8 or later technology.
  • LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 10 may be referred to as LTE-A
  • LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 13 may be referred to as LTE-A pro.
  • 3GPP NR may refer to technology after TS 38.xxx Release 15.
  • 3GPP 6G may refer to technology after TS Release 17 and/or Release 18.
  • "xxx" stands for standard document detail number.
  • LTE/NR/6G may be collectively referred to as a 3GPP system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication system applied to the present disclosure.
  • a communication system 100 applied to the present disclosure includes a wireless device, a base station, and a network.
  • the wireless device means a device that performs communication using a wireless access technology (eg, 5G NR, LTE), and may be referred to as a communication/wireless/5G device.
  • the wireless device may include a robot 100a, a vehicle 100b-1, 100b-2, an extended reality (XR) device 100c, a hand-held device 100d, and a home appliance. appliance) 100e, an Internet of Things (IoT) device 100f, and an artificial intelligence (AI) device/server 100g.
  • a wireless access technology eg, 5G NR, LTE
  • XR extended reality
  • IoT Internet of Things
  • AI artificial intelligence
  • the vehicle may include a vehicle equipped with a wireless communication function, an autonomous driving vehicle, a vehicle capable of performing inter-vehicle communication, and the like.
  • the vehicles 100b-1 and 100b-2 may include an unmanned aerial vehicle (UAV) (eg, a drone).
  • UAV unmanned aerial vehicle
  • the XR device 100c includes augmented reality (AR)/virtual reality (VR)/mixed reality (MR) devices, and includes a head-mounted device (HMD), a head-up display (HUD) provided in a vehicle, a television, It may be implemented in the form of a smartphone, a computer, a wearable device, a home appliance, a digital signage, a vehicle, a robot, and the like.
  • the portable device 100d may include a smart phone, a smart pad, a wearable device (eg, smart watch, smart glasses), and a computer (eg, a laptop computer).
  • the home appliance 100e may include a TV, a refrigerator, a washing machine, and the like.
  • the IoT device 100f may include a sensor, a smart meter, and the like.
  • the base station 120 and the network 130 may be implemented as a wireless device, and a specific wireless device 120a may operate as a base station/network node to other wireless devices.
  • the wireless devices 100a to 100f may be connected to the network 130 through the base station 120 .
  • AI technology may be applied to the wireless devices 100a to 100f , and the wireless devices 100a to 100f may be connected to the AI server 100g through the network 130 .
  • the network 130 may be configured using a 3G network, a 4G (eg, LTE) network, or a 5G (eg, NR) network.
  • the wireless devices 100a to 100f may communicate with each other through the base station 120/network 130, but communicate directly without going through the base station 120/network 130 (eg, sidelink communication) You may.
  • the vehicles 100b-1 and 100b-2 may perform direct communication (eg, vehicle to vehicle (V2V)/vehicle to everything (V2X) communication).
  • the IoT device 100f eg, a sensor
  • Wireless communication/connection 150a, 150b, and 150c may be performed between the wireless devices 100a to 100f/base station 120 and the base station 120/base station 120 .
  • wireless communication/connection includes uplink/downlink communication 150a and sidelink communication 150b (or D2D communication), and communication between base stations 150c (eg, relay, integrated access backhaul (IAB)). This may be achieved through radio access technology (eg, 5G NR).
  • IAB integrated access backhaul
  • the wireless device and the base station/wireless device, and the base station and the base station may transmit/receive wireless signals to each other.
  • the wireless communication/connection 150a , 150b , 150c may transmit/receive signals through various physical channels.
  • various configuration information setting processes for transmission/reception of wireless signals various signal processing processes (eg, channel encoding/decoding, modulation/demodulation, resource mapping/demapping, etc.) , at least a part of a resource allocation process may be performed.
  • signal processing processes eg, channel encoding/decoding, modulation/demodulation, resource mapping/demapping, etc.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wireless device applicable to the present disclosure.
  • a first wireless device 200a and a second wireless device 200b may transmit/receive wireless signals through various wireless access technologies (eg, LTE, NR).
  • ⁇ first wireless device 200a, second wireless device 200b ⁇ is ⁇ wireless device 100x, base station 120 ⁇ of FIG. 1 and/or ⁇ wireless device 100x, wireless device 100x) ⁇ can be matched.
  • the first wireless device 200a includes one or more processors 202a and one or more memories 204a, and may further include one or more transceivers 206a and/or one or more antennas 208a.
  • the processor 202a controls the memory 204a and/or the transceiver 206a and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein.
  • the processor 202a may process information in the memory 204a to generate first information/signal, and then transmit a wireless signal including the first information/signal through the transceiver 206a.
  • the processor 202a may receive the radio signal including the second information/signal through the transceiver 206a, and then store the information obtained from the signal processing of the second information/signal in the memory 204a.
  • the memory 204a may be connected to the processor 202a and may store various information related to the operation of the processor 202a.
  • the memory 204a may provide instructions for performing some or all of the processes controlled by the processor 202a, or for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein. may store software code including
  • the processor 202a and the memory 204a may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • a wireless communication technology eg, LTE, NR
  • the transceiver 206a may be coupled to the processor 202a and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 208a.
  • the transceiver 206a may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 206a may be used interchangeably with a radio frequency (RF) unit.
  • RF radio frequency
  • a wireless device may refer to a communication modem/circuit/chip.
  • the second wireless device 200b includes one or more processors 202b, one or more memories 204b, and may further include one or more transceivers 206b and/or one or more antennas 208b.
  • the processor 202b controls the memory 204b and/or the transceiver 206b and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein.
  • the processor 202b may process information in the memory 204b to generate third information/signal, and then transmit a wireless signal including the third information/signal through the transceiver 206b.
  • the processor 202b may receive the radio signal including the fourth information/signal through the transceiver 206b, and then store information obtained from signal processing of the fourth information/signal in the memory 204b.
  • the memory 204b may be connected to the processor 202b and may store various information related to the operation of the processor 202b.
  • the memory 204b may provide instructions for performing some or all of the processes controlled by the processor 202b, or for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein. may store software code including
  • the processor 202b and the memory 204b may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • a wireless communication technology eg, LTE, NR
  • the transceiver 206b may be coupled to the processor 202b and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 208b.
  • Transceiver 206b may include a transmitter and/or receiver.
  • Transceiver 206b may be used interchangeably with an RF unit.
  • a wireless device may refer to a communication modem/circuit/chip.
  • one or more protocol layers may be implemented by one or more processors 202a, 202b.
  • one or more processors 202a, 202b may include one or more layers (eg, PHY (physical), MAC (media access control), RLC (radio link control), PDCP (packet data convergence protocol), RRC (radio resource) control) and a functional layer such as service data adaptation protocol (SDAP)).
  • layers eg, PHY (physical), MAC (media access control), RLC (radio link control), PDCP (packet data convergence protocol), RRC (radio resource) control
  • SDAP service data adaptation protocol
  • the one or more processors 202a, 202b may be configured to process one or more protocol data units (PDUs) and/or one or more service data units (SDUs) according to the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein. can create The one or more processors 202a, 202b may generate messages, control information, data, or information according to the description, function, procedure, proposal, method, and/or flow charts disclosed herein. The one or more processors 202a, 202b generate a signal (eg, a baseband signal) including a PDU, SDU, message, control information, data or information according to the functions, procedures, proposals and/or methods disclosed herein.
  • a signal eg, a baseband signal
  • processors 202a, 202b may receive signals (eg, baseband signals) from one or more transceivers 206a, 206b, and the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or flowcharts of operation disclosed herein.
  • PDUs, SDUs, messages, control information, data, or information may be acquired according to the fields.
  • One or more processors 202a, 202b may be referred to as a controller, microcontroller, microprocessor, or microcomputer.
  • One or more processors 202a, 202b may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • firmware or software may be implemented using firmware or software, and the firmware or software may be implemented to include modules, procedures, functions, and the like.
  • the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or flow charts disclosed in this document provide that firmware or software configured to perform is included in one or more processors 202a, 202b, or stored in one or more memories 204a, 204b. It may be driven by the above processors 202a and 202b.
  • the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein may be implemented using firmware or software in the form of code, instructions, and/or a set of instructions.
  • One or more memories 204a, 204b may be coupled to one or more processors 202a, 202b and may store various types of data, signals, messages, information, programs, codes, instructions, and/or instructions.
  • One or more memories 204a, 204b may include read only memory (ROM), random access memory (RAM), erasable programmable read only memory (EPROM), flash memory, hard drives, registers, cache memory, computer readable storage media and/or It may be composed of a combination of these.
  • One or more memories 204a, 204b may be located inside and/or external to one or more processors 202a, 202b. Additionally, one or more memories 204a, 204b may be coupled to one or more processors 202a, 202b through various technologies, such as wired or wireless connections.
  • the one or more transceivers 206a, 206b may transmit user data, control information, radio signals/channels, etc. referred to in the methods and/or operational flowcharts of this document to one or more other devices.
  • the one or more transceivers 206a, 206b may receive user data, control information, radio signals/channels, etc. referred to in the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or flow charts, etc. disclosed herein, from one or more other devices. have.
  • one or more transceivers 206a , 206b may be coupled to one or more processors 202a , 202b and may transmit and receive wireless signals.
  • one or more processors 202a, 202b may control one or more transceivers 206a, 206b to transmit user data, control information, or wireless signals to one or more other devices. Additionally, one or more processors 202a, 202b may control one or more transceivers 206a, 206b to receive user data, control information, or wireless signals from one or more other devices. Further, one or more transceivers 206a, 206b may be coupled with one or more antennas 208a, 208b, and the one or more transceivers 206a, 206b may be connected via one or more antennas 208a, 208b. , may be set to transmit and receive user data, control information, radio signals/channels, etc.
  • one or more antennas may be a plurality of physical antennas or a plurality of logical antennas (eg, antenna ports).
  • the one or more transceivers 206a, 206b converts the received radio signal/channel, etc. from the RF band signal to process the received user data, control information, radio signal/channel, etc. using the one or more processors 202a, 202b. It can be converted into a baseband signal.
  • One or more transceivers 206a, 206b may convert user data, control information, radio signals/channels, etc. processed using one or more processors 202a, 202b from baseband signals to RF band signals.
  • one or more transceivers 206a, 206b may include (analog) oscillators and/or filters.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a wireless device applied to the present disclosure.
  • a wireless device 300 corresponds to the wireless devices 200a and 200b of FIG. 2 , and includes various elements, components, units/units, and/or modules. ) can be composed of
  • the wireless device 300 may include a communication unit 310 , a control unit 320 , a memory unit 330 , and an additional element 340 .
  • the communication unit may include communication circuitry 312 and transceiver(s) 314 .
  • communication circuitry 312 may include one or more processors 202a, 202b and/or one or more memories 204a, 204b of FIG. 2 .
  • the transceiver(s) 314 may include one or more transceivers 206a , 206b and/or one or more antennas 208a , 208b of FIG. 2 .
  • the control unit 320 is electrically connected to the communication unit 310 , the memory unit 330 , and the additional element 340 and controls general operations of the wireless device.
  • the controller 320 may control the electrical/mechanical operation of the wireless device based on the program/code/command/information stored in the memory unit 330 .
  • control unit 320 transmits the information stored in the memory unit 330 to the outside (eg, another communication device) through the communication unit 310 through a wireless/wired interface, or externally (eg, through the communication unit 310) Information received through a wireless/wired interface from another communication device) may be stored in the memory unit 330 .
  • the additional element 340 may be configured in various ways according to the type of the wireless device.
  • the additional element 340 may include at least one of a power unit/battery, an input/output unit, a driving unit, and a computing unit.
  • the wireless device 300 may include a robot ( FIGS. 1 and 100a ), a vehicle ( FIGS. 1 , 100b-1 , 100b-2 ), an XR device ( FIGS. 1 and 100c ), and a mobile device ( FIGS. 1 and 100d ). ), home appliances (FIG. 1, 100e), IoT device (FIG.
  • the wireless device may be mobile or used in a fixed location depending on the use-example/service.
  • various elements, components, units/units, and/or modules in the wireless device 300 may be all interconnected through a wired interface, or at least some may be wirelessly connected through the communication unit 310 .
  • the control unit 320 and the communication unit 310 are connected by wire, and the control unit 320 and the first unit (eg, 130 , 140 ) are connected wirelessly through the communication unit 310 .
  • each element, component, unit/unit, and/or module within the wireless device 300 may further include one or more elements.
  • the controller 320 may include one or more processor sets.
  • control unit 320 may be configured as a set of a communication control processor, an application processor, an electronic control unit (ECU), a graphic processing processor, a memory control processor, and the like.
  • memory unit 330 may include RAM, dynamic RAM (DRAM), ROM, flash memory, volatile memory, non-volatile memory, and/or a combination thereof. can be configured.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a mobile device applied to the present disclosure.
  • the portable device may include a smart phone, a smart pad, a wearable device (eg, a smart watch, smart glasses), and a portable computer (eg, a laptop computer).
  • the mobile device may be referred to as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), an advanced mobile station (AMS), or a wireless terminal (WT).
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • WT wireless terminal
  • the mobile device 400 includes an antenna unit 408 , a communication unit 410 , a control unit 420 , a memory unit 430 , a power supply unit 440a , an interface unit 440b , and an input/output unit 440c .
  • the antenna unit 408 may be configured as a part of the communication unit 410 .
  • Blocks 410 to 430/440a to 440c respectively correspond to blocks 310 to 330/340 of FIG. 3 .
  • the communication unit 410 may transmit and receive signals (eg, data, control signals, etc.) with other wireless devices and base stations.
  • the controller 420 may control components of the portable device 400 to perform various operations.
  • the controller 420 may include an application processor (AP).
  • the memory unit 430 may store data/parameters/programs/codes/commands necessary for driving the portable device 400 . Also, the memory unit 430 may store input/output data/information.
  • the power supply unit 440a supplies power to the portable device 400 and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like.
  • the interface unit 440b may support a connection between the portable device 400 and other external devices.
  • the interface unit 440b may include various ports (eg, an audio input/output port and a video input/output port) for connection with an external device.
  • the input/output unit 440c may receive or output image information/signal, audio information/signal, data, and/or information input from a user.
  • the input/output unit 440c may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit 440d, a speaker, and/or a haptic module.
  • the input/output unit 440c obtains information/signals (eg, touch, text, voice, image, video) input from the user, and the obtained information/signals are stored in the memory unit 430 . can be saved.
  • the communication unit 410 may convert the information/signal stored in the memory into a wireless signal, and transmit the converted wireless signal directly to another wireless device or to a base station. Also, after receiving a radio signal from another radio device or base station, the communication unit 410 may restore the received radio signal to original information/signal.
  • the restored information/signal may be stored in the memory unit 430 and output in various forms (eg, text, voice, image, video, haptic) through the input/output unit 440c.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a vehicle or autonomous driving vehicle applied to the present disclosure.
  • the vehicle or autonomous driving vehicle may be implemented as a mobile robot, a vehicle, a train, an aerial vehicle (AV), a ship, and the like, but is not limited to the shape of the vehicle.
  • AV aerial vehicle
  • the vehicle or autonomous driving vehicle 500 includes an antenna unit 508 , a communication unit 510 , a control unit 520 , a driving unit 540a , a power supply unit 540b , a sensor unit 540c and autonomous driving.
  • a unit 540d may be included.
  • the antenna unit 550 may be configured as a part of the communication unit 510 .
  • Blocks 510/530/540a to 540d respectively correspond to blocks 410/430/440 of FIG. 4 .
  • the communication unit 510 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) to and from external devices such as other vehicles, base stations (eg, base stations, roadside units, etc.), and servers.
  • the controller 520 may control elements of the vehicle or the autonomous driving vehicle 500 to perform various operations.
  • the controller 520 may include an electronic control unit (ECU).
  • the driving unit 540a may cause the vehicle or the autonomous driving vehicle 500 to run on the ground.
  • the driving unit 540a may include an engine, a motor, a power train, a wheel, a brake, a steering device, and the like.
  • the power supply unit 540b supplies power to the vehicle or the autonomous driving vehicle 500 , and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like.
  • the sensor unit 540c may obtain vehicle state, surrounding environment information, user information, and the like.
  • the sensor unit 540c includes an inertial measurement unit (IMU) sensor, a collision sensor, a wheel sensor, a speed sensor, an inclination sensor, a weight sensor, a heading sensor, a position module, and a vehicle forward movement.
  • IMU inertial measurement unit
  • a collision sensor a wheel sensor
  • a speed sensor a speed sensor
  • an inclination sensor a weight sensor
  • a heading sensor a position module
  • a vehicle forward movement / may include a reverse sensor, a battery sensor, a fuel sensor, a tire sensor, a steering sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, an ultrasonic sensor, an illuminance sensor, a pedal position sensor, and the like.
  • the autonomous driving unit 540d includes a technology for maintaining a driving lane, a technology for automatically adjusting speed such as adaptive cruise control, a technology for automatically driving along a predetermined route, and a technology for automatically setting a route when a destination is set. technology can be implemented.
  • the communication unit 510 may receive map data, traffic information data, and the like from an external server.
  • the autonomous driving unit 540d may generate an autonomous driving route and a driving plan based on the acquired data.
  • the controller 520 may control the driving unit 540a to move the vehicle or the autonomous driving vehicle 500 along the autonomous driving path (eg, speed/direction adjustment) according to the driving plan.
  • the communication unit 510 may obtain the latest traffic information data from an external server non/periodically, and may acquire surrounding traffic information data from surrounding vehicles.
  • the sensor unit 540c may acquire vehicle state and surrounding environment information.
  • the autonomous driving unit 540d may update the autonomous driving route and driving plan based on the newly acquired data/information.
  • the communication unit 510 may transmit information about a vehicle location, an autonomous driving route, a driving plan, and the like to an external server.
  • the external server may predict traffic information data in advance using AI technology or the like based on information collected from the vehicle or autonomous vehicles, and may provide the predicted traffic information data to the vehicle or autonomous vehicles.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a movable body applied to the present disclosure.
  • the moving object applied to the present disclosure may be implemented as at least any one of means of transport, train, aircraft, and ship.
  • the movable body applied to the present disclosure may be implemented in other forms, and is not limited to the above-described embodiment.
  • the mobile unit 600 may include a communication unit 610 , a control unit 620 , a memory unit 630 , an input/output unit 640a , and a position measurement unit 640b .
  • blocks 610 to 630/640a to 640b correspond to blocks 310 to 330/340 of FIG. 3 , respectively.
  • the communication unit 610 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) with other mobile devices or external devices such as a base station.
  • the controller 620 may perform various operations by controlling the components of the movable body 600 .
  • the memory unit 630 may store data/parameters/programs/codes/commands supporting various functions of the mobile unit 600 .
  • the input/output unit 640a may output an AR/VR object based on information in the memory unit 630 .
  • the input/output unit 640a may include a HUD.
  • the position measuring unit 640b may acquire position information of the moving object 600 .
  • the location information may include absolute location information of the moving object 600 , location information within a driving line, acceleration information, and location information with a surrounding vehicle.
  • the position measuring unit 640b may include a GPS and various sensors.
  • the communication unit 610 of the mobile unit 600 may receive map information, traffic information, and the like from an external server and store it in the memory unit 630 .
  • the position measurement unit 640b may obtain information about the location of the moving object through GPS and various sensors and store it in the memory unit 630 .
  • the controller 620 may generate a virtual object based on map information, traffic information, and location information of a moving object, and the input/output unit 640a may display the generated virtual object on a window inside the moving object (651, 652). Also, the control unit 620 may determine whether the moving object 600 is normally operating within the driving line based on the moving object location information.
  • the control unit 620 may display a warning on the glass window of the moving object through the input/output unit 640a. Also, the control unit 620 may broadcast a warning message regarding the driving abnormality to surrounding moving objects through the communication unit 610 . Depending on the situation, the control unit 620 may transmit the location information of the moving object and information on the driving/moving object abnormality to the related organization through the communication unit 610 .
  • the XR device may be implemented as an HMD, a head-up display (HUD) provided in a vehicle, a television, a smart phone, a computer, a wearable device, a home appliance, a digital signage, a vehicle, a robot, and the like.
  • HMD head-up display
  • a television a smart phone
  • a computer a wearable device
  • a home appliance a digital signage
  • a vehicle a robot, and the like.
  • the XR device 700a may include a communication unit 710 , a control unit 720 , a memory unit 730 , an input/output unit 740a , a sensor unit 740b , and a power supply unit 740c .
  • blocks 710 to 730/740a to 740c may correspond to blocks 310 to 330/340 of FIG. 3 , respectively.
  • the communication unit 710 may transmit/receive signals (eg, media data, control signals, etc.) to/from external devices such as other wireless devices, portable devices, or media servers.
  • Media data may include images, images, and sounds.
  • the controller 720 may perform various operations by controlling the components of the XR device 700a.
  • the controller 720 may be configured to control and/or perform procedures such as video/image acquisition, (video/image) encoding, and metadata generation and processing.
  • the memory unit 730 may store data/parameters/programs/codes/commands necessary for driving the XR device 700a/creating an XR object.
  • the input/output unit 740a may obtain control information, data, etc. from the outside, and may output the generated XR object.
  • the input/output unit 740a may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit, a speaker, and/or a haptic module.
  • the sensor unit 740b may obtain an XR device state, surrounding environment information, user information, and the like.
  • the sensor unit 740b includes a proximity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, a red green blue (RGB) sensor, an infrared (IR) sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone and / or radar or the like.
  • the power supply unit 740c supplies power to the XR device 700a, and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like.
  • the memory unit 730 of the XR device 700a may include information (eg, data, etc.) necessary for generating an XR object (eg, AR/VR/MR object).
  • the input/output unit 740a may obtain a command to operate the XR device 700a from the user, and the controller 720 may drive the XR device 700a according to the user's driving command. For example, when the user intends to watch a movie or news through the XR device 700a, the controller 720 transmits the content request information through the communication unit 730 to another device (eg, the mobile device 700b) or can be sent to the media server.
  • another device eg, the mobile device 700b
  • the communication unit 730 may download/stream contents such as movies and news from another device (eg, the portable device 700b) or a media server to the memory unit 730 .
  • the controller 720 controls and/or performs procedures such as video/image acquisition, (video/image) encoding, and metadata generation/processing for the content, and is acquired through the input/output unit 740a/sensor unit 740b It is possible to generate/output an XR object based on information about one surrounding space or a real object.
  • the XR device 700a is wirelessly connected to the portable device 700b through the communication unit 710 , and the operation of the XR device 700a may be controlled by the portable device 700b.
  • the portable device 700b may operate as a controller for the XR device 700a.
  • the XR device 700a may obtain 3D location information of the portable device 700b, and then generate and output an XR object corresponding to the portable device 700b.
  • the robot 800 may include a communication unit 810 , a control unit 820 , a memory unit 830 , an input/output unit 840a , a sensor unit 840b , and a driving unit 840c .
  • blocks 810 to 830/840a to 840c may correspond to blocks 310 to 330/340 of FIG. 3 , respectively.
  • the communication unit 810 may transmit and receive signals (eg, driving information, control signals, etc.) with external devices such as other wireless devices, other robots, or control servers.
  • the controller 820 may control components of the robot 800 to perform various operations.
  • the memory unit 830 may store data/parameters/programs/codes/commands supporting various functions of the robot 800 .
  • the input/output unit 840a may obtain information from the outside of the robot 800 and may output information to the outside of the robot 800 .
  • the input/output unit 840a may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit, a speaker, and/or a haptic module.
  • the sensor unit 840b may obtain internal information, surrounding environment information, user information, and the like of the robot 800 .
  • the sensor unit 840b may include a proximity sensor, an illumination sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, a radar, and the like.
  • the driving unit 840c may perform various physical operations, such as moving a robot joint. Also, the driving unit 840c may cause the robot 800 to travel on the ground or to fly in the air.
  • the driving unit 840c may include an actuator, a motor, a wheel, a brake, a propeller, and the like.
  • AI devices include TVs, projectors, smartphones, PCs, laptops, digital broadcasting terminals, tablet PCs, wearable devices, set-top boxes (STBs), radios, washing machines, refrigerators, digital signage, robots, vehicles, etc. It may be implemented as a device or a mobile device.
  • the AI device 900 includes a communication unit 910 , a control unit 920 , a memory unit 930 , input/output units 940a/940b , a learning processor unit 940c and a sensor unit 940d.
  • the communication unit 910 uses wired/wireless communication technology to communicate with external devices such as other AI devices (eg, FIGS. 1, 100x, 120, 140) or an AI server ( FIGS. 1 and 140 ) and wired/wireless signals (eg, sensor information, user input, learning model, control signal, etc.). To this end, the communication unit 910 may transmit information in the memory unit 930 to an external device or transmit a signal received from the external device to the memory unit 930 .
  • AI devices eg, FIGS. 1, 100x, 120, 140
  • an AI server FIGS. 1 and 140
  • wired/wireless signals eg, sensor information, user input, learning model, control signal, etc.
  • the controller 920 may determine at least one executable operation of the AI device 900 based on information determined or generated using a data analysis algorithm or a machine learning algorithm. In addition, the controller 920 may control the components of the AI device 900 to perform the determined operation. For example, the control unit 920 may request, search, receive, or utilize the data of the learning processor unit 940c or the memory unit 930, and may be a predicted operation among at least one executable operation or determined to be preferable. Components of the AI device 900 may be controlled to execute the operation.
  • control unit 920 collects history information including user feedback on the operation contents or operation of the AI device 900 and stores it in the memory unit 930 or the learning processor unit 940c, or the AI server ( 1 and 140), and the like may be transmitted to an external device.
  • the collected historical information may be used to update the learning model.
  • the memory unit 930 may store data supporting various functions of the AI device 900 .
  • the memory unit 930 may store data obtained from the input unit 940a , data obtained from the communication unit 910 , output data of the learning processor unit 940c , and data obtained from the sensing unit 940 .
  • the memory unit 930 may store control information and/or software codes necessary for the operation/execution of the control unit 920 .
  • the input unit 940a may acquire various types of data from the outside of the AI device 900 .
  • the input unit 920 may obtain training data for model learning, input data to which the learning model is applied, and the like.
  • the input unit 940a may include a camera, a microphone, and/or a user input unit.
  • the output unit 940b may generate an output related to sight, hearing, or touch.
  • the output unit 940b may include a display unit, a speaker, and/or a haptic module.
  • the sensing unit 940 may obtain at least one of internal information of the AI device 900 , surrounding environment information of the AI device 900 , and user information by using various sensors.
  • the sensing unit 940 may include a proximity sensor, an illumination sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an RGB sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, and/or a radar. have.
  • the learning processor unit 940c may train a model composed of an artificial neural network by using the training data.
  • the learning processor unit 940c may perform AI processing together with the learning processor unit of the AI server ( FIGS. 1 and 140 ).
  • the learning processor unit 940c may process information received from an external device through the communication unit 910 and/or information stored in the memory unit 930 . Also, the output value of the learning processor unit 940c may be transmitted to an external device through the communication unit 910 and/or stored in the memory unit 930 .
  • a terminal may receive information from a base station through downlink (DL) and transmit information to a base station through uplink (UL).
  • Information transmitted and received between the base station and the terminal includes general data information and various control information, and various physical channels exist according to the type/use of the information they transmit and receive.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating physical channels applied to the present disclosure and a signal transmission method using the same.
  • the terminal receives a primary synchronization channel (P-SCH) and a secondary synchronization channel (S-SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as cell ID. .
  • P-SCH primary synchronization channel
  • S-SCH secondary synchronization channel
  • the terminal may receive a physical broadcast channel (PBCH) signal from the base station to obtain intra-cell broadcast information.
  • the UE may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to check the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to physical downlink control channel information in step S1012 and receives a little more Specific system information can be obtained.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure, such as steps S1013 to S1016, to complete access to the base station.
  • the UE transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S1013), and RAR for the preamble through a physical downlink control channel and a corresponding physical downlink shared channel (S1013). random access response) may be received (S1014).
  • the UE transmits a physical uplink shared channel (PUSCH) using scheduling information in the RAR (S1015), and a contention resolution procedure such as reception of a physical downlink control channel signal and a corresponding physical downlink shared channel signal. ) can be performed (S1016).
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • S1015 scheduling information in the RAR
  • a contention resolution procedure such as reception of a physical downlink control channel signal and a corresponding physical downlink shared channel signal.
  • the terminal After performing the procedure as described above, the terminal receives a physical downlink control channel signal and/or a physical downlink shared channel signal (S1017) and a physical uplink shared channel as a general uplink/downlink signal transmission procedure thereafter.
  • channel, PUSCH) signal and/or a physical uplink control channel (PUCCH) signal may be transmitted ( S1018 ).
  • UCI uplink control information
  • HARQ-ACK / NACK hybrid automatic repeat and request acknowledgment / negative-ACK
  • SR scheduling request
  • CQI channel quality indication
  • PMI precoding matrix indication
  • RI rank indication
  • BI beam indication
  • the UCI is generally transmitted periodically through the PUCCH, but may be transmitted through the PUSCH according to an embodiment (eg, when control information and traffic data are to be transmitted at the same time).
  • the UE may aperiodically transmit the UCI through the PUSCH.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol applied to the present disclosure.
  • entity 1 may be a user equipment (UE).
  • the term "terminal" may be at least one of a wireless device, a portable device, a vehicle, a mobile body, an XR device, a robot, and an AI to which the present disclosure is applied in FIGS. 1 to 9 described above.
  • the terminal refers to a device to which the present disclosure can be applied and may not be limited to a specific device or device.
  • Entity 2 may be a base station.
  • the base station may be at least one of an eNB, a gNB, and an ng-eNB.
  • the base station may refer to an apparatus for transmitting a downlink signal to the terminal, and may not be limited to a specific type or apparatus. That is, the base station may be implemented in various forms or types, and may not be limited to a specific form.
  • Entity 3 may be a network device or a device performing a network function.
  • the network device may be a core network node (eg, a mobility management entity (MME), an access and mobility management function (AMF), etc.) that manages mobility.
  • the network function may mean a function implemented to perform a network function
  • entity 3 may be a device to which the function is applied. That is, the entity 3 may refer to a function or device that performs a network function, and is not limited to a specific type of device.
  • the control plane may refer to a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane may mean a path through which data generated in the application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, may provide an information transfer service to a higher layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper medium access control layer through a transport channel.
  • data may be moved between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel.
  • Data can be moved between the physical layers of the transmitting side and the receiving side through a physical channel.
  • the physical channel uses time and frequency as radio resources.
  • a medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is an upper layer, through a logical channel.
  • the RLC layer of the second layer may support reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a function block inside the MAC.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer of the second layer may perform a header compression function that reduces unnecessary control information in order to efficiently transmit IP packets such as IPv4 or IPv6 in a narrow-bandwidth air interface.
  • PDCP packet data convergence protocol
  • a radio resource control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer may be in charge of controlling logical channels, transport channels and physical channels in relation to configuration, re-configuration, and release of radio bearers (RBs).
  • RB may mean a service provided by the second layer for data transfer between the terminal and the network.
  • the UE and the RRC layer of the network may exchange RRC messages with each other.
  • a non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer may perform functions such as session management and mobility management.
  • One cell constituting the base station may be set to one of various bandwidths to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the downlink transmission channel for transmitting data from the network to the terminal includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • SCH downlink shared channel
  • RACH random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • a logical channel that is located above the transport channel and is mapped to the transport channel includes a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a multicast control channel (MCCH), and a multicast (MTCH) channel. traffic channels), etc.
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast
  • the transmission signal may be processed by a signal processing circuit.
  • the signal processing circuit 1200 may include a scrambler 1210 , a modulator 1220 , a layer mapper 1230 , a precoder 1240 , a resource mapper 1250 , and a signal generator 1260 .
  • the operation/function of FIG. 12 may be performed by the processors 202a and 202b and/or the transceivers 206a and 206b of FIG. 2 .
  • blocks 1010 to 1060 may be implemented in the processors 202a and 202b of FIG. 2 .
  • blocks 1210 to 1250 may be implemented in the processors 202a and 202b of FIG. 2
  • block 1260 may be implemented in the transceivers 206a and 206b of FIG. 2 , and the embodiment is not limited thereto.
  • the codeword may be converted into a wireless signal through the signal processing circuit 1200 of FIG. 12 .
  • the codeword is a coded bit sequence of an information block.
  • the information block may include a transport block (eg, a UL-SCH transport block, a DL-SCH transport block).
  • the radio signal may be transmitted through various physical channels (eg, PUSCH, PDSCH) of FIG. 10 .
  • the codeword may be converted into a scrambled bit sequence by the scrambler 1210 .
  • a scramble sequence used for scrambling is generated based on an initialization value, and the initialization value may include ID information of a wireless device, and the like.
  • the scrambled bit sequence may be modulated by a modulator 1220 into a modulation symbol sequence.
  • the modulation method may include pi/2-binary phase shift keying (pi/2-BPSK), m-phase shift keying (m-PSK), m-quadrature amplitude modulation (m-QAM), and the like.
  • the complex modulation symbol sequence may be mapped to one or more transport layers by a layer mapper 1230 .
  • Modulation symbols of each transport layer may be mapped to corresponding antenna port(s) by the precoder 1240 (precoding).
  • the output z of the precoder 1240 may be obtained by multiplying the output y of the layer mapper 1230 by the precoding matrix W of N*M.
  • N is the number of antenna ports
  • M is the number of transport layers.
  • the precoder 1240 may perform precoding after performing transform precoding (eg, discrete fourier transform (DFT) transform) on the complex modulation symbols. Also, the precoder 1240 may perform precoding without performing transform precoding.
  • transform precoding eg, discrete fourier transform (DFT) transform
  • the resource mapper 1250 may map modulation symbols of each antenna port to a time-frequency resource.
  • the time-frequency resource may include a plurality of symbols (eg, a CP-OFDMA symbol, a DFT-s-OFDMA symbol) in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the signal generator 1260 generates a radio signal from the mapped modulation symbols, and the generated radio signal may be transmitted to another device through each antenna.
  • the signal generator 1260 may include an inverse fast fourier transform (IFFT) module and a cyclic prefix (CP) inserter, a digital-to-analog converter (DAC), a frequency uplink converter, and the like. .
  • IFFT inverse fast fourier transform
  • CP cyclic prefix
  • DAC digital-to-analog converter
  • the signal processing process for the received signal in the wireless device may be configured in reverse of the signal processing process 1210 to 1260 of FIG. 12 .
  • the wireless device eg, 200a or 200b of FIG. 2
  • the received radio signal may be converted into a baseband signal through a signal restorer.
  • the signal restorer may include a frequency downlink converter, an analog-to-digital converter (ADC), a CP remover, and a fast fourier transform (FFT) module.
  • ADC analog-to-digital converter
  • FFT fast fourier transform
  • the baseband signal may be restored to a codeword through a resource de-mapper process, a postcoding process, a demodulation process, and a descrambling process.
  • the codeword may be restored to the original information block through decoding.
  • the signal processing circuit (not shown) for the received signal may include a signal restorer, a resource de-mapper, a post coder, a demodulator, a descrambler, and a decoder.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a structure of a radio frame applicable to the present disclosure.
  • Uplink and downlink transmission based on the NR system may be based on a frame as shown in FIG. 13 .
  • one radio frame has a length of 10 ms and may be defined as two 5 ms half-frames (HF).
  • One half-frame may be defined as 5 1ms subframes (subframe, SF).
  • One subframe is divided into one or more slots, and the number of slots in a subframe may depend on subcarrier spacing (SCS).
  • SCS subcarrier spacing
  • each slot may include 12 or 14 OFDM(A) symbols according to a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • each slot When a normal CP (normal CP) is used, each slot may include 14 symbols.
  • each slot may include 12 symbols.
  • the symbol may include an OFDM symbol (or a CP-OFDM symbol) and an SC-FDMA symbol (or a DFT-s-OFDM symbol).
  • Table 1 shows the number of symbols per slot, the number of slots per frame, and the number of slots per subframe according to the SCS when the normal CP is used
  • Table 2 shows the number of slots per slot according to the SCS when the extended CSP is used. Indicates the number of symbols, the number of slots per frame, and the number of slots per subframe.
  • N slot symb may indicate the number of symbols in a slot
  • N frame may indicate the number of slots in a frame
  • N subframe may indicate the number of slots in a subframe.
  • OFDM(A) numerology eg, SCS, CP length, etc.
  • OFDM(A) numerology eg, SCS, CP length, etc.
  • an (absolute time) interval of a time resource eg, SF, slot, or TTI
  • a TU time unit
  • NR may support multiple numerology (or subcarrier spacing (SCS)) to support various 5G services. For example, when SCS is 15kHz, it supports a wide area in traditional cellular bands, and when SCS is 30kHz/60kHz, dense-urban, lower latency and a wider carrier bandwidth, and when the SCS is 60 kHz or higher, it can support a bandwidth greater than 24.25 GHz to overcome phase noise.
  • SCS subcarrier spacing
  • the NR frequency band is defined as a frequency range of two types (FR1, FR2).
  • FR1 and FR2 may be configured as shown in the table below.
  • FR2 may mean a millimeter wave (mmW).
  • the above-described pneumatic numerology may be set differently.
  • a terahertz wave (THz) band may be used as a higher frequency band than the above-described FR2.
  • the SCS may be set to be larger than that of the NR system, and the number of slots may be set differently, and it is not limited to the above-described embodiment.
  • the THz band will be described later.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a slot structure applicable to the present disclosure.
  • One slot includes a plurality of symbols in the time domain. For example, in the case of a normal CP, one slot may include 7 symbols, but in the case of an extended CP, one slot may include 6 symbols.
  • a carrier includes a plurality of subcarriers (subcarrier) in the frequency domain.
  • a resource block may be defined as a plurality of (eg, 12) consecutive subcarriers in the frequency domain.
  • a bandwidth part is defined as a plurality of consecutive (P)RBs in the frequency domain, and may correspond to one numerology (eg, SCS, CP length, etc.).
  • a carrier may include a maximum of N (eg, 5) BWPs. Data communication is performed through the activated BWP, and only one BWP can be activated for one terminal.
  • N e.g. 5
  • Each element in the resource grid is referred to as a resource element (RE), and one complex symbol may be mapped.
  • RE resource element
  • 6G (wireless) systems have (i) very high data rates per device, (ii) very large number of connected devices, (iii) global connectivity, (iv) very low latency, (v) battery- It aims to reduce energy consumption of battery-free IoT devices, (vi) ultra-reliable connections, and (vii) connected intelligence with machine learning capabilities.
  • the vision of the 6G system may have four aspects such as "intelligent connectivity”, “deep connectivity”, “holographic connectivity”, and “ubiquitous connectivity”, and the 6G system may satisfy the requirements shown in Table 4 below. That is, Table 4 is a table showing the requirements of the 6G system.
  • the 6G system includes enhanced mobile broadband (eMBB), ultra-reliable low latency communications (URLLC), massive machine type communications (mmTC), AI integrated communication, and tactile Internet (tactile internet), high throughput (high throughput), high network capacity (high network capacity), high energy efficiency (high energy efficiency), low backhaul and access network congestion (low backhaul and access network congestion) and improved data security ( It may have key factors such as enhanced data security.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • URLLC ultra-reliable low latency communications
  • mmTC massive machine type communications
  • AI integrated communication e.g., eMBB
  • tactile Internet e internet
  • high throughput high network capacity
  • high energy efficiency high energy efficiency
  • low backhaul and access network congestion low backhaul and access network congestion
  • improved data security It may have key factors such as enhanced data security.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a communication structure that can be provided in a 6G system applicable to the present disclosure.
  • the 6G system is expected to have 50 times higher simultaneous wireless communication connectivity than the 5G wireless communication system.
  • URLLC a key feature of 5G, is expected to become an even more important technology by providing an end-to-end delay of less than 1 ms in 6G communication.
  • the 6G system will have much better volumetric spectral efficiency, unlike the frequently used area spectral efficiency.
  • 6G systems can provide very long battery life and advanced battery technology for energy harvesting, so mobile devices in 6G systems may not need to be charged separately.
  • new network characteristics in 6G may be as follows.
  • 6G is expected to be integrated with satellites to provide a global mobile population.
  • the integration of terrestrial, satellite and public networks into one wireless communication system could be very important for 6G.
  • AI may be applied in each step of a communication procedure (or each procedure of signal processing to be described later).
  • the 6G wireless network will deliver power to charge the batteries of devices such as smartphones and sensors. Therefore, wireless information and energy transfer (WIET) will be integrated.
  • WIET wireless information and energy transfer
  • Small cell networks The idea of small cell networks was introduced to improve the received signal quality as a result of improved throughput, energy efficiency and spectral efficiency in cellular systems. As a result, small cell networks are essential characteristics for communication systems beyond 5G and Beyond 5G (5GB). Accordingly, the 6G communication system also adopts the characteristics of the small cell network.
  • Ultra-dense heterogeneous networks will be another important characteristic of 6G communication system.
  • a multi-tier network composed of heterogeneous networks improves overall QoS and reduces costs.
  • the backhaul connection is characterized as a high-capacity backhaul network to support high-capacity traffic.
  • High-speed fiber optics and free-space optics (FSO) systems may be possible solutions to this problem.
  • High-precision localization (or location-based service) through communication is one of the functions of the 6G wireless communication system. Therefore, the radar system will be integrated with the 6G network.
  • Softening and virtualization are two important functions that underlie the design process in 5GB networks to ensure flexibility, reconfigurability and programmability. In addition, billions of devices can be shared in a shared physical infrastructure.
  • AI The most important and newly introduced technology for 6G systems is AI.
  • AI was not involved in the 4G system.
  • 5G systems will support partial or very limited AI.
  • the 6G system will be AI-enabled for full automation.
  • Advances in machine learning will create more intelligent networks for real-time communication in 6G.
  • Incorporating AI into communications can simplify and enhance real-time data transmission.
  • AI can use numerous analytics to determine how complex target tasks are performed. In other words, AI can increase efficiency and reduce processing delays.
  • AI can also play an important role in M2M, machine-to-human and human-to-machine communication.
  • AI can be a rapid communication in the BCI (brain computer interface).
  • BCI brain computer interface
  • AI-based communication systems can be supported by metamaterials, intelligent structures, intelligent networks, intelligent devices, intelligent cognitive radios, self-sustaining wireless networks, and machine learning.
  • AI-based physical layer transmission means applying a signal processing and communication mechanism based on an AI driver rather than a traditional communication framework in a fundamental signal processing and communication mechanism.
  • a signal processing and communication mechanism based on an AI driver rather than a traditional communication framework in a fundamental signal processing and communication mechanism.
  • deep learning-based channel coding and decoding, deep learning-based signal estimation and detection, deep learning-based multiple input multiple output (MIMO) mechanism It may include AI-based resource scheduling and allocation.
  • Machine learning may be used for channel estimation and channel tracking, and may be used for power allocation, interference cancellation, and the like in a physical layer of a downlink (DL). In addition, machine learning may be used for antenna selection, power control, symbol detection, and the like in a MIMO system.
  • DL downlink
  • machine learning may be used for antenna selection, power control, symbol detection, and the like in a MIMO system.
  • Deep learning-based AI algorithms require large amounts of training data to optimize training parameters.
  • a lot of training data is used offline. This is because static training on training data in a specific channel environment may cause a contradiction between dynamic characteristics and diversity of a wireless channel.
  • signals of the physical layer of wireless communication are complex signals.
  • further research on a neural network for detecting a complex domain signal is needed.
  • Machine learning refers to a set of operations that trains a machine to create a machine that can perform tasks that humans can or cannot do.
  • Machine learning requires data and a learning model.
  • data learning methods can be roughly divided into three types: supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning.
  • Neural network learning is to minimize output errors. Neural network learning repeatedly inputs training data into the neural network, calculates the output and target errors of the neural network for the training data, and backpropagates the neural network error from the output layer of the neural network to the input layer in the direction to reduce the error. ) to update the weight of each node in the neural network.
  • Supervised learning uses training data in which the correct answer is labeled in the training data, and in unsupervised learning, the correct answer may not be labeled in the training data. That is, for example, learning data in the case of supervised learning regarding data classification may be data in which categories are labeled for each of the training data.
  • the labeled training data is input to the neural network, and an error can be calculated by comparing the output (category) of the neural network with the label of the training data.
  • the calculated error is back propagated in the reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back propagation.
  • a change amount of the connection weight of each node to be updated may be determined according to a learning rate.
  • the computation of the neural network on the input data and the backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch).
  • the learning rate may be applied differently according to the number of repetitions of the learning cycle of the neural network. For example, in the early stages of learning a neural network, a high learning rate can be used to increase the efficiency by allowing the neural network to quickly obtain a certain level of performance, and in the late learning period, a low learning rate can be used to increase the accuracy.
  • the learning method may vary depending on the characteristics of the data. For example, when the purpose of accurately predicting data transmitted from a transmitter in a communication system is at a receiver, it is preferable to perform learning using supervised learning rather than unsupervised learning or reinforcement learning.
  • the learning model corresponds to the human brain, and the most basic linear model can be considered. ) is called
  • the neural network cord used as a learning method is largely divided into deep neural networks (DNN), convolutional deep neural networks (CNN), and recurrent boltzmann machine (RNN) methods. and such a learning model can be applied.
  • DNN deep neural networks
  • CNN convolutional deep neural networks
  • RNN recurrent boltzmann machine
  • THz communication may be applied in the 6G system.
  • the data rate may be increased by increasing the bandwidth. This can be accomplished by using sub-THz communication with a wide bandwidth and applying advanced large-scale MIMO technology.
  • a THz wave also known as sub-millimeter radiation, generally represents a frequency band between 0.1 THz and 10 THz with a corresponding wavelength in the range of 0.03 mm-3 mm.
  • the 100GHz-300GHz band range (Sub THz band) is considered a major part of the THz band for cellular communication.
  • Sub-THz band Addition to mmWave band increases 6G cellular communication capacity.
  • 300GHz-3THz is in the far-infrared (IR) frequency band.
  • the 300GHz-3THz band is part of the broadband, but at the edge of the wideband, just behind the RF band. Thus, this 300 GHz-3 THz band shows similarities to RF.
  • THz communication The main characteristics of THz communication include (i) widely available bandwidth to support very high data rates, and (ii) high path loss occurring at high frequencies (high directional antennas are indispensable).
  • the narrow beamwidth produced by the highly directional antenna reduces interference.
  • the small wavelength of the THz signal allows a much larger number of antenna elements to be integrated into devices and BSs operating in this band. This allows the use of advanced adaptive nesting techniques that can overcome range limitations.
  • Optical wireless communication (OWC) technology is envisaged for 6G communication in addition to RF-based communication for all possible device-to-access networks. These networks connect to network-to-backhaul/fronthaul network connections.
  • OWC technology has already been used since the 4G communication system, but will be used more widely to meet the needs of the 6G communication system.
  • OWC technologies such as light fidelity, visible light communication, optical camera communication, and free space optical (FSO) communication based on a light band are well known technologies. Communication based on optical radio technology can provide very high data rates, low latency and secure communication.
  • Light detection and ranging (LiDAR) can also be used for ultra-high-resolution 3D mapping in 6G communication based on a wide band.
  • FSO The transmitter and receiver characteristics of an FSO system are similar to those of a fiber optic network.
  • data transmission in an FSO system is similar to that of a fiber optic system. Therefore, FSO can be a good technology to provide backhaul connectivity in 6G systems along with fiber optic networks.
  • FSO supports high-capacity backhaul connections for remote and non-remote areas such as sea, space, underwater, and isolated islands.
  • FSO also supports cellular base station connectivity.
  • MIMO technology improves, so does the spectral efficiency. Therefore, large-scale MIMO technology will be important in 6G systems. Since the MIMO technology uses multiple paths, a multiplexing technique and a beam generation and operation technique suitable for the THz band should also be considered important so that a data signal can be transmitted through one or more paths.
  • Blockchain will become an important technology for managing large amounts of data in future communication systems.
  • Blockchain is a form of distributed ledger technology, which is a database distributed across numerous nodes or computing devices. Each node replicates and stores an identical copy of the ledger.
  • the blockchain is managed as a peer-to-peer (P2P) network. It can exist without being managed by a centralized authority or server. Data on the blockchain is collected together and organized into blocks. Blocks are linked together and protected using encryption.
  • Blockchain in nature perfectly complements IoT at scale with improved interoperability, security, privacy, reliability and scalability. Therefore, blockchain technology provides several features such as interoperability between devices, traceability of large amounts of data, autonomous interaction of different IoT systems, and large-scale connection stability of 6G communication systems.
  • the 6G system integrates terrestrial and public networks to support vertical expansion of user communications.
  • 3D BS will be provided via low orbit satellites and UAVs. Adding a new dimension in terms of elevation and associated degrees of freedom makes 3D connections significantly different from traditional 2D networks.
  • Unmanned aerial vehicles or drones will become an important element in 6G wireless communications.
  • UAVs Unmanned aerial vehicles
  • a base station entity is installed in the UAV to provide cellular connectivity.
  • UAVs have certain features not found in fixed base station infrastructure, such as easy deployment, strong line-of-sight links, and degrees of freedom with controlled mobility.
  • the deployment of terrestrial communications infrastructure is not economically feasible and sometimes cannot provide services in volatile environments.
  • a UAV can easily handle this situation.
  • UAV will become a new paradigm in the field of wireless communication. This technology facilitates the three basic requirements of wireless networks: eMBB, URLLC and mMTC.
  • UAVs can also serve several purposes, such as improving network connectivity, fire detection, disaster emergency services, security and surveillance, pollution monitoring, parking monitoring, incident monitoring, and more. Therefore, UAV technology is recognized as one of the most important technologies for 6G communication.
  • Tight integration of multiple frequencies and heterogeneous communication technologies is very important in 6G systems. As a result, users can seamlessly move from one network to another without having to make any manual configuration on the device. The best network is automatically selected from the available communication technologies. This will break the limitations of the cell concept in wireless communication. Currently, user movement from one cell to another causes too many handovers in high-density networks, causing handover failures, handover delays, data loss and ping-pong effects. 6G cell-free communication will overcome all of this and provide better QoS. Cell-free communication will be achieved through multi-connectivity and multi-tier hybrid technologies and different heterogeneous radios of devices.
  • WIET Wireless information and energy transfer
  • WIET uses the same fields and waves as wireless communication systems.
  • the sensor and smartphone will be charged using wireless power transfer during communication.
  • WIET is a promising technology for extending the life of battery-charging wireless systems. Therefore, devices without batteries will be supported in 6G communication.
  • An autonomous wireless network is a function that can continuously detect dynamically changing environmental conditions and exchange information between different nodes.
  • sensing will be tightly integrated with communications to support autonomous systems.
  • the density of access networks in 6G will be enormous.
  • Each access network is connected by backhaul connections such as fiber optic and FSO networks.
  • backhaul connections such as fiber optic and FSO networks.
  • Beamforming is a signal processing procedure that adjusts an antenna array to transmit a radio signal in a specific direction.
  • Beamforming technology has several advantages, such as high signal-to-noise ratio, interference prevention and rejection, and high network efficiency.
  • Hologram beamforming (HBF) is a new beamforming method that is significantly different from MIMO systems because it uses a software-defined antenna. HBF will be a very effective approach for efficient and flexible transmission and reception of signals in multi-antenna communication devices in 6G.
  • Big data analytics is a complex process for analyzing various large data sets or big data. This process ensures complete data management by finding information such as hidden data, unknown correlations and customer propensity. Big data is gathered from a variety of sources such as videos, social networks, images and sensors. This technology is widely used to process massive amounts of data in 6G systems.
  • the LIS is an artificial surface made of electromagnetic materials, and can change the propagation of incoming and outgoing radio waves.
  • LIS can be viewed as an extension of massive MIMO, but has a different array structure and operation mechanism from that of massive MIMO.
  • LIS is low in that it operates as a reconfigurable reflector with passive elements, that is, only passively reflects the signal without using an active RF chain. It has the advantage of having power consumption.
  • each of the passive reflectors of the LIS must independently adjust the phase shift of the incoming signal, it can be advantageous for a wireless communication channel.
  • the reflected signal can be gathered at the target receiver to boost the received signal power.
  • 17 is a diagram illustrating a THz communication method applicable to the present disclosure.
  • THz wave is located between RF (Radio Frequency)/millimeter (mm) and infrared band, (i) It transmits non-metal/non-polar material better than visible light/infrared light, and has a shorter wavelength than RF/millimeter wave, so it has high straightness. Beam focusing may be possible.
  • the frequency band expected to be used for THz wireless communication may be a D-band (110 GHz to 170 GHz) or H-band (220 GHz to 325 GHz) band with low propagation loss due to absorption of molecules in the air.
  • Standardization discussion on THz wireless communication is being discussed centered on IEEE 802.15 THz working group (WG) in addition to 3GPP, and standard documents issued by TG (task group) (eg, TG3d, TG3e) of IEEE 802.15 are described in this specification. It can be specified or supplemented.
  • THz wireless communication may be applied to wireless recognition, sensing, imaging, wireless communication, THz navigation, and the like.
  • a THz wireless communication scenario may be classified into a macro network, a micro network, and a nanoscale network.
  • THz wireless communication can be applied to a vehicle-to-vehicle (V2V) connection and a backhaul/fronthaul connection.
  • V2V vehicle-to-vehicle
  • THz wireless communication in micro networks is applied to indoor small cells, fixed point-to-point or multi-point connections such as wireless connections in data centers, and near-field communication such as kiosk downloading.
  • Table 5 below is a table showing an example of a technique that can be used in the THz wave.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a THz wireless communication transceiver applicable to the present disclosure.
  • THz wireless communication may be classified based on a method for generating and receiving THz.
  • the THz generation method can be classified into an optical device or an electronic device-based technology.
  • the method of generating THz using an electronic device is a method using a semiconductor device such as a resonant tunneling diode (RTD), a method using a local oscillator and a multiplier, a compound semiconductor HEMT (high electron mobility transistor) based
  • a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) method using an integrated circuit a method using a Si-CMOS-based integrated circuit, and the like.
  • MMIC monolithic microwave integrated circuit
  • a doubler, tripler, or multiplier is applied to increase the frequency, and it is radiated by the antenna through the sub-harmonic mixer. Since the THz band forms a high frequency, a multiplier is essential.
  • the multiplier is a circuit that has an output frequency that is N times that of the input, matches the desired harmonic frequency, and filters out all other frequencies.
  • an array antenna or the like may be applied to the antenna of FIG. 18 to implement beamforming.
  • IF denotes an intermediate frequency
  • tripler and multiplier denote a multiplier
  • PA denotes a power amplifier
  • LNA denotes a low noise amplifier.
  • PLL represents a phase-locked loop.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a method for generating a THz signal applicable to the present disclosure.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a wireless communication transceiver applicable to the present disclosure.
  • the optical device-based THz wireless communication technology refers to a method of generating and modulating a THz signal using an optical device.
  • the optical element-based THz signal generation technology is a technology that generates a high-speed optical signal using a laser and an optical modulator, and converts it into a THz signal using an ultra-high-speed photodetector. In this technology, it is easier to increase the frequency compared to the technology using only electronic devices, it is possible to generate a high-power signal, and it is possible to obtain a flat response characteristic in a wide frequency band.
  • a laser diode, a broadband optical modulator, and a high-speed photodetector are required to generate an optical device-based THz signal.
  • an optical coupler refers to a semiconductor device that transmits electrical signals using light waves to provide coupling with electrical insulation between circuits or systems
  • UTC-PD uni-travelling carrier photo- The detector
  • UTC-PD is one of the photodetectors, which uses electrons as active carriers and reduces the movement time of electrons by bandgap grading.
  • UTC-PD is capable of photodetection above 150GHz.
  • an erbium-doped fiber amplifier indicates an erbium-doped optical fiber amplifier
  • a photo detector indicates a semiconductor device capable of converting an optical signal into an electrical signal
  • the OSA indicates various optical communication functions (eg, .
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a structure of a transmitter applicable to the present disclosure.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a modulator structure applicable to the present disclosure.
  • a phase of a signal may be changed by passing an optical source of a laser through an optical wave guide.
  • data is loaded by changing electrical characteristics through microwave contact or the like.
  • an optical modulator output is formed as a modulated waveform.
  • the photoelectric modulator (O/E converter) is an optical rectification operation by a nonlinear crystal (nonlinear crystal), photoelectric conversion (O / E conversion) by a photoconductive antenna (photoconductive antenna), a bunch of electrons in the light beam (bunch of) THz pulses can be generated by, for example, emission from relativistic electrons.
  • a terahertz pulse (THz pulse) generated in the above manner may have a length in units of femtoseconds to picoseconds.
  • An O/E converter performs down conversion by using non-linearity of a device.
  • a number of contiguous GHz bands for fixed or mobile service use for the terahertz system are used. likely to use
  • available bandwidth may be classified based on oxygen attenuation of 10 ⁇ 2 dB/km in a spectrum up to 1 THz. Accordingly, a framework in which the available bandwidth is composed of several band chunks may be considered.
  • the bandwidth (BW) becomes about 20 GHz.
  • Effective down conversion from the infrared band to the THz band depends on how the nonlinearity of the O/E converter is exploited. That is, in order to down-convert to a desired terahertz band (THz band), the O/E converter having the most ideal non-linearity for transfer to the terahertz band (THz band) is design is required. If an O/E converter that does not fit the target frequency band is used, there is a high possibility that an error may occur with respect to the amplitude and phase of the corresponding pulse.
  • a terahertz transmission/reception system may be implemented using one photoelectric converter in a single carrier system. Although it depends on the channel environment, as many photoelectric converters as the number of carriers may be required in a far-carrier system. In particular, in the case of a multi-carrier system using several broadbands according to the above-described spectrum usage-related scheme, the phenomenon will become conspicuous. In this regard, a frame structure for the multi-carrier system may be considered.
  • the down-frequency-converted signal based on the photoelectric converter may be transmitted in a specific resource region (eg, a specific frame).
  • the frequency domain of the specific resource region may include a plurality of chunks. Each chunk may be composed of at least one component carrier (CC).
  • DAC Digital to Analog Converter
  • ADC Analog to Digital Converter
  • the resolution of the DAC/ADC to be used in the system is lowered to solve this problem, the number of available modulation alphabets in the constellation may be somewhat limited due to coarse quantization. Accordingly, the maximum possible data rate may be limited by the transmission/reception technique based on the existing modulation/demodulation method. In addition, it may be difficult to secure a resolution for digital precoding due to a low resolution.
  • a transmitting end and a receiving end may be devices of a wireless communication system including a terminal and a base station, and are not limited to a specific device or entity.
  • the transmitter may be included in the transmitting end and the receiver may be included in the receiving end, and when the transmitting end is capable of not only transmitting data but also receiving data, it may include a receiver, and similarly, the receiving end may also include a transmitter.
  • the present disclosure may be based on a single carrier system based on low-resolution DAC/ADC.
  • DAC/ADC low-resolution DAC/ADC
  • a channel within a symbol interval may experience a block fading channel that does not change when a terminal and a base station transmit and receive signals.
  • a description will be made based on a phase shift keying (PSK) method. However, this is for clarity of description and the present disclosure is not limited thereto.
  • PSK phase shift keying
  • the symbol may correspond to the symbol of FIG. 14 , and the symbol period 2300 may be sufficiently smaller than the channel coherence time.
  • the symbol structure may largely include a pilot symbol period 2301 and a data symbol period 2302 .
  • the pilot symbol period 2301 may be mainly used for channel estimation and synchronization, and may be generated based on a pilot signal.
  • the data symbol period 2302 may be used for actual information transmission, may be a period in which an effective transmission symbol is transmitted, and may be generated based on a data signal. That is, the data signal and the pilot signal may be generated as data symbols and pilot symbols, respectively, during modulation.
  • a data symbol to be described below with reference to the drawings may include an effective modulation symbol in which an effective transmission bit is modulated, and the data symbol is based on a constellation phase rotation index indicator indicating a phase rotation value of a constellation axis.
  • the valid transmission symbol is It can be expressed as a modulation symbol.
  • the pilot symbol period 2301 may be divided, that is, divided for each phase-defining antenna in the time domain, and demodulation of the pilot symbol may be performed for each phase-defining antenna in the time domain. This will be described in more detail below with reference to other drawings.
  • FIGS. 24-28 Before describing the transmitter according to an embodiment of the present disclosure as FIGS. 24-28, the block diagrams of the transmitter in FIGS. 24-28 are prepared based on data processing processes and functions that can be performed at the transmitter, respectively.
  • the function of may be implemented as a module, a unit, a processor, hardware, software, etc., and may be implemented as one or a combination of two or more, and is not limited to a specific implementation method.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a block diagram of a transmitter according to an embodiment of the present disclosure. More specifically, it is a diagram illustrating a transmitter having at least one phase defining antenna.
  • the transmitting end may be a device including a transmitter, and may be a terminal or a base station.
  • the transmitting end may perform an operation method of the transmitting end, which will be described below with reference to FIGS. 33 and 34, and may modulate a pilot signal and/or a data signal and transmit as a pilot symbol and/or data symbol.
  • the pilot symbol and the data symbol may be the symbols described with reference to FIG. 23 .
  • the overall modulation level may mean an M-ary modulation scheme (M-PSK), and is a function of the total length of the entire transmission data including the effective transmission bit and the constellation phase rotation index indicator may appear as in other words, can be expressed as
  • the information bits to be transmitted from the transmitting end to the receiving end is effective transmission determined according to the effective modulation level after channel coding, interleaving, scrambling, etc. Modulation may be performed on the number of bits.
  • the transmitting end may generate an information bit, that is, a bitstream 2403 .
  • the bitstream may include a valid transmission bit 2401 and a constellation phase rotation index indicator 2402 .
  • the transmission bits and the effective transmission bits ( ) and the constellation phase rotation index indicator ( ) is the relationship between can be expressed as That is, the bitstream (k) 2403 is largely effective transmission bits constituting an actual effective modulation symbol, that is, effective transmission bits ( ) and the constellation phase rotation index indicator ( ) can be expressed as the sum of
  • the effective transmission bit may correspond to one or more bits that are Most Significant Bits (MSB) of all transmission bits (k bits), and the bit of the constellation phase rotation index indicator is k-bit LSB (Least Significant Bits) ) may correspond to one or more bits.
  • MSB Most Significant Bits
  • the effective transmission bit is bit
  • the bit of the constellation phase rotation index indicator is may be bits.
  • the effective modulation level ( )silver can be expressed as can be Also, the number of antennas required is can be expressed as
  • the entire transmission bit is modulated 2404 as a unit of effective transmission bit, and a necessary data processing process can be performed through the RF (Radio Frequency) unit 2406 for converting the modulated data into a transmittable radio signal.
  • RF Radio Frequency
  • the degree of phase rotation of the constellation axis according to bits corresponding to the constellation phase rotation index indicator 2402 may need to be considered.
  • the constellation phase rotation index indicator 2402 may be a criterion for selecting one of two or more antennas that may be included in the transmitter.
  • the two or more antennas may have different constellation axes, respectively. That is, the degree of phase rotation of the constellation axis may be different for each antenna, and may be distinguished as a phase index.
  • the phase defining antenna to which the phase index 2405 corresponding to the constellation axis rotation value is applied may be selected according to the constellation phase rotation index indicator 2402 .
  • the switching module 2407 may be determined through the switching module 2407 .
  • a constellation phase rotation indicator composed of bits is A constellation used when a modulation symbol is transmitted may indicate a phase rotation value.
  • a transmit antenna used for phase-defining antenna-based transmission may be indicated.
  • the data symbol modulated according to the binary modulation method is
  • the two different constellation axes may be transmitted by one of the rotated antennas (a phase defining antenna).
  • the total phase-defining antenna ( ) is, for example, the total modulation level (M) and the actual transmission symbol (
  • the effective modulation level ( ), using can be expressed as
  • the number of phase-defining antennas at the transmitting end ( ) may be determined for the maximum modulation level supported by the transmitter.
  • the number of phase-defining antennas required for the modulation level of each transmission symbol is may appear as For example, if the effective modulation level is 4 (that is, based on the QPSK modulation scheme), can be expressed as
  • a modulated signal of may be transmitted.
  • a modulated signal of may be transmitted.
  • the antenna may be represented by each branch for the constellation phase set.
  • the transmitting end is based on the phase value for the maximum modulation order based on PSK (phase shift keying) series modulation (eg, PSK, APSK, circular QAM, etc.) It is possible to retain a phase definition antenna subset (antenna port subset) in which the constellation axis is rotated. That is, the transmitting end, for the entire modulation order (M), at least A signal that is spatially divided and modulated can be transmitted using an antenna port to which a specific phase rotation of . That is, the transmitting end may transmit a signal by selecting a transmit antenna having a pre-defined, rotated constellation phase axis for each constellation point with respect to the modulated signal.
  • the relationship between the constellation point for the M-PSK modulated signal and the antenna may be as follows.
  • At least The transmitting end which can be based on two antennas, may include an antenna switching module, and is transmitted through a physical channel.
  • an antenna switching module By receiving a modulation symbol and a phase rotation indicator (constellation phase indicator), an antenna with a rotated constellation axis may be selected and transmitted, and may be transmitted by an analog beam selection transmission method.
  • the overall modulation level (M) supported by the entire transmitter is implemented, and the lower modulation level ( In order to transmit an effective modulation symbol according to the modulation level),
  • Each of the antennas is set as a constellation phase rotation index indicator ( ) to apply a mapping to distinguish between them may be applied.
  • the effective transmission bit and the bit according to the constellation phase rotation index indicator may be divided into k bits before gray encoding. after, After gray coding using bits, a modulation process may be performed. This will be described in more detail with reference to FIGS. 29 to 32 below.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a block diagram of a transmitter according to another embodiment of the present disclosure. More specifically, it is a diagram illustrating a transmitting end including a single antenna and a switching module based on at least one signal path.
  • the transmitting end of FIG. 25 may be based on the same total transmission bits, effective transmission bits, and constellation phase rotation index indicators as the transmitting end of FIG. can be applied. Also, Valid transmission bits of bits 2401; The same description as in the embodiment of FIG. 24 may be applied to the constellation phase rotation index indicator 2405, bitstream 2403, modulation 2404, phase index 2405, and RF unit 2406 that can be expressed in bits. .
  • the transmitting end may include a signal path and a switching module 2501 for a set of constellation phases.
  • the two signal paths are signal paths having different degrees of phase rotation of the constellation axes, and one of them may be selected through the switching module 2501 .
  • One selected signal path is connected to a single antenna 2502, so that a signal can be transmitted to a receiving end.
  • a constellation phase rotation index indicator may be input.
  • a method of transmitting by directly applying a phase rotation to a single antenna in a phase controller based on a plurality of predefined constellation phase rotation sets is also possible.
  • a plurality of feeder lines that is, a signal path may not be required.
  • the phase controller may include a device capable of changing a phase, such as a phase shifter, and is not limited to a specific device.
  • 26 is a diagram illustrating a block diagram of a transmitter according to another embodiment of the present disclosure.
  • the transmitting end of FIG. 26 may be based on the same total transmission bit, effective transmission bit, and constellation phase rotation index indicator as the transmitting end of FIGS. 24 and 25, and unless arranged in the embodiment of FIG. Explanations may apply.
  • bit which is a valid transmit bit 2401;
  • the constellation phase rotation index indicator 2405 that can be expressed in bits, the entire transmission bitstream 2403, the modulation 2404, the phase index 2405, and the RF unit 2406 have the same description as the embodiments of FIGS. 24 and 25 . This can be applied.
  • a phase rotation indicated by a phase rotation indicator may be applied to an analog signal for a symbol, respectively, for an in-phase signal and a quadrature signal.
  • each in-phase (I) and quadrature (Q) signal component that has passed through the DACs 2601 and 2602 passes through a mixer 2603 and then a phase controller 2065 A phase rotation may be applied via a phase shifter 2064 which may include .
  • the phase rotation may be applied by an analog phase shifter or the like by receiving a constellation phase rotation index indicator as an input.
  • the digitally modulated signal may be directly frequency upconverted after passing through the DAC, may be added by an adder after the phase rotation determined for the phase indicator is applied, and may be transmitted after necessary signal processing by the RF unit 2406 .
  • FIG. 27 to 28 are diagrams illustrating block diagrams of a transmitter according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a transmitter using a digital precoding scheme rotational phase definition antenna-based high-order spatial modulation scheme
  • FIG. 28 is an example of a transmitter using a rotational phase RF path selection-based high-order spatial modulation scheme is a diagram showing
  • the transmitting end of FIGS. 27 to 28 may be based on the same total transmission bit, effective transmission bit (effective transmission data), and constellation phase rotation index indicator as the transmitting end of FIGS. 24, 25 and 26, and FIG.
  • bit which is a valid transmit bit 2401
  • the constellation phase rotation index indicator 2405, the entire transmission bitstream 2403, the modulation 2404, the phase index 2405, and the RF unit 2406, which can be expressed in bits, are The same explanation may apply.
  • An antenna selection precoding vector/matrix is configured through a precoder 2701 for antenna selection using a constellation phase rotation index indicator (a constellation phase indicator) composed of bits. and applicable.
  • the configured precoding vector/matrix may be configured as 1-D or 2-D according to the configuration of the phase-defining antenna. Based on the precoding vector/matrix, through RF signal processing 2702 , one of the plurality of phase defining antennas 2703 , 2704 , 2705 may be selected.
  • the transmitting end Antenna selection may be performed using a constellation phase indicator composed of bits.
  • an antenna selection precoding vector/matrix may be configured and applied through a precoder 2701 .
  • the signal may then be transmitted using the single antenna 2802 by selecting one signal path through the switching module 2801 based on the phase rotation indicator.
  • 29 is a view showing a constellation of 8-PSK applicable to the present disclosure.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an 8-PSK modulation implementation method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the 8-PSK modulation signal may be divided into 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, and 111.
  • Each point of the constellation may have a phase value difference of ⁇ /4 from two adjacent points on the left and right, respectively.
  • two antennas may be required. That is, to express only ⁇ 1 ⁇ j ⁇ , constellation coordinates having a ⁇ 1 ⁇ j ⁇ constellation for the origin and ⁇ 1 ⁇ j ⁇ constellation for the ⁇ /4 rotated coordinate axis are required.
  • the number of antennas required ( ) may be 2.
  • a 1-bit DAC may be used for 8-PSK signal transmission.
  • Table 6 below relates to bit mapping and phase relationship for 8-PSK as an embodiment applicable to the present disclosure.
  • the constellation phase rotation index indicator information is the least significant bits (LSB) of all k bits. It can appear as bits, and the effective transmission bits are all k bits of MSB (Most Significant bits). may appear as bits.
  • LSB least significant bits
  • MSB MSB
  • the number of phase defining antennas may be two.
  • the effective transmission bit is may correspond to, and the constellation phase rotation index indicator information is may correspond to
  • Two antennas may be divided into a case of 0 and a case of 1, and a signal may be transmitted through one of them.
  • Each antenna may transmit a signal based on a differently rotated constellation axis. Accordingly, although each antenna can transmit a QPSK modulation symbol, an 8-PSK scheme can be implemented as a whole.
  • the two antennas are required because the modulation scheme is QPSK and the total modulation level is 8.
  • the two antennas can be distinguished as (a) and (b) of FIG. 32 .
  • the two antennas may have different degrees of phase rotation of the constellation axes, and may be based on the respective mapped constellations for 8-PSK signal transmission.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating a transmission constellation for each antenna for 16-PSK modulation applicable to the present disclosure
  • FIG. 32 illustrates a 16-PSK modulation implementation method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the 16-PSK modulation signal may be divided into 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111.
  • Each point of the constellation may have a phase value difference of ⁇ /8 from two adjacent points on the left and right, respectively.
  • the number of antennas required ( ) may be 4.
  • four constellation coordinates having a ⁇ 1 ⁇ j ⁇ constellation for the origin and a ⁇ 1 ⁇ j ⁇ constellation for the ⁇ /8 rotated coordinate axis and four constellation coordinates corresponding to each constellation coordinate A signal can be transmitted through an antenna. Meanwhile, in this case, 16-PSK signal transmission using a 1-bit DAC may be possible.
  • Table 7 below relates to bit mapping and phase relationship for 16-PSK as an embodiment applicable to the present disclosure.
  • the constellation phase rotation index indicator is LSB (Least Significant Bits) of all k bits. It can appear as bits, and the effective transmission bits are the most significant bits (MSBs) of all k bits. may appear as bits.
  • MSBs most significant bits
  • Table 7 may correspond to For example, , that is, since LSB (Least Significant Bits) 2 bits can be 00, 01, 10, and 11, respectively, there can be a total of 4 antennas, and the 4 antennas are can be distinguished based on , and it can be determined through which antenna to transmit the signal based on 2 bits of the LSB of 4 bits before gray coding. That is, signals may be transmitted through different antennas. Since each antenna is based on a differently rotated constellation axis, a signal may be transmitted differently. That is, each antenna may transmit a signal based on the rotated constellation so that the constellation differs from each other by ⁇ /8.
  • LSB Location Bits
  • Each of the four antennas may have the constellation of (a), (b), (c) and (d), and can transmit a signal based on this, so that it is possible to transmit a signal in a 16PSK scheme as a whole. .
  • the transmitting end is an apparatus including a transmitter
  • the receiving end may be an apparatus including a receiver
  • a terminal and a base station It can be a device that includes
  • a description of the operation method by dividing the transmitting end and the receiving end is merely for clarity of description, and does not mean that the transmitting end and the receiving end can be implemented only as separate devices, modules, hardware, and software, respectively.
  • the operation method of the transmitter shown in FIG. 33 may be the operation method of the terminal or the operation method of the base station, and is not limited to the operation method of any one device. However, for clarity of explanation, it is assumed below that the receiving end is the terminal and the transmitting end is the base station.
  • the transmitting end may determine a modulation scheme (S3301).
  • the modulation method includes information on the total modulation level (M), the effective modulation level ( ) about the number of phase-defining antennas ( ) may be included, but other information may be further included as necessary, and some information may be excluded.
  • the transmitting end may instruct (transmit) the receiving end of the modulation scheme determined using the transmitter (S3302).
  • the modulation scheme indicated by the transmitter to the receiver may include information on the total modulation level determined above, information on an effective modulation level, information on the number of phase-defining antennas, etc., but may further include other information as necessary. , some information may be excluded.
  • the receiving end transmits data after receiving the information on the modulation method, it may modulate the data based on the modulation method.
  • the receiving end assumes that the effective modulation level is 4, and estimates the total modulation level using the number of phase-defining antennas provided by the transmitting end can do.
  • the number of phase-defining antennas is not received from the transmitter, the number of antennas of the transmitter that the transmitter can include may be defined as the number of phase-defining antennas. This will be described in more detail with reference to FIG. 35 below.
  • the operation method of the transmitter shown in FIG. 34 may be the operation method of the terminal or the operation method of the base station, and is not limited to the operation method of any one device.
  • the transmitting end may already know about an effective modulation scheme before modulating a data signal and/or a pilot signal with symbols ( S3401 ).
  • the transmitting end may have previously received data for the effective modulation method. That is, the receiving end corresponding to the counterpart of the transmitting end of FIG. 33 may operate as the transmitting end of FIG. 34 .
  • the transmitting end of FIG. 33 may correspond to the transmitting end of FIG. 34 as it is. That is, it may be the subject who determines the modulation method.
  • the transmitting end may symbolically modulate the data signal and/or the pilot signal ( S3401 ).
  • the data signal may be modulated with a data symbol and the pilot signal may be modulated with a pilot symbol.
  • the data signal may be a valid transmission bit, a constellation phase rotation index indicator, or a full transmission bit including a valid transmission bit and/or a constellation phase rotation index indicator, which may be the same as described above. have.
  • the data signal and/or the pilot signal are each modulated with symbols, they may be modulated based on an effective modulation level.
  • the data symbol may include an effective modulation symbol obtained by modulating an effective transmission bit.
  • the effective modulation level is assumed to be a preset value, and then the total modulation level is estimated using the number of phase-defining antennas.
  • the number of phase-defining antennas is not provided, the number of antennas present in the modulation method indicating terminal (ie, the transmitting terminal of FIG. 33 ) may be treated as the number of phase-defining antennas. This may be the same as described with reference to FIG. 33 above, and will be described in detail again in FIG. 35 below.
  • the transmitting end may transmit the modulated symbol to the receiving end (S3402).
  • the receiving end may be a base station or a device including another terminal, and conversely, if the transmitting end is a base station, the receiving end may be a terminal or other device including a base station.
  • the transmitting end is at least two or more, If transmission is performed using two antennas, the The modulation symbol may be transmitted based on a constellation phase rotation index indicator. More specifically, an antenna to which a phase rotation value according to the constellation phase rotation indicator is applied may be selected through the switching module and transmitted to the receiving terminal. This may be referred to as an analog beam selective transmission method. This may be the same as described above.
  • the transmitting end includes a single antenna and at least two or more If it includes two signal paths, that is, a feeder line, that is, if it includes a plurality of signal paths,
  • the modulation symbol may be transmitted based on a constellation phase rotation indicator (constellation phase rotation index indicator, constellation phase indicator). More specifically, a signal path having a degree of phase rotation according to the constellation phase rotation indicator may be selected and transmitted to the receiving end.
  • a switching module may be used to select a single signal path. This may be the same as described above.
  • the transmitting end inputs the constellation phase rotation indicator to the constellation phase rotation set and applies the phase rotation in the phase controller to transmit data through a single antenna, or based on the constellation phase rotation indicator in-phase (in-phase) ) signal and a quadrature signal, applied to data to be transmitted, and transmitted, or data may be transmitted using a precoding vector/matrix. This may be the same as described above.
  • the operation method of the receiving end shown in FIG. 35 may be an operation method of a terminal or an operation method of a base station, and is not limited to an operation method of any one device.
  • the receiving end of FIG. 35 may already know the modulation scheme before receiving the data symbol and/or the pilot symbol.
  • the receiving end may have previously received data for the modulation scheme. That is, the receiving end corresponding to the counterpart of the transmitting end of FIG. 33 may be the receiving end of FIG. 35 .
  • the transmitting end of FIG. 33 may correspond to the receiving end of FIG. 35 as it is. That is, it may be the subject who determines the modulation method.
  • the receiving end may receive a data symbol and/or a pilot symbol (S3501) and demodulate it (S3502).
  • the transmitting end may transmit a signal through an antenna or a signal path having a pre-defined rotated constellation axis for each constellation point as described above. This means that constellation points and symbols transmitted through different antennas may experience different channels at different times. Accordingly, when demodulating/demapping a symbol in a coherent manner, the receiver needs to know the phase rotation value and the channel for each antenna to enable demodulation.
  • the transmitting end has a number distinguishable from the receiving end, that is, the number of phase-defining antennas ( ) can be transmitted, and in this case, the pilot symbol may include information on the degree of phase rotation of the constellation axis applied to the antenna through which the corresponding pilot symbol is transmitted. That is, the pilot symbol section transmitted by the transmitter may include phase information defined for each antenna with respect to the number of antennas according to the spatial (antenna) modulation level using the phase rotation antenna of the data symbol. Accordingly, the pilot symbol may be transmitted at different times during the pilot symbol period in which signals transmitted through different antennas are transmitted. That is, the pilot symbol may be divided for each antenna in the time domain. Information on a specific constellation point for each antenna may be included.
  • pilot symbol The configuration of the pilot symbol will be described in more detail below with reference to FIG. 36 .
  • the receiving end may have previously obtained information on the modulation order of the signal transmitted from the transmitting end.
  • the base station may transmit information on the modulation method to the terminal, and information on the modulation order of the signal to be transmitted may be included in the information on the modulation method. Accordingly, it may be possible to receive a signal through a general signal detection method based on the information on the modulation order.
  • the effective modulation level ( ) can be assumed to be 4. Accordingly, the number of phase-defining antennas provided by the transmitting end ( ) can be used to estimate the overall modulation order.
  • the number of antennas at the transmitting end may be treated as the number of phase-defining antennas.
  • 36 is a diagram illustrating a pilot symbol configuration for demodulating a modulated symbol according to an embodiment of the present disclosure. More specifically, it shows the configuration of pilot symbols for providing channel estimation and reference phase for demodulation.
  • the transmitting end may transmit pilot symbols divided into a number distinguishable by the receiving end.
  • the distinguishable number is the number of phase-defining antennas required for an effective modulation level ( ) can be
  • the pilot symbol may include information on a phase rotation value applied to an antenna through which the corresponding pilot symbol is transmitted.
  • the pilot symbol section transmitted by the transmitter can be divided into four sections by the number of antennas determined according to the modulation level using the phase-defining antenna, as shown in (a) of FIG. 36 .
  • Each of the divided parts may include phase information defined in the four phase-defining antennas and information on a specific constellation point for each antenna.
  • the division of the pilot symbol may mean that each signal transmitted through different antennas may be transmitted at different times within the pilot symbol period.
  • phase information included in the pilot symbol may be generated and mapped according to a rule that the transmitter and the receiver know in advance or know each other based on the values indexed in order according to the phase rotation value (degree).
  • the pilot symbol configuration shown in (b) of FIG. 36 indicates that the pilot symbol can be configured by adding a repetition pattern instead of shortening the pilot symbol interval allocated for each antenna. .
  • the order or repetition number of portions corresponding to each antenna on the pilot symbol is not limited to a specific method.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating an operation method of a transmitter according to an embodiment of the present disclosure. In more detail, an operation method when the transmitting end is a terminal is illustrated.
  • the transmitting end may receive information on the modulation scheme ( S3701 ).
  • the terminal which is the transmitting end, may receive information on the modulation scheme from the base station.
  • the information on the modulation scheme may include the above-mentioned information on the overall modulation level, information on the effective modulation level, information on the number of phase-defining antennas, etc. Information may be excluded.
  • the receiving end transmits data after receiving the information on the modulation method, it may modulate the data based on the modulation method. This may be the same as described above.
  • the transmitting end may modulate the effective transmission bit into the effective transmission symbol based on the information on the modulation scheme (S3702).
  • the modulated effective transmission symbol may be transmitted through antennas or signal paths having different phase rotation values, and a constellation may be based on a phase rotation index indicator.
  • the effective transmission bit may be 1 bit or more that are Most Significant Bits (MSB) of all transmission bits
  • the constellation phase rotation index indicator may be 1 bit or more that are LSBs (Least Significant Bits) of all transmission bits.
  • the effective transmission bit is as described above bit
  • the bit of the constellation phase rotation index indicator is may correspond to bits.
  • the modulation process may be the same as described above with reference to other drawings.
  • the transmitting end may transmit a valid transmission symbol (S3703).
  • the effective transmission symbol may be transmitted to the base station, and may be transmitted based on an antenna or signal path determined by the constellation phase rotation index indicator.
  • the determined antenna or signal path may be selected based on a constellation phase rotation index indicator among two or more antennas or two or more signal paths.
  • a phase rotation value applied to each of the constellation axes of two or more antennas or two or more signal paths may be applied differently. That is, when the phase rotation values of the constellation axes are differently applied to two or more antennas, the effective transmission symbol may be transmitted through one antenna determined based on the constellation phase rotation index indicator.
  • phase rotation is applied through the phase rotation value based on the constellation phase rotation index indicator to the effective modulation symbol, and the phase rotation may be based on an in-phase signal and a quadrature signal.
  • block fading may be experienced in which the channel does not change during the period of the effective modulation symbol.
  • the effective transmission symbol is transmitted through a single antenna or a single signal path determined based on the constellation phase rotation index indicator, and may be transmitted based on a precoding vector/matrix through a precoder.
  • the effective transmission symbol may be transmitted through one antenna in which the phase rotation value of the constellation axis is set based on the constellation phase rotation index indicator through the phase controller.
  • the effective transmission symbol may be transmitted based on the 1-bit DAC.
  • the step of modulating a pilot signal for channel estimation and synchronization with a pilot symbol based on the information on the modulation scheme and transmitting the modulated pilot symbol may be further performed.
  • the pilot symbol may be divided by time based on two or more antennas.
  • a pattern divided by time based on two or more antennas may be repeated two or more times.
  • a software module may reside in a storage medium (ie, memory) such as RAM memory, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, hard disk, a removable disk, a CD-ROM, or storage.
  • a storage medium ie, memory
  • An exemplary storage medium is coupled to the processor, the processor can read information from, and write information to, the storage medium.
  • the storage medium may be integral with the processor, and the processor and storage medium may reside within an application specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC may reside within the terminal, or alternatively, the processor and storage medium may reside as separate components within the terminal.
  • the present disclosure proposes an implementation and realizable transmission/reception technology in consideration of power consumption, etc. in utilizing a multiple MIMO (massive MIMO) technology essential for communication using a terahertz (THz) band did
  • Exemplary methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of description, but this is not intended to limit the order in which the steps are performed, and if necessary, each step may be performed simultaneously or in a different order.
  • other steps may be included in addition to the illustrated steps, steps may be excluded from some steps, and/or other steps may be included except for some steps.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • general purpose It may be implemented by a processor (general processor), a controller, a microcontroller, a microprocessor, and the like.
  • the scope of the present disclosure includes software or machine-executable instructions (eg, operating system, application, firmware, program, etc.) that cause operation according to the method of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or and non-transitory computer-readable media in which instructions and the like are stored and executable on a device or computer.
  • software or machine-executable instructions eg, operating system, application, firmware, program, etc.
  • examples of the above-described proposed method may also be included as one of the implementation methods of the present disclosure, it is clear that they may be regarded as a kind of proposed method.
  • the above-described proposed methods may be implemented independently, or may be implemented in the form of a combination (or merge) of some of the proposed methods.
  • Rules may be defined so that the base station informs the terminal of whether the proposed methods are applied or not (or information on the rules of the proposed methods) through a predefined signal (eg, a physical layer signal or a higher layer signal) to the terminal. .
  • Embodiments of the present disclosure may be applied to various wireless access systems.
  • various radio access systems there is a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) or a 3GPP2 system.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • 3GPP2 3rd Generation Partnership Project2
  • Embodiments of the present disclosure may be applied not only to the various radio access systems, but also to all technical fields to which the various radio access systems are applied. Furthermore, the proposed method can be applied to mmWave and THz communication systems using very high frequency bands.
  • embodiments of the present disclosure may be applied to various applications such as free-running vehicles and drones.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 동작 방법 및 이를 지원하는 장치를 개시한다. 본 개시의 일 예로서, 단말의 동작 방법은 무선 통신 시스템에서, 기지국으로부터 변조 방식에 대한 정보를 수신하는 단계, 상기 변조 방식에 대한 정보를 기반으로, 유효 전송 비트를 유효 전송 심볼로 변조하는 단계 및 상기 유효 전송 심볼을 기지국으로 송신하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 유효 전송 심볼은 성상도 축의 위상 회전 정도를 나타내는 성상도 위상 회전 인덱스 지시자가 지시하는 위상 회전 값을 기반으로 송신될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 신호 송수신 방법 및 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국이 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국이 THz 대역에서 사용되는 DAC(Digital-to-Analog Converter)/ADC(Analog-to-Digital Converter)를 기반으로 고차 변조 방식 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
특히, THz 대역에서 단말 및 기지국이 신호를 송수신하는 경우, 저 해상도 ADC/DAC를 이용 시 데이터 전송률이 저하되는 문제 및 디지털 프리코딩에 대한 해상도 확보를 위한 송수신 구조 및 시그널링 방법에 대한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
특히, 많은 통신 기기들이 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존 RAT(radio access technology)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신 기술이 제안되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 mMTC(massive machine type communications) 뿐만 아니라 신뢰성 (reliability) 및 지연(latency) 민감한 서비스/UE(user equipment)를 고려한 통신 시스템이 제안되고 있다. 이를 위한 다양한 기술 구성들이 제안되고 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 신호를 송수신하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 개시는 THz 대역 기반 무선 통신 시스템에서 위상 정의 안테나 기반 변조 및 이를 이용한 신호 송수신 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 개시의 실시 예들로부터 본 개시의 기술 구성이 적용되는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 신호 송수신 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 단말의 동작 방법은, 무선 통신 시스템에서, 기지국으로부터 변조 방식에 대한 정보를 수신하는 단계, 상기 변조 방식에 대한 정보를 기반으로, 유효 전송 비트를 유효 전송 심볼로 변조하는 단계 및 상기 유효 전송 심볼을 기지국으로 송신하는 단계를 포함하되, 상기 유효 전송 심볼은 성상도 축의 위상 회전 정도를 나타내는 성상도 위상 회전 인덱스 지시자가 지시하는 위상 회전 값을 기반으로 송신될 수 있다.
한편, 둘 이상의 안테나 혹은 둘 이상의 신호 경로의 성상도 축 각각에 적용되는 위상 회전 값은 상이하게 적용될 수 있다.
한편, 상기 둘 이상의 안테나에 성상도 축의 상기 위상 회전 값이 상이하게 적용되는 경우, 상기 유효 전송 심볼은 상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 결정된 하나의 안테나를 통해 송신될 수 있다.
한편, 상기 유효 전송 심볼은, 상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 결정된 단일의 안테나 혹은 단일의 신호 경로를 통해 송신되되 프리코더를 통한 프리코딩 벡터/매트릭스를 기반으로 송신될 수 있다.
한편, 상기 둘 이상의 신호 경로에 성상도 축의 상기 위상 회전 값이 상이하게 적용되는 경우, 상기 유효 전송 심볼은 상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 결정된 하나의 신호 경로를 통해 송신될 수 있다.
한편, 상기 유효 전송 심볼은 위상 제어기를 통해 상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 상기 성상도 축의 위상 회전 값을 설정한 하나의 안테나를 통해 송신될 수 있다.
한편, 상기 유효 전송 비트는 전체 전송 비트의 MSB(Most Significant Bits)인 1비트 이상이고, 상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자는 전체 전송 비트의 LSB(Least Significant Bits)인 1비트 이상일 수 있다.
한편, 상기 유효 전송 심볼은 1-bit DAC를 기반으로 송신될 수 있다.
한편, 상기 변조 방식에 대한 정보를 기반으로 채널 추정 및 동기화를 위한 파일럿 신호를 파일럿 심볼로 변조하는 단계 및 상기 변조된 파일럿 심볼을 송신하는 단계를 더 포함하되, 상기 파일럿 심볼은, 상기 둘 이상의 안테나를 기반으로 시간별로 구분될 수 있다.
한편, 상기 파일럿 심볼은 상기 둘 이상의 안테나를 기반으로 시간별로 구분된 패턴이 두 번 이상 반복될 수 있다.
한편, 상기 유효 변조 심볼에 상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 위상 회전 값을 통해 위상 회전이 적용되되, 상기 위상 회전은 동 위상(in-phase) 신호와 직교 위상(quadrature) 신호를 기반으로 할 수 있다.
한편, 상기 유효 변조 심볼의 구간 동안에는 채널이 변하지 않는 블록 페이딩을 경험할 수 있다.
본 개시의 일 실시예로서, 무선 통신 시스템에서 단말은 적어도 하나의 송신기, 적어도 하나의 수신기, 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하도록 연결되고, 실행될 경우 상기 적어도 하나의 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 하는 명령들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 특정 동작은: 기지국으로부터 변조 방식에 대한 정보를 수신함, 상기 변조 방식에 대한 정보를 기반으로, 유효 전송 비트를 유효 전송 심볼로 변조함 및 상기 변조된 유효 전송 심볼을 기지국으로 송신함을 포함하되, 상기 유효 전송 심볼은 유효 전송 비트와 성상도 위상 회전 인덱스 지시자가 지시하는 위상 회전 값을 기반으로 송신될 수 있다.
본 개시의 일 실시예로서, 무선 통신 시스템에서 동작하는 단말은
적어도 하나의 송신기, 적어도 하나의 수신기, 적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하도록 연결되고, 실행될 경우 상기 적어도 하나의 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 하는 명령들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 특정 동작은: 유효 전송 비트가 변조된 유효 전송 심볼을 수신함, 상기 수신한 심볼을 복조함을 포함하되, 상기 유효 전송 심볼은 성상도 위상 회전 인덱스 지시자가 지시하는 위상 회전 값을 기반으로 송신된 것일 수 있다.
상술한 본 개시의 양태들은 본 개시의 바람직한 실시 예들 중 일부에 불과하며, 본 개시의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시 예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 개시의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 개시에 기초한 실시 예들에 의해 하기와 같은 효과가 있을 수 있다.
본 개시에 따르면, THz 대역에서 신호를 송수신하는 경우, 저 해상도 ADC/DAC를 이용하여 소비 전력을 낮출 수 있다.
본 개시에 따르면, 저 해상도 ADC/DAC 이용 시 데이터 전송률이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
본 개시에 따르면, 저 해상도 ADC/DAC 이용 시 디지털 프리코딩을 위한 충분한 해상도를 확보할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 개시의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 개시의 기술 구성이 적용되는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시에서 서술하는 구성을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 개시의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 개시에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 개시에 대한 실시 예들을 제공할 수 있다. 다만, 본 개시의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미할 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용되는 통신 시스템 예시를 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 적용될 수 있는 무선 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 적용되는 무선 기기의 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시에 적용되는 이동체의 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시에 적용되는 XR 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시에 적용되는 로봇의 예시를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시에 적용되는 AI(artificial intelligence) 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시에 적용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시에 적용되는 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 제어평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane) 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 개시에 적용되는 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시에 적용 가능한 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 16은 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 17은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한 도면이다.
도 18은 본 개시에 적용 가능한 THz 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 19는 본 개시에 적용 가능한 THz 신호 생성 방법을 도시한 도면이다.
도 20은 본 개시에 적용 가능한 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 21은 본 개시에 적용 가능한 송신기 구조를 도시한 도면이다.
도 22는 본 개시에 적용 가능한 변조기 구조를 도시한 도면이다.
도 23은 본 개시에 적용 가능한 심볼의 구성을 도시한 도면이다.
도 24 내지 도 28은 본 개시의 일 실시예에 따른 송신단 구조를 도시한 도면이다.
도 29는 본 개시의 일 실시예에 따른 8-PSK 성상도를 도시한 도면이다.
도 30은 본 개시의 일 실시예에 따른 8-PSK 변조를 위한 안테나 별
전송 성상도를 도시한 도면이다.
도 31은 본 개시의 일 실시예에 따른 16-PSK 성상도를 도시한 도면이다.
도 32는 본 개시의 일 실시예에 따른 16-PSK 변조를 위한 안테나 별 전송 성상도를 도시한 도면이다.
도 33 및 도 34는 본 개시의 일 실시예에 따른 송신단의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 35는 본 개시의 일 실시예에 따른 수신단의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 36은 본 개시의 일 실시예에 따른 파일럿 심볼의 구성을 도시한 도면이다.
도 37은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 송신단의 동작 방법을 도시한 도면이다.
이하의 실시 예들은 본 개시의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 개시의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 개시의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 개시의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 개시를 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 개시의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(eNode B), gNB(gNode B), ng-eNB, 발전된 기지국(advanced base station, ABS) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서 단말(terminal)은 사용자 기기(user equipment, UE), 이동국(mobile station, MS), 가입자국(subscriber station, SS), 이동 가입자 단말(mobile subscriber station, MSS), 이동 단말(mobile terminal) 또는 발전된 이동 단말(advanced mobile station, AMS) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크의 경우, 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크의 경우, 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템, 3GPP 5G(5th generation) NR(New Radio) 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 개시의 실시 예들은 3GPP TS(technical specification) 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 및 3GPP TS 38.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들은 다른 무선 접속 시스템에도 적용될 수 있으며, 상술한 시스템으로 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 3GPP 5G NR 시스템 이후에 적용되는 시스템에 대해서도 적용 가능할 수 있으며, 특정 시스템에 한정되지 않는다.
즉, 본 개시의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하, 본 개시에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 개시의 예시적인 실시 형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 개시의 기술 구성이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 개시의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 적용될 수 있다.
이하 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(예, LTE, NR 등)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미할 수 있다. 세부적으로, 3GPP TS 36.xxx Release 10 이후의 LTE 기술은 LTE-A로 지칭되고, 3GPP TS 36.xxx Release 13 이후의 LTE 기술은 LTE-A pro로 지칭될 수 있다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미할 수 있다. 3GPP 6G는 TS Release 17 및/또는 Release 18 이후의 기술을 의미할 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR/6G는 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다.
본 개시에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 일 예로, 36.xxx 및 38.xxx 표준 문서를 참조할 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 통신 시스템
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 개시의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들 간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용되는 통신 시스템 예시를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 적용되는 통신 시스템(100)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR, LTE)을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(extended reality) 기기(100c), 휴대 기기(hand-held device)(100d), 가전(home appliance)(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI(artificial intelligence) 기기/서버(100g)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량(100b-1, 100b-2)은 UAV(unmanned aerial vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기(100c)는 AR(augmented reality)/VR(virtual reality)/MR(mixed reality) 기기를 포함하며, HMD(head-mounted device), 차량에 구비된 HUD(head-up display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기(100d)는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전(100e)은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기(100f)는 센서, 스마트 미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국(120), 네트워크(130)는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(120a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)을 통해 네트워크(130)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(130)를 통해 AI 서버(100g)와 연결될 수 있다. 네트워크(130)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)/네트워크(130)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국(120)/네트워크(130)를 통하지 않고 직접 통신(예, 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(예, V2V(vehicle to vehicle)/V2X(vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(100f)(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(120), 기지국(120)/기지국(120) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(예, relay, IAB(integrated access backhaul))과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 개시의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 무선 기기
도 2는 본 개시에 적용될 수 있는 무선 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 무선 기기(200a)와 제2 무선 기기(200b)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(200a), 제2 무선 기기(200b)}은 도 1의 {무선 기기(100x), 기지국(120)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(200a)는 하나 이상의 프로세서(202a) 및 하나 이상의 메모리(204a)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206a) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(202a)는 메모리(204a) 및/또는 송수신기(206a)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202a)는 메모리(204a) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206a)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202a)는 송수신기(206a)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204a)에 저장할 수 있다. 메모리(204a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 프로세서(202a)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204a)는 프로세서(202a)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202a)와 메모리(204a)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208a)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206a)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(206a)는 RF(radio frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 개시에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제2 무선 기기(200b)는 하나 이상의 프로세서(202b), 하나 이상의 메모리(204b)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208b)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202b)는 메모리(204b) 및/또는 송수신기(206b)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202b)는 메모리(204b) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206b)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202b)는 송수신기(206b)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204b)에 저장할 수 있다. 메모리(204b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 프로세서(202b)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204b)는 프로세서(202b)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202b)와 메모리(204b)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208b)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206b)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206b)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 개시에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(200a, 200b)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 계층(예, PHY(physical), MAC(media access control), RLC(radio link control), PDCP(packet data convergence protocol), RRC(radio resource control), SDAP(service data adaptation protocol)와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(service data unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuit), 하나 이상의 DSP(digital signal processor), 하나 이상의 DSPD(digital signal processing device), 하나 이상의 PLD(programmable logic device) 또는 하나 이상의 FPGA(field programmable gate arrays)가 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 무선 기기 구조
도 3은 본 개시에 적용되는 무선 기기의 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 기기(300)는 도 2의 무선 기기(200a, 200b)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(300)는 통신부(310), 제어부(320), 메모리부(330) 및 추가 요소(340)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(312) 및 송수신기(들)(314)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(312)는 도 2의 하나 이상의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 하나 이상의 메모리(204a, 204b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(314)는 도 2의 하나 이상의 송수신기(206a, 206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)을 포함할 수 있다. 제어부(320)는 통신부(310), 메모리부(330) 및 추가 요소(340)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(320)는 메모리부(330)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(320)는 메모리부(330)에 저장된 정보를 통신부(310)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(310)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(330)에 저장할 수 있다.
추가 요소(340)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(340)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(input/output unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기(300)는 로봇(도 1, 100a), 차량(도 1, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 1, 100c), 휴대 기기(도 1, 100d), 가전(도 1, 100e), IoT 기기(도 1, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 1, 140), 기지국(도 1, 120), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 3에서 무선 기기(300) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(310)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(300) 내에서 제어부(320)와 통신부(310)는 유선으로 연결되며, 제어부(320)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(310)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(300) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(application processor), ECU(electronic control unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(330)는 RAM, DRAM(dynamic RAM), ROM, 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 개시가 적용 가능한 휴대 기기
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(mobile station), UT(user terminal), MSS(mobile subscriber station), SS(subscriber station), AMS(advanced mobile station) 또는 WT(wireless terminal)로 지칭될 수 있다.
도 4를 참조하면, 휴대 기기(400)는 안테나부(408), 통신부(410), 제어부(420), 메모리부(430), 전원공급부(440a), 인터페이스부(440b) 및 입출력부(440c)를 포함할 수 있다. 안테나부(408)는 통신부(410)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 410~430/440a~440c는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응한다.
통신부(410)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(420)는 휴대 기기(400)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(420)는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(430)는 휴대 기기(400)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(430)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(440a)는 휴대 기기(400)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(440b)는 휴대 기기(400)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(440b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(440c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(440c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(440d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(440c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(430)에 저장될 수 있다. 통신부(410)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(410)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(430)에 저장된 뒤, 입출력부(440c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 햅틱)로 출력될 수 있다.
본 개시가 적용 가능한 무선 기기 종류
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(aerial vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있으며, 차량의 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 5를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(500)은 안테나부(508), 통신부(510), 제어부(520), 구동부(540a), 전원공급부(540b), 센서부(540c) 및 자율 주행부(540d)를 포함할 수 있다. 안테나부(550)는 통신부(510)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 510/530/540a~540d는 각각 도 4의 블록 410/430/440에 대응한다.
통신부(510)는 다른 차량, 기지국(예, 기지국, 노변 기지국(road side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(520)는 차량 또는 자율 주행 차량(500)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(520)는 ECU(electronic control unit)를 포함할 수 있다. 구동부(540a)는 차량 또는 자율 주행 차량(500)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(540a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(540b)는 차량 또는 자율 주행 차량(500)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(540c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(540c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(540d)는 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 등을 구현할 수 있다.
일 예로, 통신부(510)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(540d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(520)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(500)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(540a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(510)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(540c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(540d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(510)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.
도 6은 본 개시에 적용되는 이동체의 예시를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 개시에 적용되는 이동체는 운송수단, 기차, 비행체 및 선박 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시에 적용되는 이동체는 다른 형태로 구현될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다.
이때, 도 6을 참조하면, 이동체(600)은 통신부(610), 제어부(620), 메모리부(630), 입출력부(640a) 및 위치 측정부(640b)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 610~630/640a~640b는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응한다.
통신부(610)는 다른 이동체, 또는 기지국 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(620)는 이동체(600)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 메모리부(630)는 이동체(600)의 다양한 기능을 지원하는 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(640a)는 메모리부(630) 내의 정보에 기반하여 AR/VR 오브젝트를 출력할 수 있다. 입출력부(640a)는 HUD를 포함할 수 있다. 위치 측정부(640b)는 이동체(600)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 위치 정보는 이동체(600)의 절대 위치 정보, 주행선 내에서의 위치 정보, 가속도 정보, 주변 차량과의 위치 정보 등을 포함할 수 있다. 위치 측정부(640b)는 GPS 및 다양한 센서들을 포함할 수 있다.
일 예로, 이동체(600)의 통신부(610)는 외부 서버로부터 지도 정보, 교통 정보 등을 수신하여 메모리부(630)에 저장할 수 있다. 위치 측정부(640b)는 GPS 및 다양한 센서를 통하여 이동체 위치 정보를 획득하여 메모리부(630)에 저장할 수 있다. 제어부(620)는 지도 정보, 교통 정보 및 이동체 위치 정보 등에 기반하여 가상 오브젝트를 생성하고, 입출력부(640a)는 생성된 가상 오브젝트를 이동체 내 유리창에 표시할 수 있다(651, 652). 또한, 제어부(620)는 이동체 위치 정보에 기반하여 이동체(600)가 주행선 내에서 정상적으로 운행되고 있는지 판단할 수 있다. 이동체(600)가 주행선을 비정상적으로 벗어나는 경우, 제어부(620)는 입출력부(640a)를 통해 이동체 내 유리창에 경고를 표시할 수 있다. 또한, 제어부(620)는 통신부(610)를 통해 주변 이동체들에게 주행 이상에 관한 경고 메세지를 방송할 수 있다. 상황에 따라, 제어부(620)는 통신부(610)를 통해 관계 기관에게 이동체의 위치 정보와, 주행/이동체 이상에 관한 정보를 전송할 수 있다.
도 7은 본 개시에 적용되는 XR 기기의 예시를 도시한 도면이다. XR 기기는 HMD, 차량에 구비된 HUD(head-up display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등으로 구현될 수 있다.
도 7을 참조하면, XR 기기(700a)는 통신부(710), 제어부(720), 메모리부(730), 입출력부(740a), 센서부(740b) 및 전원 공급부(740c)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 710~730/740a~740c은 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.
통신부(710)는 다른 무선 기기, 휴대 기기, 또는 미디어 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 미디어 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 미디어 데이터는 영상, 이미지, 소리 등을 포함할 수 있다. 제어부(720)는 XR 기기(700a)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(720)는 비디오/이미지 획득, (비디오/이미지) 인코딩, 메타데이터 생성 및 처리 등의 절차를 제어 및/또는 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리부(730)는 XR 기기(700a)의 구동/XR 오브젝트의 생성에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다.
입출력부(740a)는 외부로부터 제어 정보, 데이터 등을 획득하며, 생성된 XR 오브젝트를 출력할 수 있다. 입출력부(740a)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센서부(740b)는 XR 기기 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(740b)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB(red green blue) 센서, IR(infrared) 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(740c)는 XR 기기(700a)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다.
일 예로, XR 기기(700a)의 메모리부(730)는 XR 오브젝트(예, AR/VR/MR 오브젝트)의 생성에 필요한 정보(예, 데이터 등)를 포함할 수 있다. 입출력부(740a)는 사용자로부터 XR 기기(700a)를 조작하는 명령을 획득할 수 있으며, 제어부(720)는 사용자의 구동 명령에 따라 XR 기기(700a)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 XR 기기(700a)를 통해 영화, 뉴스 등을 시청하려고 하는 경우, 제어부(720)는 통신부(730)를 통해 컨텐츠 요청 정보를 다른 기기(예, 휴대 기기(700b)) 또는 미디어 서버에 전송할 수 있다. 통신부(730)는 다른 기기(예, 휴대 기기(700b)) 또는 미디어 서버로부터 영화, 뉴스 등의 컨텐츠를 메모리부(730)로 다운로드/스트리밍 받을 수 있다. 제어부(720)는 컨텐츠에 대해 비디오/이미지 획득, (비디오/이미지) 인코딩, 메타데이터 생성/처리 등의 절차를 제어 및/또는 수행하며, 입출력부(740a)/센서부(740b)를 통해 획득한 주변 공간 또는 현실 오브젝트에 대한 정보에 기반하여 XR 오브젝트를 생성/출력할 수 있다.
또한, XR 기기(700a)는 통신부(710)를 통해 휴대 기기(700b)와 무선으로 연결되며, XR 기기(700a)의 동작은 휴대 기기(700b)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 휴대 기기(700b)는 XR 기기(700a)에 대한 콘트롤러로 동작할 수 있다. 이를 위해, XR 기기(700a)는 휴대 기기(700b)의 3차원 위치 정보를 획득한 뒤, 휴대 기기(700b)에 대응하는 XR 개체를 생성하여 출력할 수 있다.
도 8은 본 개시에 적용되는 로봇의 예시를 도시한 도면이다. 일 예로, 로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류될 수 있다. 이때, 도 8을 참조하면, 로봇(800)은 통신부(810), 제어부(820), 메모리부(830), 입출력부(840a), 센서부(840b) 및 구동부(840c)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 810~830/840a~840c은 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.
통신부(810)는 다른 무선 기기, 다른 로봇, 또는 제어 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 구동 정보, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(820)는 로봇(800)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 메모리부(830)는 로봇(800)의 다양한 기능을 지원하는 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(840a)는 로봇(800)의 외부로부터 정보를 획득하며, 로봇(800)의 외부로 정보를 출력할 수 있다. 입출력부(840a)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
센서부(840b)는 로봇(800)의 내부 정보, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(840b)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 레이더 등을 포함할 수 있다.
구동부(840c)는 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 구동부(840c)는 로봇(800)을 지상에서 주행하거나 공중에서 비행하게 할 수 있다. 구동부(840c)는 액츄에이터, 모터, 바퀴, 브레이크, 프로펠러 등을 포함할 수 있다.
도 9는 본 개시에 적용되는 AI 기기의 예시를 도시한 도면이다. 일 예로, AI 기기는 TV, 프로젝터, 스마트폰, PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), 라디오, 세탁기, 냉장고, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.
도 9를 참조하면, AI 기기(900)는 통신부(910), 제어부(920), 메모리부(930), 입/출력부(940a/940b), 러닝 프로세서부(940c) 및 센서부(940d)를 포함할 수 있다. 블록 910~930/940a~940d는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.
통신부(910)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 기기(예, 도 1, 100x, 120, 140)나 AI 서버(도 1, 140) 등의 외부 기기들과 유무선 신호(예, 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(910)는 메모리부(930) 내의 정보를 외부 기기로 전송하거나, 외부 기기로부터 수신된 신호를 메모리부(930)로 전달할 수 있다.
제어부(920)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 기기(900)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(920)는 AI 기기(900)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(920)는 러닝 프로세서부(940c) 또는 메모리부(930)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 기기(900)의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(920)는 AI 장치(900)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리부(930) 또는 러닝 프로세서부(940c)에 저장하거나, AI 서버(도 1, 140) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
메모리부(930)는 AI 기기(900)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리부(930)는 입력부(940a)로부터 얻은 데이터, 통신부(910)로부터 얻은 데이터, 러닝 프로세서부(940c)의 출력 데이터, 및 센싱부(940)로부터 얻은 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(930)는 제어부(920)의 동작/실행에 필요한 제어 정보 및/또는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.
입력부(940a)는 AI 기기(900)의 외부로부터 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 입력부(920)는 모델 학습을 위한 학습 데이터, 및 학습 모델이 적용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(940a)는 카메라, 마이크로폰 및/또는 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 출력부(940b)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. 출력부(940b)는 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센싱부(940)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 기기(900)의 내부 정보, AI 기기(900)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 얻을 수 있다. 센싱부(940)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다.
러닝 프로세서부(940c)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 러닝 프로세서부(940c)는 AI 서버(도 1, 140)의 러닝 프로세서부와 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다. 러닝 프로세서부(940c)는 통신부(910)를 통해 외부 기기로부터 수신된 정보, 및/또는 메모리부(930)에 저장된 정보를 처리할 수 있다. 또한, 러닝 프로세서부(940c)의 출력 값은 통신부(910)를 통해 외부 기기로 전송되거나/되고, 메모리부(930)에 저장될 수 있다.
물리 채널들 및 일반적인 신호 전송
무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(downlink, DL)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(uplink, UL)를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 10은 본 개시에 적용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 도시한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S1011 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널(primary synchronization channel, P-SCH) 및 부동기 채널(secondary synchronization channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(physical broadcast channel, PBCH) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다. 초기 셀 탐색을 마친 단말은 S1012 단계에서 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하향링크 제어 채널 정보에 따른 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink control channel, PDSCH)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S1013 내지 단계 S1016과 같은 임의 접속 과정(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S1013), 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 RAR(random access response)를 수신할 수 있다(S1014). 단말은 RAR 내의 스케줄링 정보를 이용하여 PUSCH(physical uplink shared channel)을 전송하고(S1015), 물리 하향링크 제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널 신호의 수신과 같은 충돌 해결 절차(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다(S1016).
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리 하향링크 제어 채널 신호 및/또는 물리 하향링크 공유 채널 신호의 수신(S1017) 및 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH) 신호 및/또는 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 신호의 전송(S1018)을 수행할 수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(uplink control information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK(hybrid automatic repeat and request acknowledgement/negative-ACK), SR(scheduling request), CQI(channel quality indication), PMI(precoding matrix indication), RI(rank indication), BI(beam indication) 정보 등을 포함한다. 이때, UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 실시 예에 따라(예, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우) PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 단말은 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 11은 본 개시에 적용되는 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 제어평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane) 구조를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 엔티티 1(Entity 1)은 단말(user equipment, UE)일 수 있다. 이때, 단말이라 함은 상술한 도 1 내지 도 9에서 본 개시가 적용되는 무선 기기, 휴대 기기, 차량, 이동체, XR 기기, 로봇 및 AI 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 단말은 본 개시가 적용될 수 있는 장치를 지칭하는 것으로 특정 장치나 기기로 한정되지 않을 수 있다.
엔티티 2(Entity 2)는 기지국일 수 있다. 이때, 기지국은 eNB, gNB 및 ng-eNB 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 기지국은 단말로 하향링크 신호를 전송하는 장치를 지칭할 수 있으며, 특정 타입이나 장치로 한정되지 않을 수 있다. 즉, 기지국은 다양한 형태나 타입으로 구현될 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않을 수 있다.
엔티티 3(Entity 3)은 네트워크 장치 또는 네트워크 펑션을 수행하는 기기일 수 있다. 이때, 네트워크 장치는 이동성을 관리하는 코어망 노드(core network node)(예, MME(mobility management entity), AMF(access and mobility management function) 등)일 수 있다. 또한, 네트워크 펑션은 네트워크 기능을 수행하기 위해 구현되는 펑션(function)을 의미할 수 있으며, 엔티티 3은 펑션이 적용된 기기일 수 있다. 즉, 엔티티 3은 네트워크 기능을 수행하는 펑션이나 기기를 지칭할 수 있으며, 특정 형태의 기기로 한정되지 않는다.
제어평면은 단말(user equipment, UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미할 수 있다. 또한, 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미할 수 있다. 이때, 제1 계층인 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공할 수 있다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(medium access control) 계층과는 전송채널을 통해 연결되어 있다. 이때, 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동할 수 있다. 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동할 수 있다. 이때, 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
제2 계층의 매체접속제어(medium access control, MAC) 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(radio link control, RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원할 수 있다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2 계층의 PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4 나 IPv6 와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행할 수 있다. 제3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(radio resource control, RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(radio bearer, RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당할 수 있다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미할 수 있다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환할 수 있다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(non-access stratum) 계층은 세션 관리(session management)와 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행할 수 있다. 기지국을 구성하는 하나의 셀은 다양한 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공할 수 있다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(shared channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우, 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(shared channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(logical channel)로는 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 MTCH(multicast traffic channel) 등이 있다.
도 12는 본 개시에 적용되는 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다. 일 예로, 전송 신호는 신호 처리 회로에 의해 처리될 수 있다. 이때, 신호 처리 회로(1200)는 스크램블러(1210), 변조기(1220), 레이어 매퍼(1230), 프리코더(1240), 자원 매퍼(1250), 신호 생성기(1260)를 포함할 수 있다. 이때, 일 예로, 도 12의 동작/기능은 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 수행될 수 있다. 또한, 일 예로, 도 12의 하드웨어 요소는 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있다. 일 예로, 블록 1010~1060은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 1210~1250은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현되고, 블록 1260은 도 2의 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다.
코드워드는 도 12의 신호 처리 회로(1200)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 도 10의 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다. 구체적으로, 코드워드는 스크램블러(1210)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(1220)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-binary phase shift keying), m-PSK(m-phase shift keying), m-QAM(m-quadrature amplitude modulation) 등을 포함할 수 있다.
복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(1230)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(1240)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(1240)의 출력 z는 레이어 매퍼(1230)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(1240)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT(discrete fourier transform) 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(1240)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.
자원 매퍼(1250)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(1260)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(1260)는 IFFT(inverse fast fourier transform) 모듈 및 CP(cyclic prefix) 삽입기, DAC(digital-to-analog converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 12의 신호 처리 과정(1210~1260)의 역으로 구성될 수 있다. 일 예로, 무선 기기(예, 도 2의 200a, 200b)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(fast fourier transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.
도 13은 본 개시에 적용 가능한 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
NR 시스템에 기초한 상향링크 및 하향링크 전송은 도 13과 같은 프레임에 기초할 수 있다. 이때, 하나의 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(half-frame, HF)으로 정의될 수 있다. 하나의 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(subframe, SF)으로 정의될 수 있다. 하나의 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할되며, 서브프레임 내 슬롯 개수는 SCS(subcarrier spacing)에 의존할 수 있다. 이때, 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼들을 포함할 수 있다. 일반 CP(normal CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼들을 포함할 수 있다. 확장 CP(extended CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼들을 포함할 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼(또는, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA 심볼(또는, DFT-s-OFDM 심볼)을 포함할 수 있다.
표 1은 일반 CP가 사용되는 경우, SCS에 따른 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수 및 서브프레임 별 슬롯의 개수를 나타내고, 표 2는 확장된 CSP가 사용되는 경우, SCS에 따른 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수 및 서브프레임 별 슬롯의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2020010151-appb-I000001
Figure PCTKR2020010151-appb-I000002
Figure PCTKR2020010151-appb-I000003
Figure PCTKR2020010151-appb-I000004
0 14 10 1
1 14 20 2
2 14 40 4
3 14 80 8
4 14 160 16
5 14 320 32
Figure PCTKR2020010151-appb-I000005
Figure PCTKR2020010151-appb-I000006
Figure PCTKR2020010151-appb-I000007
Figure PCTKR2020010151-appb-I000008
2 12 40 4
상기 표 1 및 표 2에서, Nslot symb 는 슬롯 내 심볼의 개수를 나타내고, Nframe,μ slot는 프레임 내 슬롯의 개수를 나타내고, Nsubframe,μ slot는 서브프레임 내 슬롯의 개수를 나타낼 수 있다.
또한, 본 개시가 적용 가능한 시스템에서, 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들간에 OFDM(A) 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, SF, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(time unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들 간에 상이하게 설정될 수 있다.
NR은 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 numerology(또는 SCS(subcarrier spacing))를 지원할 수 있다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)를 지원하며, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)를 지원하며, SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)를 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭을 지원할 수 있다.
NR 주파수 밴드(frequency band)는 2가지 type(FR1, FR2)의 주파수 범위(frequency range)로 정의된다. FR1, FR2는 아래 표와 같이 구성될 수 있다. 또한, FR2는 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)를 의미할 수 있다.
Frequency Range designation Corresponding frequency range Subcarrier Spacing
FR1 410MHz - 7125MHz 15, 30, 60kHz
FR2 24250MHz - 52600MHz 60, 120, 240kHz
또한, 일 예로, 본 개시가 적용 가능한 통신 시스템에서 상술한 뉴모놀로지(numerology)가 다르게 설정될 수 있다. 일 예로, 상술한 FR2보다 높은 주파수 대역으로 테라헤르츠 웨이브(Terahertz wave, THz) 대역이 사용될 수 있다. THz 대역에서 SCS는 NR 시스템보다 더 크게 설정될 수 있으며, 슬롯 수도 상이하게 설정될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다. THz 대역에 대해서는 하기에서 후술한다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
하나의 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 심볼을 포함한다. 예를 들어, 보통 CP의 경우 하나의 슬롯이 7개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 6개의 심볼을 포함할 수 있다. 반송파(carrier)는 주파수 도메인에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 도메인에서 복수(예, 12)의 연속한 부반송파로 정의될 수 있다.
또한, BWP(Bandwidth Part)는 주파수 도메인에서 복수의 연속한 (P)RB로 정의되며, 하나의 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다.
반송파는 최대 N개(예, 5개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행되며, 하나의 단말한테는 하나의 BWP만 활성화될 수 있다. 자원 그리드에서 각각의 요소는 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭되며, 하나의 복소 심볼이 매핑될 수 있다.
6G 통신 시스템
6G (무선통신) 시스템은 (i) 디바이스 당 매우 높은 데이터 속도, (ii) 매우 많은 수의 연결된 디바이스들, (iii) 글로벌 연결성(global connectivity), (iv) 매우 낮은 지연, (v) 배터리-프리(battery-free) IoT 디바이스들의 에너지 소비를 낮추고, (vi) 초고신뢰성 연결, (vii) 머신 러닝 능력을 가지는 연결된 지능 등에 목적이 있다. 6G 시스템의 비젼은 "intelligent connectivity", "deep connectivity", "holographic connectivity", "ubiquitous connectivity"와 같은 4가지 측면일 수 있으며, 6G 시스템은 하기 표 4와 같은 요구 사항을 만족시킬 수 있다. 즉, 표 4는 6G 시스템의 요구 사항을 나타낸 표이다.
Per device peak data rate 1 Tbps
E2E latency 1 ms
Maximum spectral efficiency 100 bps/Hz
Mobility support up to 1000 km/hr
Satellite integration Fully
AI Fully
Autonomous vehicle Fully
XR Fully
Haptic Communication Fully
이때, 6G 시스템은 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB), 초-저지연 통신(ultra-reliable low latency communications, URLLC), mMTC (massive machine type communications), AI 통합 통신(AI integrated communication), 촉각 인터넷(tactile internet), 높은 스루풋(high throughput), 높은 네트워크 능력(high network capacity), 높은 에너지 효율(high energy efficiency), 낮은 백홀 및 접근 네트워크 혼잡(low backhaul and access network congestion) 및 향상된 데이터 보안(enhanced data security)과 같은 핵심 요소(key factor)들을 가질 수 있다.
도 15는 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 6G 시스템은 5G 무선통신 시스템보다 50배 더 높은 동시 무선통신 연결성을 가질 것으로 예상된다. 5G의 핵심 요소(key feature)인 URLLC는 6G 통신에서 1ms보다 적은 단-대-단(end-to-end) 지연을 제공함으로써 보다 더 주요한 기술이 될 것으로 예상된다. 이때, 6G 시스템은 자주 사용되는 영역 스펙트럼 효율과 달리 체적 스펙트럼 효율이 훨씬 우수할 것이다. 6G 시스템은 매우 긴 배터리 수명과 에너지 수확을 위한 고급 배터리 기술을 제공할 수 있어, 6G 시스템에서 모바일 디바이스들은 별도로 충전될 필요가 없을 수 있다. 또한, 6G에서 새로운 네트워크 특성들은 다음과 같을 수 있다.
- 위성 통합 네트워크(Satellites integrated network): 글로벌 모바일 집단을 제공하기 위해 6G는 위성과 통합될 것으로 예상된다. 지상파, 위성 및 공중 네트워크를 하나의 무선통신 시스템으로 통합은 6G에 매우 중요할 수 있다.
- 연결된 인텔리전스(connected intelligence): 이전 세대의 무선 통신 시스템과 달리 6G는 혁신적이며, “연결된 사물”에서 "연결된 지능"으로 무선 진화가 업데이트될 것이다. AI는 통신 절차의 각 단계(또는 후술할 신호 처리의 각 절차)에서 적용될 수 있다.
- 무선 정보 및 에너지 전달의 완벽한 통합(seamless integration wireless information and energy transfer): 6G 무선 네트워크는 스마트폰들과 센서들과 같이 디바이스들의 배터리를 충전하기 위해 전력을 전달할 것이다. 그러므로, 무선 정보 및 에너지 전송 (WIET)은 통합될 것이다.
- 유비쿼터스 슈퍼 3D 연결(ubiquitous super 3-dimemtion connectivity): 드론 및 매우 낮은 지구 궤도 위성의 네트워크 및 핵심 네트워크 기능에 접속은 6G 유비쿼터스에서 슈퍼 3D 연결을 만들 것이다.
위와 같은 6G의 새로운 네트워크 특성들에서 몇 가지 일반적인 요구 사항은 다음과 같을 수 있다.
- 스몰 셀 네트워크(small cell networks): 스몰 셀 네트워크의 아이디어는 셀룰러 시스템에서 처리량, 에너지 효율 및 스펙트럼 효율 향상의 결과로 수신 신호 품질을 향상시키기 위해 도입되었다. 결과적으로, 스몰 셀 네트워크는 5G 및 비욘드 5G (5GB) 이상의 통신 시스템에 필수적인 특성이다. 따라서, 6G 통신 시스템 역시 스몰 셀 네트워크의 특성을 채택한다.
- 초 고밀도 이기종 네트워크(ultra-dense heterogeneous network): 초 고밀도 이기종 네트워크들은 6G 통신 시스템의 또 다른 중요한 특성이 될 것이다. 이기종 네트워크로 구성된 멀티-티어 네트워크는 전체 QoS를 개선하고 비용을 줄인다.
- 대용량 백홀(high-capacity backhaul): 백홀 연결은 대용량 트래픽을 지원하기 위해 대용량 백홀 네트워크로 특징 지어진다. 고속 광섬유 및 자유 공간 광학 (FSO) 시스템이 이 문제에 대한 가능한 솔루션일 수 있다.
- 모바일 기술과 통합된 레이더 기술: 통신을 통한 고정밀 지역화(또는 위치 기반 서비스)는 6G 무선통신 시스템의 기능 중 하나이다. 따라서, 레이더 시스템은 6G 네트워크와 통합될 것이다.
- 소프트화 및 가상화(softwarization and virtualization): 소프트화 및 가상화는 유연성, 재구성성 및 프로그래밍 가능성을 보장하기 위해 5GB 네트워크에서 설계 프로세스의 기초가 되는 두 가지 중요한 기능이다. 또한, 공유 물리적 인프라에서 수십억 개의 장치가 공유될 수 있다.
6G 시스템의 핵심 구현 기술
- 인공 지능(artificial Intelligence, AI)
6G 시스템에 가장 중요하며, 새로 도입될 기술은 AI이다. 4G 시스템에는 AI가 관여하지 않았다. 5G 시스템은 부분 또는 매우 제한된 AI를 지원할 것이다. 그러나, 6G 시스템은 완전히 자동화를 위해 AI가 지원될 것이다. 머신 러닝의 발전은 6G에서 실시간 통신을 위해 보다 지능적인 네트워크를 만들 것이다. 통신에 AI를 도입하면 실시간 데이터 전송이 간소화되고 향상될 수 있다. AI는 수많은 분석을 사용하여 복잡한 대상 작업이 수행되는 방식을 결정할 수 있다. 즉, AI는 효율성을 높이고 처리 지연을 줄일 수 있다.
핸드 오버, 네트워크 선택, 자원 스케줄링과 같은 시간 소모적인 작업은 AI를 사용함으로써 즉시 수행될 수 있다. AI는 M2M, 기계-대-인간 및 인간-대-기계 통신에서도 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, AI는 BCI(brain computer interface)에서 신속한 통신이 될 수 있다. AI 기반 통신 시스템은 메타 물질, 지능형 구조, 지능형 네트워크, 지능형 장치, 지능형 인지 라디오(radio), 자체 유지 무선 네트워크 및 머신 러닝에 의해 지원될 수 있다.
최근 AI를 무선 통신 시스템과 통합하려고 하는 시도들이 나타나고 있으나, 이는 어플리케이션 계층(application layer), 네트워크 계층(network layer) 특히, 딥러닝은 무선 자원 관리 및 할당(wireless resource management and allocation) 분야에 집중되어 왔다. 그러나, 이러한 연구는 점점 MAC 계층 및 물리 계층으로 발전하고 있으며, 특히 물리계층에서 딥러닝을 무선 전송(wireless transmission)과 결합하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. AI 기반의 물리계층 전송은, 근본적인 신호 처리 및 통신 메커니즘에 있어서, 전통적인 통신 프레임워크가 아니라 AI 드라이버에 기초한 신호 처리 및 통신 메커니즘을 적용하는 것을 의미한다. 예를 들어, 딥러닝 기반의 채널 코딩 및 디코딩(channel coding and decoding), 딥러닝 기반의 신호 추정(estimation) 및 검출(detection), 딥러닝 기반의 MIMO(multiple input multiple output) 매커니즘(mechanism), AI 기반의 자원 스케줄링(scheduling) 및 할당(allocation) 등을 포함할 수 있다.
머신 러닝은 채널 추정 및 채널 트래킹을 위해 사용될 수 있으며, DL(downlink)의 물리 계층(physical layer)에서 전력 할당(power allocation), 간섭 제거(interference cancellation) 등에 사용될 수 있다. 또한, 머신 러닝은 MIMO 시스템에서 안테나 선택, 전력 제어(power control), 심볼 검출(symbol detection) 등에도 사용될 수 있다.
그러나 물리계층에서의 전송을 위한 DNN의 적용은 아래와 같은 문제점이 있을 수 있다.
딥러닝 기반의 AI 알고리즘은 훈련 파라미터를 최적화하기 위해 수많은 훈련 데이터가 필요하다. 그러나 특정 채널 환경에서의 데이터를 훈련 데이터로 획득하는데 있어서의 한계로 인해, 오프라인 상에서 많은 훈련 데이터를 사용한다. 이는 특정 채널 환경에서 훈련 데이터에 대한 정적 훈련(static training)은, 무선 채널의 동적 특성 및 다이버시티(diversity) 사이에 모순(contradiction)이 생길 수 있다.
또한, 현재 딥러닝은 주로 실제 신호(real signal)을 대상으로 한다. 그러나, 무선 통신의 물리 계층의 신호들은 복소 신호(complex signal)이다. 무선 통신 신호의 특성을 매칭시키기 위해 복소(complex) 도메인 신호의 검출하는 신경망(neural network)에 대한 연구가 더 필요하다.
이하, 머신 러닝에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
머신 러닝은 사람이 할 수 있거나 혹은 하기 어려운 작업을 대신해낼 수 있는 기계를 만들어 내기 위해 기계를 학습시키는 일련의 동작을 의미한다. 머신 러닝을 위해서는 데이터와 러닝 모델이 필요하다. 머신 러닝에서 데이터의 학습 방법은 크게 3가지 즉, 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning) 그리고 강화 학습(reinforcement learning)으로 구분될 수 있다.
신경망 학습은 출력의 오류를 최소화하기 위한 것이다. 신경망 학습은 반복적으로 학습 데이터를 신경망에 입력시키고 학습 데이터에 대한 신경망의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 신경망의 에러를 신경망의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation) 하여 신경망의 각 노드의 가중치를 업데이트하는 과정이다.
지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링된 학습 데이터를 사용하며 비지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 지도 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 신경망에 입력되고 신경망의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교하여 오차(error)가 계산될 수 있다. 계산된 오차는 신경망에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 신경망의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 신경망의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 신경망의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 신경망의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 신경망이 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다
데이터의 특징에 따라 학습 방법은 달라질 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템 상에서 송신단에서 전송한 데이터를 수신단에서 정확하게 예측하는 것을 목적으로 하는 경우, 비지도 학습 또는 강화 학습 보다는 지도 학습을 이용하여 학습을 수행하는 것이 바람직하다.
러닝 모델은 인간의 뇌에 해당하는 것으로서, 가장 기본적인 선형 모델을 생각할 수 있으나, 인공 신경망(artificial neural networks)와 같은 복잡성이 높은 신경망 구조를 러닝 모델로 사용하는 머신 러닝의 패러다임을 딥러닝(deep learning)이라 한다.
학습(learning) 방식으로 사용하는 신경망 코어(neural network cord)는 크게 심층 신경망(deep neural networks, DNN), 합성곱 신경망(convolutional deep neural networks, CNN), 순환 신경망(recurrent boltzmann machine, RNN) 방식이 있으며, 이러한 러닝 모델이 적용될 수 있다.
THz(Terahertz) 통신
6G 시스템에서 THz 통신이 적용될 수 있다. 일 예로, 데이터 전송률은 대역폭을 늘려 높일 수 있다. 이것은 넓은 대역폭으로 sub-THz 통신을 사용하고, 진보된 대규모 MIMO 기술을 적용하여 수행될 수 있다.
도 16은 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다. 일 예로, 도 16을 참조하면, 밀리미터 이하의 방사선으로도 알려진 THz파는 일반적으로 0.03mm-3mm 범위의 해당 파장을 가진 0.1THz와 10THz 사이의 주파수 대역을 나타낸다. 100GHz-300GHz 대역 범위(Sub THz 대역)는 셀룰러 통신을 위한 THz 대역의 주요 부분으로 간주된다. Sub-THz 대역 mmWave 대역에 추가하면 6G 셀룰러 통신 용량은 늘어난다. 정의된 THz 대역 중 300GHz-3THz는 원적외선 (IR) 주파수 대역에 있다. 300GHz-3THz 대역은 광 대역의 일부이지만 광 대역의 경계에 있으며, RF 대역 바로 뒤에 있다. 따라서, 이 300 GHz-3 THz 대역은 RF와 유사성을 나타낸다.
THz 통신의 주요 특성은 (i) 매우 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 광범위하게 사용 가능한 대역폭, (ii) 고주파에서 발생하는 높은 경로 손실 (고 지향성 안테나는 필수 불가결)을 포함한다. 높은 지향성 안테나에서 생성된 좁은 빔 폭은 간섭을 줄인다. THz 신호의 작은 파장은 훨씬 더 많은 수의 안테나 소자가 이 대역에서 동작하는 장치 및 BS에 통합될 수 있게 한다. 이를 통해 범위 제한을 극복할 수 있는 고급 적응형 배열 기술을 사용할 수 있다.
광 무선 기술(optical wireless technology)
OWC(optical wireless communication) 기술은 가능한 모든 장치-대-액세스 네트워크를 위한 RF 기반 통신 외에도 6G 통신을 위해 계획되었다. 이러한 네트워크는 네트워크-대-백홀/프론트홀 네트워크 연결에 접속한다. OWC 기술은 4G 통신 시스템 이후 이미 사용되고 있으나 6G 통신 시스템의 요구를 충족시키기 위해 더 널리 사용될 것이다. 광 충실도(light fidelity), 가시광 통신, 광 카메라 통신 및 광 대역에 기초한 FSO(free space optical) 통신과 같은 OWC 기술은 이미 잘 알려진 기술이다. 광 무선 기술 기반의 통신은 매우 높은 데이터 속도, 낮은 지연 시간 및 안전한 통신을 제공할 수 있다. LiDAR(light detection and ranging) 또한 광 대역을 기반으로 6G 통신에서 초 고해상도 3D 매핑을 위해 이용될 수 있다.
FSO 백홀 네트워크
FSO 시스템의 송신기 및 수신기 특성은 광섬유 네트워크의 특성과 유사하다. 따라서, FSO 시스템의 데이터 전송은 광섬유 시스템과 비슷하다. 따라서, FSO는 광섬유 네트워크와 함께 6G 시스템에서 백홀 연결을 제공하는 좋은 기술이 될 수 있다. FSO를 사용하면, 10,000km 이상의 거리에서도 매우 장거리 통신이 가능하다. FSO는 바다, 우주, 수중, 고립된 섬과 같은 원격 및 비원격 지역을 위한 대용량 백홀 연결을 지원한다. FSO는 셀룰러 기지국 연결도 지원한다.
대규모 MIMO 기술
스펙트럼 효율을 향상시키는 핵심 기술 중 하나는 MIMO 기술을 적용하는 것이다. MIMO 기술이 향상되면 스펙트럼 효율도 향상된다. 따라서, 6G 시스템에서 대규모 MIMO 기술이 중요할 것이다. MIMO 기술은 다중 경로를 이용하기 때문에 데이터 신호가 하나 이상의 경로로 전송될 수 있도록 다중화 기술 및 THz 대역에 적합한 빔 생성 및 운영 기술도 중요하게 고려되어야 한다.
블록 체인
블록 체인은 미래의 통신 시스템에서 대량의 데이터를 관리하는 중요한 기술이 될 것이다. 블록 체인은 분산 원장 기술의 한 형태로서, 분산 원장은 수많은 노드 또는 컴퓨팅 장치에 분산되어 있는 데이터베이스이다. 각 노드는 동일한 원장 사본을 복제하고 저장한다. 블록 체인은 P2P(peer to peer) 네트워크로 관리된다. 중앙 집중식 기관이나 서버에서 관리하지 않고 존재할 수 있다. 블록 체인의 데이터는 함께 수집되어 블록으로 구성된다. 블록은 서로 연결되고 암호화를 사용하여 보호된다. 블록 체인은 본질적으로 향상된 상호 운용성(interoperability), 보안, 개인 정보 보호, 안정성 및 확장성을 통해 대규모 IoT를 완벽하게 보완한다. 따라서, 블록 체인 기술은 장치 간 상호 운용성, 대용량 데이터 추적성, 다른 IoT 시스템의 자율적 상호 작용 및 6G 통신 시스템의 대규모 연결 안정성과 같은 여러 기능을 제공한다.
3D 네트워킹
6G 시스템은 지상 및 공중 네트워크를 통합하여 수직 확장의 사용자 통신을 지원한다. 3D BS는 저궤도 위성 및 UAV를 통해 제공될 것이다. 고도 및 관련 자유도 측면에서 새로운 차원을 추가하면 3D 연결이 기존 2D 네트워크와 상당히 다르다.
양자 커뮤니케이션
6G 네트워크의 맥락에서 네트워크의 감독되지 않은 강화 학습이 유망하다. 지도 학습 방식은 6G에서 생성된 방대한 양의 데이터에 레이블을 지정할 수 없다. 비지도 학습에는 라벨링이 필요하지 않다. 따라서, 이 기술은 복잡한 네트워크의 표현을 자율적으로 구축하는 데 사용할 수 있다. 강화 학습과 비지도 학습을 결합하면 진정한 자율적인 방식으로 네트워크를 운영할 수 있다.
무인 항공기
UAV(unmanned aerial vehicle) 또는 드론은 6G 무선 통신에서 중요한 요소가 될 것이다. 대부분의 경우, UAV 기술을 사용하여 고속 데이터 무선 연결이 제공된다. 기지국 엔티티는 셀룰러 연결을 제공하기 위해 UAV에 설치된다. UAV는 쉬운 배치, 강력한 가시선 링크 및 이동성이 제어되는 자유도와 같은 고정 기지국 인프라에서 볼 수 없는 특정 기능을 가지고 있다. 천재 지변 등의 긴급 상황 동안, 지상 통신 인프라의 배치는 경제적으로 실현 가능하지 않으며, 때로는 휘발성 환경에서 서비스를 제공할 수 없다. UAV는 이러한 상황을 쉽게 처리할 수 있다. UAV는 무선 통신 분야의 새로운 패러다임이 될 것이다. 이 기술은 eMBB, URLLC 및 mMTC 인 무선 네트워크의 세 가지 기본 요구 사항을 용이하게 한다. UAV는 또한, 네트워크 연결성 향상, 화재 감지, 재난 응급 서비스, 보안 및 감시, 오염 모니터링, 주차 모니터링, 사고 모니터링 등과 같은 여러 가지 목적을 지원할 수 있다. 따라서, UAV 기술은 6G 통신에 가장 중요한 기술 중 하나로 인식되고 있다.
셀-프리 통신(cell-free Communication)
여러 주파수와 이기종 통신 기술의 긴밀한 통합은 6G 시스템에서 매우 중요하다. 결과적으로, 사용자는 디바이스에서 어떤 수동 구성을 만들 필요 없이 네트워크에서 다른 네트워크로 원활하게 이동할 수 있다. 사용 가능한 통신 기술에서 최상의 네트워크가 자동으로 선택된다. 이것은 무선 통신에서 셀 개념의 한계를 깨뜨릴 것이다. 현재, 하나의 셀에서 다른 셀로의 사용자 이동은 고밀도 네트워크에서 너무 많은 핸드 오버를 야기하고, 핸드 오버 실패, 핸드 오버 지연, 데이터 손실 및 핑퐁 효과를 야기한다. 6G 셀-프리 통신은 이 모든 것을 극복하고 더 나은 QoS를 제공할 것이다. 셀-프리 통신은 멀티 커넥티비티 및 멀티-티어 하이브리드 기술과 장치의 서로 다른 이기종 라디오를 통해 달성될 것이다.
무선 정보 및 에너지 전송 통합(wireless information and energy transfer, WIET)
WIET은 무선 통신 시스템과 같이 동일한 필드와 웨이브(wave)를 사용한다. 특히, 센서와 스마트폰은 통신 중 무선 전력 전송을 사용하여 충전될 것이다. WIET은 배터리 충전 무선 시스템의 수명을 연장하기 위한 유망한 기술이다. 따라서, 배터리가 없는 장치는 6G 통신에서 지원될 것이다.
센싱과 커뮤니케이션의 통합
자율 무선 네트워크는 동적으로 변화하는 환경 상태를 지속적으로 감지하고 서로 다른 노드간에 정보를 교환할 수 있는 기능이다. 6G에서, 감지는 자율 시스템을 지원하기 위해 통신과 긴밀하게 통합될 것이다.
액세스 백홀 네트워크의 통합
6G에서 액세스 네트워크의 밀도는 엄청날 것이다. 각 액세스 네트워크는 광섬유와 FSO 네트워크와 같은 백홀 연결로 연결된다. 매우 많은 수의 액세스 네트워크들에 대처하기 위해, 액세스 및 백홀 네트워크 사이에 긴밀한 통합이 있을 것이다.
홀로그램 빔포밍
빔포밍은 특정 방향으로 무선 신호를 전송하기 위해 안테나 배열을 조정하는 신호 처리 절차이다. 스마트 안테나 또는 진보된 안테나 시스템의 하위 집합이다. 빔포밍 기술은 높은 신호 대 잡음비, 간섭 방지 및 거부, 높은 네트워크 효율과 같은 몇 가지 장점이 있다. 홀로그램 빔포밍(hologram beamforming, HBF)은 소프트웨어-정의된 안테나를 사용하기 때문에 MIMO 시스템과 상당히 다른 새로운 빔포밍 방법이다. HBF는 6G에서 다중 안테나 통신 장치에서 신호의 효율적이고 유연한 전송 및 수신을 위해 매우 효과적인 접근 방식이 될 것이다.
빅 데이터 분석
빅 데이터 분석은 다양한 대규모 데이터 세트 또는 빅 데이터를 분석하기 위한 복잡한 프로세스이다. 이 프로세스는 숨겨진 데이터, 알 수 없는 상관 관계 및 고객 성향과 같은 정보를 찾아 완벽한 데이터 관리를 보장한다. 빅 데이터는 비디오, 소셜 네트워크, 이미지 및 센서와 같은 다양한 소스에서 수집된다. 이 기술은 6G 시스템에서 방대한 데이터를 처리하는 데 널리 사용된다.
LIS(large intelligent surface)
THz 대역 신호의 경우 직진성이 강하여 방해물로 인한 음영 지역이 많이 생길 수 있는데, 이러한 음영 지역 근처에 LIS 설치함으로써 통신 권역을 확대하고 통신 안정성 강화 및 추가적인 부가 서비스가 가능한 LIS 기술이 중요하게 된다. LIS는 전자기 물질(electromagnetic materials)로 만들어진 인공 표면(artificial surface)이고, 들어오는 무선파와 나가는 무선파의 전파(propagation)을 변경시킬 수 있다. LIS는 매시브 MIMO의 확장으로 보여질 수 있으나, 매시브 MIMO와 서로 다른 어레이(array) 구조 및 동작 메커니즘이 다르다. 또한, LIS는 수동 엘리먼트(passive elements)를 가진 재구성 가능한 리플렉터(reflector)로서 동작하는 점 즉, 활성(active) RF 체인(chain)을 사용하지 않고 신호를 수동적으로만 반사(reflect)하는 점에서 낮은 전력 소비를 가지는 장점이 있다. 또한, LIS의 수동적인 리플렉터 각각은 입사되는 신호의 위상 편이를 독립적으로 조절해야 하기 때문에, 무선 통신 채널에 유리할 수 있다. LIS 컨트롤러를 통해 위상 편이를 적절히 조절함으로써, 반사된 신호는 수신된 신호 전력을 부스트(boost)하기 위해 타겟 수신기에서 모여질 수 있다.
테라헤르츠(THz) 무선통신
도 17은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, THz 무선통신은 대략 0.1~10THz(1THz=1012Hz)의 진동수를 가지는 THz파를 이용하여 무선통신을 이용하는 것으로, 100GHz 이상의 매우 높은 캐리어 주파수를 사용하는 테라헤르츠(THz) 대역 무선통신을 의미할 수 있다. THz파는 RF(Radio Frequency)/밀리미터(mm)와 적외선 대역 사이에 위치하며, (i) 가시광/적외선에 비해 비금속/비분극성 물질을 잘 투과하며 RF/밀리미터파에 비해 파장이 짧아 높은 직진성을 가지며 빔 집속이 가능할 수 있다.
또한, THz파의 광자 에너지는 수 meV에 불과하기 때문에 인체에 무해한 특성이 있다. THz 무선통신에 이용될 것으로 기대되는 주파수 대역은 공기 중 분자 흡수에 의한 전파 손실이 작은 D-밴드(110GHz~170GHz) 혹은 H-밴드(220GHz~325GHz) 대역일 수 있다. THz 무선통신에 대한 표준화 논의는 3GPP 이외에도 IEEE 802.15 THz WG(working group)을 중심으로 논의되고 있으며, IEEE 802.15의 TG(task group)(예, TG3d, TG3e)에서 발행되는 표준문서는 본 명세서에서 설명되는 내용을 구체화하거나 보충할 수 있다. THz 무선통신은 무선 인식(wireless cognition), 센싱(sensing), 이미징(imaging), 무선 통신(wireless), THz 네비게이션(navigation) 등에 응용될 수 있다.
구체적으로, 도 17을 참조하면, THz 무선통신 시나리오는 매크로 네트워크(macro network), 마이크로 네트워크(micro network), 나노스케일 네트워크(nanoscale network)로 분류될 수 있다. 매크로 네트워크에서 THz 무선통신은 V2V(vehicle-to-vehicle) 연결 및 백홀/프런트홀(backhaul/fronthaul) 연결에 응용될 수 있다. 마이크로 네트워크에서 THz 무선통신은 인도어 스몰 셀(small cell), 데이터 센터에서 무선 연결과 같은 고정된 point-to-point 또는 multi-point 연결, 키오스크 다운로딩과 같은 근거리 통신(near-field communication)에 응용될 수 있다. 하기 표 5는 THz 파에서 이용될 수 있는 기술의 일례를 나타낸 표이다.
Transceivers Device Available immature: UTC-PD, RTD and SBD
Modulation and coding Low order modulation techniques (OOK, QPSK), LDPC, Reed Soloman, Hamming, Polar, Turbo
Antenna Omni and Directional, phased array with low number of antenna elements
Bandwidth 69 GHz (or 23 GHz) at 300 GHz
Channel models Partially
Data rate 100 Gbps
Outdoor deployment No
Fee space loss High
Coverage Low
Radio Measurements 300 GHz inddor
Device size Few micrometers
도 18은 본 개시에 적용 가능한 THz 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, THz 무선통신은 THz 발생 및 수신을 위한 방법을 기준으로 분류할 수 있다. THz 발생 방법은 광 소자 또는 전자소자 기반 기술로 분류할 수 있다.
이때, 전자 소자를 이용하여 THz를 발생시키는 방법은 공명 터널링 다이오드(resonant tunneling diode, RTD)와 같은 반도체 소자를 이용하는 방법, 국부 발진기와 체배기를 이용하는 방법, 화합물 반도체 HEMT(high electron mobility transistor) 기반의 집적회로를 이용한 MMIC(monolithic microwave integrated circuits) 방법, Si-CMOS 기반의 집적회로를 이용하는 방법 등이 있다. 도 18의 경우, 주파수를 높이기 위해 체배기(doubler, tripler, multiplier)가 적용되었고, 서브하모닉 믹서를 지나 안테나에 의해 방사된다. THz 대역은 높은 주파수를 형성하므로, 체배기가 필수적이다. 여기서, 체배기는 입력 대비 N배의 출력 주파수를 갖게 하는 회로이며, 원하는 하모닉 주파수에 정합시키고, 나머지 모든 주파수는 걸러낸다. 그리고, 도 18의 안테나에 배열 안테나 등이 적용되어 빔포밍이 구현될 수도 있다. 도 18에서, IF는 중간 주파수(intermediate frequency)를 나타내며, 트리플러(tripler), 멀리플러(multipler)는 체배기를 나타내며, PA는 전력 증폭기(power amplifier)를 나타내며, LNA는 저잡음 증폭기(low noise amplifier), PLL은 위상동기회로(phase-locked loop)를 나타낸다.
도 19는 본 개시에 적용 가능한 THz 신호 생성 방법을 도시한 도면이다. 또한, 도 20은 본 개시에 적용 가능한 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 광 소자 기반 THz 무선통신 기술은 광소자를 이용하여 THz 신호를 발생 및 변조하는 방법을 말한다. 광 소자 기반 THz 신호 생성 기술은 레이저와 광변조기 등을 이용하여 초고속 광신호를 생성하고, 이를 초고속 광검출기를 이용하여 THz 신호로 변환하는 기술이다. 이 기술은 전자 소자만을 이용하는 기술에 비해 주파수를 증가시키기가 용이하고, 높은 전력의 신호 생성이 가능하며, 넓은 주파수 대역에서 평탄한 응답 특성을 얻을 수 있다. 광소자 기반 THz 신호 생성을 위해서는 도 19에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드, 광대역 광변조기, 초고속 광검출기가 필요하다. 도 19의 경우, 파장이 다른 두 레이저의 빛 신호를 합파하여 레이저 간의 파장 차이에 해당하는 THz 신호를 생성하는 것이다. 도 19에서, 광 커플러(optical coupler)는 회로 또는 시스템 간의 전기적 절연과의 결합을 제공하기 위해 광파를 사용하여 전기신호를 전송하도록 하는 반도체 디바이스를 의미하며, UTC-PD(uni-travelling carrier photo-detector)은 광 검출기의 하나로서, 능동 캐리어(active carrier)로 전자를 사용하며 밴드갭 그레이딩(bandgap grading)으로 전자의 이동 시간을 감소시킨 소자이다. UTC-PD는 150GHz 이상에서 광검출이 가능하다. 도 20에서, EDFA(erbium-doped fiber amplifier)는 어븀이 첨가된 광섬유 증폭기를 나타내며, PD(photo detector)는 광신호를 전기신호로 변환할 수 있는 반도체 디바이스를 나타내며, OSA는 각종 광통신 기능(예, 광전 변환, 전광 변환 등)을 하나의 부품으로 모듈화시킨 광모듈(optical sub assembly)를 나타내며, DSO는 디지털 스토리지 오실로스코프(digital storage oscilloscope)를 나타낸다.
도 21은 본 개시에 적용 가능한 송신기 구조를 도시한 도면이다. 또한, 도 22는 본 개시에 적용 가능한 변조기 구조를 도시한 도면이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 일반적으로 레이저(laser)의 광학 소스(optical source)를 광파 가이드(optical wave guide)를 통과시켜 신호의 위상(phase)등을 변화시킬 수 있다. 이때, 마이크로파 컨택트(microwave contact) 등을 통해 전기적 특성을 변화시킴으로써 데이터를 싣게 된다. 따라서, 광학 변조기 출력(optical modulator output)은 변조된(modulated) 형태의 파형으로 형성된다. 광전 변조기(O/E converter)는 비선형 크리스탈(nonlinear crystal)에 의한 광학 정류(optical rectification) 동작, 광전도 안테나(photoconductive antenna)에 의한 광전 변환(O/E conversion), 광속의 전자 다발(bunch of relativistic electrons)로부터의 방출(emission) 등에 따라 THz 펄스를 생성할 수 있다. 상기와 같은 방식으로 발생한 테라헤르츠 펄스(THz pulse)는 펨토 세컨드(femto second)부터 피코 세컨드(pico second)의 단위의 길이를 가질 수 있다. 광전 변환기(O/E converter)는 소자의 비선형성(non-linearity)을 이용하여, 하향 변환(Down conversion)을 수행한다.
테라헤르츠 스펙트럼의 용도(THz spectrum usage)를 고려할 때, 테라헤르츠 시스템을 위해서 고정된(fixed) 또는 모바일 서비스(mobile service) 용도로써 여러 개의 연속적인 기가헤르츠(contiguous GHz)의 대역들(bands)을 사용할 가능성이 높다. 아웃도어(outdoor) 시나리오 기준에 의하면, 1THz까지의 스펙트럼에서 산소 감쇠(Oxygen attenuation) 10^2 dB/km를 기준으로 가용 대역폭(Bandwidth)이 분류될 수 있다. 이에 따라 상기 가용 대역폭이 여러 개의 밴드 청크(band chunk)들로 구성되는 프레임워크(framework)가 고려될 수 있다. 상기 프레임워크의 일 예시로 하나의 캐리어(carrier)에 대해 테라헤르츠 펄스(THz pulse)의 길이를 50ps로 설정한다면, 대역폭(BW)은 약 20GHz가 된다.
적외선 대역(infrared band)에서 테라헤르츠 대역(THz band)으로의 효과적인 하향 변환(Down conversion)은 광전 컨버터(O/E converter)의 비선형성(nonlinearity)을 어떻게 활용하는가에 달려 있다. 즉, 원하는 테라헤르츠 대역(THz band)으로 하향 변환(down conversion)하기 위해서는 해당 테라헤르츠 대역(THz band)에 옮기기에 가장 이상적인 비선형성(non-linearity)을 갖는 광전 변환기(O/E converter)의 설계가 요구된다. 만일 타겟으로 하는 주파수 대역에 맞지 않는 광전 변환기(O/E converter)를 사용하는 경우, 해당 펄스(pulse)의 크기(amplitude), 위상(phase)에 대하여 오류(error)가 발생할 가능성이 높다.
단일 캐리어(single carrier) 시스템에서 광전 변환기 1개를 이용하여 테라헤르츠 송수신 시스템이 구현될 수 있다. 채널 환경에 따라 달라지지만 멀리 캐리어(Multi carrier) 시스템에서 캐리어 수만큼 광전 변환기가 요구될 수 있다. 특히 전술한 스펙트럼 용도와 관련된 계획에 따라 여러 개의 광대역들을 이용하는 멀티 캐리어 시스템인 경우, 그 현상이 두드러지게 될 것이다. 이와 관련하여 상기 멀티 캐리어 시스템을 위한 프레임 구조가 고려될 수 있다. 광전 변환기를 기반으로 하향 주파수 변환된 신호는 특정 자원 영역(예: 특정 프레임)에서 전송될 수 있다. 상기 특정 자원 영역의 주파수 영역은 복수의 청크(chunk)들을 포함할 수 있다. 각 청크(chunk)는 적어도 하나의 컴포넌트 캐리어(CC)로 구성될 수 있다.
테라헤르츠 대역에서 초광대역 주파수 밴드를 활용한 초고속 통신 서비스를 실현하기 위해서는 DAC(Digital to Analog Converter) 및 ADC(Analog to Digital Converter)에 대한 초고속 표본화율 (Sampling rate)가 요구될 수 있다. 또한, 테라헤르츠 대역은 그 특성상 경로 손실(pathloss)이 극심하기 때문에, 이를 극복하기 위하여 초거대 안테나(ultra-massive MIMO) 기술을 활용하는 것이 일반적인데, 많은 수의 안테나를 이용한 높은 빔 이득을 통해 경로 손실을 극복하기 위한 것이다. 하지만, 높은 빔 이득을 획득하기 위하여는 매우 많은 수의 DAC/ADC가 요구될 수 있으며, 이는 매우 높은 전력 소모를 야기할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 시스템에 사용될 DAC/ADC의 해상도를 낮추게 되면, 거친 양자화(quantized)로 인하여 성상도에서의 가용한 변조 알파벳의 경우의 수가 다소 한정될 수 있다. 이에 따라 기존 변복조 방식을 기반으로 한 송수신 기법으로는 최대 가능한 데이터 전송률이 제한될 수 있다. 또한, 낮은 해상도로 인해 디지털 프리코딩을 위한 해상도 확보가 어려워질 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 개시에서는 DAC/ADC를 이용하여 고차 변조를 지원하는 기술에 대하여 제안하고자 한다. 본 개시를 상세히 설명하기에 앞서, 본 개시에서 송신단 및 수신단은 단말 및 기지국을 포함한 무선 통신 시스템의 장치일 수 있으며, 특정 장치나 엔티티에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송신기는 송신단에, 수신기는 수신단에 포함될 수 있으며, 송신단이 데이터 송신뿐 아니라 수신도 가능한 경우에는 수신기를 포함할 수 있으며, 마찬가지로 수신단 또한 송신기를 포함할 수 있다.
한편, 본 개시는 저해상도 DAC/ADC를 기반으로 한 단일 캐리어 시스템(single carrier system)을 기반으로 할 수 있다. 하기에서 본 개시의 구체적인 실시예를 설명할 때에는 단일 캐리어 시스템을 기반으로 설명한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 단말과 기지국이 신호를 송수신 시 심볼 구간 내의 채널은, 변하지 않는 블록 페이딩(block fading channel)을 경험할 수 있다고 가정한다. 또한, 본 개시의 실시예를 설명함에 있어서, 위상 변조 방식(Phase Shift Keying, PSK)을 기반으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 명료함을 위한 것이고 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서 본 개시의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 개시의 구체적인 실시 예
도 23은 본 개시에 적용 가능한 심볼의 구성을 도시한 도면이다. 이 때, 심볼은 도 14의 심볼에 해당할 수 있으며, 심볼 구간(2300)은 채널 상관 시간(channel coherence time)보다 충분히 작을 수 있다.
일 실시예로서 심볼 구조는 크게 파일럿 심볼 구간(pilot symbol period)(2301)와 데이터 심볼 구간(data symbol period)(2302)을 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 파일럿 심볼 구간(2301)은 채널 추정(channel estimation) 및 동기화(synchronization) 등의 목적으로 주로 사용될 수 있으며, 파일럿 신호를 기반으로 생성될 수 있다. 데이터 심볼 구간(2302)은 실질적인 정보 전송을 위하여 사용될 수 있으며, 유효 전송 심볼이 송신되는 구간일 수 있으며, 데이터 신호를 기반으로 생성될 수 있다. 즉, 데이터 신호와 파일럿 신호는 변조시 각각 데이터 심볼 및 파일럿 심볼으로 생성될 수 있다.
일 실시예로서, 하기에서 도면을 참조하여 설명할 데이터 심볼은 유효 전송 비트가 변조된 유효 변조 심볼을 포함할 수 있고, 데이터 심볼은 성상도 축의 위상 회전 값을 나타내는 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 송신될 수 있다. 유효 전송 심볼은
Figure PCTKR2020010151-appb-I000009
변조 심볼로서 표현될 수 있다. 이 때 파일럿 심볼 구간(2301)은 시간 도메인에서 위상 정의 안테나 별로 분할, 즉 구분될 수 있으며, 파일럿 심볼의 복조는 시간 도메인에서 위상 정의 안테나별로 이루어질 수 있다. 이에 대하여는 하기에서 다른 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명할 것이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 송신단을 도 24 내지 도 28로서 설명함에 앞서, 도 24 내지 도 28의 송신단 블록도는 송신단에서 이루어질 수 있는 데이터 처리 과정 및 기능 등을 기반으로 작성된 것인 바, 각각의 기능은 모듈, 유닛, 프로세서, 하드웨어, 소프트웨어 등으로 구현될 수 있으며, 하나 혹은 둘 이상의 결합으로 구현되는 것도 가능하며, 특정 구현 방식에 한정되는 것은 아니다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른 송신단의 블록도를 도시한 도면이다. 보다 상세하게는, 적어도 한 개 이상의 위상 정의 안테나를 갖는 송신단을 도시한 도면이다.
일 실시예로서, 송신단은 송신기를 포함한 장치일 수 있으며, 단말이나 기지국일 수 있다. 송신단은 하기에서 도 33 및 34를 참조하여 설명할 송신단의 동작 방법을 수행할 수 있으며, 파일럿 신호 및/혹은 데이터 신호를 변조하여 파일럿 심볼 및/혹은 데이터 심볼로서 송신할 수 있다. 여기서, 파일럿 심볼 및 데이터 심볼은 도 23을 참조하여 설명한 심볼일 수 있다.
송신단을 설명함에 앞서, 전체 변조 레벨(M)은 M진 변조 방식(M-PSK)을 의미할 수 있으며, 유효 전송 비트와 성상도 위상 회전 인덱스 지시자가 포함된 전체 전송 데이터의 총 길이에 대한 함수로 나타날 수 있다. 즉,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000010
와 같이 표현될 수 있다.
일 실시예로서, 송신단이 수신단에 송신할 정보 비트(information bits), 즉 데이터 신호는 채널 코딩(channel coding), 인터리빙(interleaving), 스크램블링(scrambling) 등을 거친 후 유효 변조 레벨에 따라 정해진 유효 전송 비트 수에 대하여 변조가 수행될 수 있다.
일 실시예로서, 송신단은 정보 비트, 즉 비트스트림(2403)을 생성할 수 있다. 이 경우, 비트스트림은 유효 전송 비트(2401)와 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(2402)를 포함할 수 있다.
전체 전송 비트의 길이가 총 k 비트이면, 전송 비트와 유효 전송 비트(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000011
)와 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000012
)의 관계는,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000013
와 같이 표현될 수 있다. 즉, 비트스트림(k)(2403)는 크게 실제 유효 변조 심볼을 구성하는 유효 전송 비트, 즉 유효 전송 비트(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000014
)와 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000015
)의 합으로 표현될 수 있다.
일 실시예로서, 유효 전송 비트는 전체 전송 비트(k비트)의 MSB(Most Significant Bits)인 1비트 이상에 해당할 수 있고, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자의 비트는 k 비트의 LSB(Least Significant Bits)인 1비트 이상에 해당할 수 있다. 여기서, 유효 전송 비트는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000016
비트일 수 있고, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자의 비트는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000017
비트일 수 있다.
이 경우, 유효 변조 심볼의 변조 레벨인 유효 변조 레벨(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000018
)은
Figure PCTKR2020010151-appb-I000019
로서 표현될 수 있고,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000020
일 수 있다. 또한, 필요한 안테나의 수는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000021
로 표현될 수 있다.
여기서, 유효 전송 비트의 단위로 전체 전송 비트는 변조(2404)되고, 변조된 데이터를 전송 가능한 형태의 무선 신호로 변환하기 위한 RF(Radio Frequency)부(2406)를 통해 필요한 데이터 처리 과정을 거칠 수 있다.
상기에서 RF(2406)부를 통해 처리된 무선 신호를 수신단으로 전송하기 위하여, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(2402)에 대응하는 비트들에 따른 성상도 축의 위상 회전 정도가 고려되어야 할 수 있다. 일 실시예로서, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(2402)는 송신단에 포함될 수 있는 둘 이상의 안테나 중 하나를 선택하는 기준이 될 수 있다. 일 실시예로서, 송신단에 둘 이상의 안테나가 포함되어 있는 경우, 둘 이상의 안테나는 각각 서로 다른 성상도 축을 가질 수 있다. 즉, 성상도 축의 위상 회전 정도는 안테나 별로 서로 다를 수 있으며, 위상 인덱스로서 구별될 수 있다.
각 안테나의 성상도 축의 위상 회전 정도가 결정되고 나면, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(2402)에 따라 성상도 축 회전 값에 대응하는 위상 인덱스(2405)가 적용된 위상 정의 안테나가 선택될 수 있다. 안테나를 선택함에 있어서는 스위칭 모듈(2407)을 통해 송신단에 포함될 수 있는 둘 이상의 위상 정의 안테나(2408, 2409, 2410) 중 하나로 결정될 수 있다.
즉,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000022
비트로 구성되는 성상도 위상 회전 지시자(Constellation Phase Indicator)는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000023
변조 심볼이 전송될 때 이용되는 성상도 위상 회전 값을 나타낼 수 있다. 혹은, 위상 정의 안테나 기반 전송에 이용되는 전송 안테나를 지시할 수 있다.
따라서,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000024
진 변조 방식에 따라 변조된 데이터 심볼은
Figure PCTKR2020010151-appb-I000025
개의 서로 다르게 성상도 축이 회전된 안테나 중 하나의 안테나(위상 정의 안테나)에 의해 전송될 수 있다.
한편, 총 위상 정의 안테나(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000026
)의 수는, 예를 들어, 전체 변조 레벨(M)과 실제 전송 심볼(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000027
변조 심볼)의 유효 변조 레벨(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000028
)을 이용하면,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000029
와 같이 나타낼 수 있다.
일 실시예로서, 하기에서 송신단 및 수신단의 기능 및 동작을 설명함에 있어서 설명의 명료함을 위하여
Figure PCTKR2020010151-appb-I000030
= 4 라고 가정하고 설명하나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예로서, 송신단의 위상 정의 안테나 수(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000031
)는 송신단에서 지원 가능한 최대 변조 레벨에 대하여 결정될 수 있다. 이에 대하여, 각 전송 심볼의 변조 레벨에 대하여 요구되는 위상 정의 안테나 수는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000032
으로 나타날 수 있다. 예를 들어, 유효 변조 레벨이 4인 경우 (즉, QPSK 변조 방식 기반),
Figure PCTKR2020010151-appb-I000033
와 같이 표현될 수 있다.
유효 변조 레벨이 4이면, 각 안테나에 대하여,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000034
의 변조 신호가 전송될 수 있다. 여기서
Figure PCTKR2020010151-appb-I000035
는 각 안테나에 대하여 미리 정의된 성상도 축 (constellation axis)의 회전 값일 수 있다. 즉, 위상 회전 인덱스에 해당할 수 있다. 여기서 안테나는 성상도 위상 세트에 대한 각 분기로 표현될 수 있다.
일 실시예로서, 송신단은 PSK (phase shift keying) 계열 변조 (예를 들어, PSK, APSK, circular QAM 등)를 기반으로 최대 변조 차수에 대한 위상 값을 기준으로
Figure PCTKR2020010151-appb-I000036
내에서 성상도 축 (axis)을 회전시킨 위상 정의 안테나 서브 셋 (antenna port subset)을 보유할 수 있다. 즉, 송신단은 전체 변조 차수(M)에 대하여, 적어도
Figure PCTKR2020010151-appb-I000037
의 특정 위상 회전이 적용된 안테나 포트를 이용하여 공간적으로 분할 변조되는 신호를 전송할 수 있다. 즉, 송신단은 변조된 신호에 대하여 각 성상도 점 (constellation point)에 대하여 미리 정의된, 회전된 성상도 위상 축을 갖는 송신 안테나를 선택하여 신호를 송신할 수 있다. M-PSK 변조 신호에 대한 성상도 점 (constellation point)과 안테나와의 관계는 다음과 같을 수 있다.
- QPSK는 1개의 안테나를 통해 전송
- 8-PSK는 2개의 안테나 중 하나를 통해 전송
- 16-PSK는 4개의 안테나 중 하나를 통해 전송
일 실시예로서, 적어도
Figure PCTKR2020010151-appb-I000038
개의 안테나를 기반으로 할 수 있는 송신단은 안테나 스위칭 모듈을 포함할 수 있으며, 물리 채널을 통해 전송되는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000039
변조 심볼과 위상 회전 지시자(constellation phase indicator)를 입력 받아 성상도축이 회전된 안테나를 선택하여 전송할 수 있으며, 아날로그 빔 선택 전송 방법에 의할 수 있다.
한편, 전체 송신단에서 지원하는 전체 변조 레벨(M)을 구현하고, 하위 변조 레벨(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000040
변조 레벨)에 따른 유효 변조 심볼을 전송하기 위하여,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000041
개의 안테나 각각을 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000042
)를 적용하여 구분하기 위한 매핑이 적용될 수 있다.
일례로,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000043
=4 이고, M=8이면, 총 2개의 위상 정의 안테나가 존재할 수 있다. 이 경우, 위상 회전 인덱스 1에 해당하는 안테나 1은 송신단에서 지원하는 최대 변조 레벨이 M=16인 경우 위상 회전 인덱스 0에 해당하는 안테나로 변환될 수 있다.
일 실시예로서, 유효 전송 비트 및 성상도 위상 회전 인덱스 지시자에 따른 비트는, 그레이 코딩(gray encoding) 전 k비트를 대상으로 구분될 수 있다. 이후,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000044
비트를 이용하여 그레이 코딩 후 변조 과정을 거치게 될 수 있다. 이에 대하여는 하기 도 29 내지 도 32에서 더욱 상세하게 설명할 것이다.
도 25는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 송신단의 블록도를 도시한 도면이다. 보다 상세하게는, 단일의 안테나를 포함하고, 적어도 하나 이상의 신호 경로를 기반으로 하는 스위칭 모듈을 포함하는 송신단을 도시한 도면이다.
일 실시예로서, 도 25의 송신단은 도 24의 송신단과 동일한 전체 전송 비트, 유효 전송 비트, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 할 수 있으며, 도 25의 실시예와 배치되지 않는 한 동일한 설명이 적용될 수 있다. 또한,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000045
비트의 유효 전송 비트(2401),
Figure PCTKR2020010151-appb-I000046
비트로 표현될 수 있는 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(2405), 비트스트림(2403), 변조(2404), 위상 인덱스(2405), RF부(2406)는 도 24의 실시예와 동일한 설명이 적용될 수 있다.
일 실시예로서, 송신단은
Figure PCTKR2020010151-appb-I000047
개의 위상 정의 안테나 대신,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000048
개의 성상도 위상 세트에 대한 신호 경로와 스위칭 모듈(2501)을 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2020010151-appb-I000049
개의 신호 경로는 서로 다른 성상도 축의 위상 회전 정도를 갖는 신호 경로이며, 스위칭 모듈(2501)을 통해 이 중 하나의 신호 경로가 선택될 수 있다. 선택된 하나의 신호 경로는 단일의 안테나(2502)와 연결되어, 신호가 수신단으로 송신될 수 있다.
한편, 도 25에 도시된 바와는 다르나, 일 실시예로서, 성상도 위상 회전 값을 결정하기 위하여, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 입력 받을 수 있다. 기 정의된 다수의 성상도 위상 회전 세트를 기반으로 위상 제어기에서 단일 안테나에 직접 위상 회전을 적용하여 송신하는 방법도 가능하다. 이 경우, 도 25에 도시된 바와 달리 다수의 피더 라인(feeder line), 즉 신호 경로를 요구하지 않을 수 있다. 상기 위상 제어기는 위상 천이기 등 위상을 변경할 수 있는 장치를 포함할 수 있으며, 특정 장치에 제한되는 것은 아니다.
도 26은 본 개시의 다른 일 실시예로서 송신단의 블록도를 도시한 도면이다.
일 실시예로서, 도 26의 송신단은 도 24, 25의 송신단과 동일한 전체 전송 비트, 유효 전송 비트, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 할 수 있으며, 도 26의 실시예와 배치되지 않는 한 동일한 설명이 적용될 수 있다. 또한,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000050
비트인 유효 전송 비트(2401),
Figure PCTKR2020010151-appb-I000051
비트로 표현될 수 있는 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(2405), 전체 전송 비트스트림(2403), 변조(2404), 위상 인덱스(2405), RF부(2406)는 도 24, 25의 실시예와 동일한 설명이 적용될 수 있다.
일 실시예로서, 변조(2404) 과정을 거친
Figure PCTKR2020010151-appb-I000052
심볼에 대한 아날로그 신호는, 동 위상(in-phase) 신호와 직교 위상 (quadrature) 신호 각각에 대하여, 위상 회전 지시자에 의해 지시된 위상 회전이 적용될 수 있다. 디지털 베이스밴드 신호에 대하여 DAC(2601, 2602)를 통과한 각 동 위상(I), 직교 위상(Q) 신호 성분은 믹서(mixer)(2603)를 통과한 후, 위상 컨트롤러(Phase Controller)(2065)를 포함할 수 있는 위상 천이기(2064)를 통해 위상 회전이 적용될 수 있다. 위상 회전은 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 입력 받아 아날로그 위상 천이기 등에 의해 적용될 수 있다. 이후, 디지털 변조 신호는 DAC 통과 이후 직접 주파수 상향 변환될 수 있고, 위상 지시자에 위해 결정된 위상 회전이 적용된 후 가산기에 의해 더해질 수 있으며, RF부(2406)에 의해 필요한 신호 처리 후 송신될 수 있다.
도 27 내지 도 28은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 송신단의 블록도를 도시한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 27은 디지털 프리코딩 방식 회전 위상 정의 안테나 기반 고차 공간 변조 기법을 이용한 송신단의 예를 도시한 도면이고, 도 28은 회전 위상 RF 경로 선택 기반 고차 공간 변조 기법을 이용한 송신단의 예를 도시한 도면이다.
일 실시예로서, 도 27 내지 28의 송신단은 도 24, 25 및 26의 송신단과 동일한 전체 전송 비트, 유효 전송 비트(유효 전송 데이터), 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 할 수 있으며, 도 27 내지 28의 실시예와 배치되지 않는 한 동일한 설명이 적용될 수 있다. 또한,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000053
비트인 유효 전송 비트(2401),
Figure PCTKR2020010151-appb-I000054
비트로 표현될 수 있는 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(2405), 전체 전송 비트스트림(2403), 변조(2404), 위상 인덱스(2405), RF부(2406)는 도 24, 25 및 26의 실시예와 동일한 설명이 적용될 수 있다.
이에 대한 또 다른 실시 예로, 송신단은
Figure PCTKR2020010151-appb-I000055
비트로 구성되는 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(위상 회전 지시자, constellation phase indicator)를 이용하여 안테나 선택을 위한 프리코더(precoder)(2701)를 통해 안테나 선택 프리코딩 벡터/매트릭스(precoding vector/matrix)를 구성 및 적용할 수 있다. 구성되는 프리코딩 벡터/매트릭스는 위상 정의 안테나 구성에 따라 1-D 혹은 2-D로 구성될 수 있다. 프리코딩 벡터/매트릭스를 기반으로, RF 신호 처리(2702)를 거쳐, 다수의 위상 정의 안테나(2703, 2704, 2705)의 안테나 중 하나를 선택할 수 있다.
이에 대한 다른 실시예로는, 송신단은
Figure PCTKR2020010151-appb-I000056
비트로 구성되는 성상도 위상 회전 지시자(constellation phase indicator)를 이용하여 안테나 선택을 수행할 수 있다. 안태나 선택 시 프리코더(precoder)(2701)를 통해 안테나 선택 프리코딩 벡터/매트릭스(precoding vector/matrix)를 구성 및 적용할 수 있다. 이후 신호는 위상 회전 지시자를 기반으로 스위칭 모듈(2801)을 통해 하나의 신호 경로를 선택함으로써 단일 안테나(2802)를 이용해 송신될 수 있다.
도 29는 본 개시에 적용 가능한 8-PSK의 성상도를 도시한 도면이며,
도 30는 본 개시의 일 실시예에 따른 8-PSK 변조 구현 방식을 도시한 도면이다.
일 실시예로서, 8-PSK 변조 방식의 신호는 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111로 구분될 수 있다. 성상도의 각 점은 좌우에 인접한 두 개의 점과 각각 π/4 만큼의 위상 값 차이를 가질 수 있다.
일 실시예로서, 8-PSK를 유효 변조 레벨이 4인, QPSK 방식으로 표현하기 위하여는, 두 개의 안테나가 필요할 수 있다. 즉, {±1±j}만으로 표현하기 위하여는, 원점에 대한 {±1±j} 성상도와, π/4 회전된 좌표축에 대한 {±1±j} 성상도를 갖는 성상도 좌표가 요구될 수 있으며, 이에 상응하는 안테나가 필요할 수 있으므로, 필요한 안테나 수(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000057
)는 2일 수 있다. 또한, 8-PSK 신호 전송을 위하여, 1-bit DAC가 이용될 수 있다.
하기 표 6은, 본 개시에 적용 가능한 일 실시예로서 8-PSK에 대한 비트 매핑(bit mapping)과 위상(phase) 관계에 대한 것이다.
[표 6]
Figure PCTKR2020010151-appb-I000058
일 실시예로서, 상기 표 6에서
Figure PCTKR2020010151-appb-I000059
로 나타난 비트스트림은, k=3이며, 이 3비트의 그레이 코딩(gray encoding) 이전의 비트스트림 값을 기반으로 성상도 위상 회전 인덱스 지시자와 유효 전송 비트가 구분될 수 있다. 일 실시예로서, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자 정보는 전체 k 비트의 LSB (least significant bits)인
Figure PCTKR2020010151-appb-I000060
비트로서 나타날 수 있으며, 유효 전송 비트는 전체 k 비트의 MSB (Most Significant bits)인
Figure PCTKR2020010151-appb-I000061
비트로서 나타날 수 있다. 일 실시예로서, 전체 전송 비트스트림이 3비트이고, 유효 변조 레벨이 4인 경우, 즉 QPSK 방식을 기반으로 하면, 유효 전송 비트는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000062
= 2 비트이므로, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자 정보는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000063
= 1비트일 수 있다. 또한, 위상 정의 안테나의 수는 2개일 수 있다. 일 실시예로서, 유효 전송 비트는 상기 표의
Figure PCTKR2020010151-appb-I000064
에 해당할 수 있으며, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자 정보는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000065
에 해당할 수 있다.
예를 들어,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000066
이 0인 경우와 1인 경우로 두 개의 안테나는 구분될 수 있으며, 이중 하나의 안테나를 통해 신호가 전송될 수 있다. 각각의 안테나는 서로 다르게 회전된 성상도 축을 기반으로 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라 각각의 안테나는 QPSK 변조 심볼을 전송할 수 있더라도, 전체적으로는 8-PSK 방식을 구현할 수 있다. 다른 예로서, 유효 변조 레벨이 2이면, 즉
Figure PCTKR2020010151-appb-I000067
= 1 이면, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자 정보는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000068
= 2비트일 수 있으며, 위상 정의 안테나는 총 네 개가 필요할 수 있다.
도 30은 변조 방식이 QPSK이고, 전체 변조 레벨이 8이어서 두 개의 안테나가 필요한 경우에 대한 일 실시예로서, 두 개의 안테나는 도 32의 (a), (b)로 구별될 수 있다. 두 개의 안테나는 서로 다른 성상도 축의 위상 회전 정도를 가질 수 있으며, 각각 매핑되는 8-PSK 신호 전송을 위한 성상도를 기반으로 할 수 있다.
도 31은 본 개시에 적용 가능한 16-PSK 변조를 위한 안테나 별 전송 성상도를 도시한 도면이며, 도 32는 본 개시의 일 실시예에 따른 16-PSK 변조 구현 방식을 도시한 것이다.
일 실시예로서, 16-PSK 변조 방식의 신호는 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111로 구분될 수 있다. 성상도의 각 점은 좌우에 인접한 두 개의 점과 각각 π/8 만큼의 위상 값 차이를 가질 수 있다. 일 실시예로서, 16개의 신호를 {±1±j}로 표현하기 위하여는, 즉 유효 변조 방식이 QPSK이면, 필요한 안테나 수 (
Figure PCTKR2020010151-appb-I000069
)는 4일 수 있다. 다른 예로서, 유효 변조 레벨이 2이면, 즉 BPSK 변조 방식을 기반으로 하면,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000070
= 3 비트일 수 있고,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000071
= 1 비트일 수 있으므로, 8개의 안테나가 필요할 수 있다.
일 실시예로서, 원점에 대한 {±1±j} 성상도와 π/8 회전된 좌표축에 대한 {±1±j} 성상도를 갖는 4개의 성상도 좌표 및 각각의 성상도 좌표에 상응하는 4개의 안테나를 통하여 신호를 송신할 수 있다. 한편, 이 경우, 1-bit DAC를 이용한 16-PSK 신호 전송이 가능할 수 있다.
하기 표 7은, 본 개시에 적용 가능한 일 실시예로서 16-PSK에 대한 비트 매핑(bit mapping)과 위상 관계에 대한 것이다.
[표 7]
Figure PCTKR2020010151-appb-I000072
일 실시예로서, 상기 표 7에서
Figure PCTKR2020010151-appb-I000073
로 나타난 비트스트림은, k=4 이며, 이 4비트의 그레이 코딩(gray encoding) 이전의 비트스트림 값을 기반으로 성상도 위상 회전 인덱스 지시자와 유효 전송 비트가 구분될 수 있다. 일 실시예로서, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자는 전체 k비트의 LSB (Least Significant Bits)인
Figure PCTKR2020010151-appb-I000074
비트로서 나타날 수 있으며, 유효 전송 비트는 전체 k비트의 MSB(Most Significant Bits)인
Figure PCTKR2020010151-appb-I000075
비트로서 나타날 수 있다. 일 실시예로서, 비트스트림이 4비트이고, 유효 변조 방식이 QPSK이라고 가정하면, 유효 전송 비트는 2비트(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000076
=2)일 수 있으며, 상기 표 7에서
Figure PCTKR2020010151-appb-I000077
에 해당할 수 있다. 또한, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자 또한 2비트로서,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000078
= 2임을 의미할 수 있다. 또한, 상기 표 7에서
Figure PCTKR2020010151-appb-I000079
에 해당할 수 있다. 예를 들어,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000080
, 즉, LSB(Least Significant Bits) 2비트가 각각 00, 01, 10 그리고 11이 될 수 있으므로, 안테나는 총 4개가 존재할 수 있으며, 4개의 안테나는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000081
을 기반으로 구분될 수 있으며, 그레이 코딩 전 4비트의 LSB 2비트를 기반으로 어떤 안테나를 통해 신호를 송신할 지가 결정될 수 있다. 즉, 서로 다른 안테나를 통해 신호가 전송될 수 있다. 각각의 안테나는 서로 다르게 회전된 성상도 축을 기반으로 하므로, 신호를 다르게 전송할 수 있다. 즉, 각각의 안테나는 성상도가 π/8씩 서로 차이 나도록 회전된 성상도를 기반으로 신호를 전송할 수 있다.
도 32는 네 개의 안테나가 기반으로 할 수 있는 성상도를 나타낸 도면이다. 네 개의 안테나는 각각 (a), (b), (c) 및 (d)의 성상도를 가질 수 있으며, 이를 기반으로 신호를 송신할 수 있으므로, 전체적으로는 16PSK 방식으로 신호를 송신할 수 있게 된다.
도 33 내지 도 35 및 도 37을 참조하여 본 개시의 실시예들인 송신단 및 수신단의 동작 방법을 설명함에 앞서, 송신단은 송신기를 포함한 장치이고, 수신단은 수신기를 포함한 장치일 수 있으며, 단말 및 기지국을 포함한 장치가 될 수 있다. 하기에서 송신단 및 수신단으로 나누어 동작 방법을 설명하는 것은 단지 설명의 명료함을 위한 것이고, 송신단 및 수신단이 각각 별도의 장치, 모듈, 하드웨어, 소프트웨어로만 구현될 수 있다는 의미는 아니다.
또한, 상기에서 설명한 모든 송신단 및 수신단에 대한 설명은 하기 도 33 내지 도 35 및 도 37과 모순되지 않는 한, 도 33 내지 도 35 및 도37의 송신단, 수신단에 적용될 수 있다.
도 33은 본 개시의 일 실시예에 따른 송신단의 동작 방법을 도시한 도면이다. 일 실시예로서, 도 33에 나타난 송신단의 동작 방법은 단말의 동작 방법이거나 기지국의 동작 방법일 수 있으며, 어떤 한 장치의 동작 방법으로 제한되는 것은 아니다. 다만, 설명의 명료함을 위하여, 하기에서는 수신단이 단말이고, 송신단이 기지국이라고 가정한다.
먼저, 송신단은 변조 방식을 결정(S3301)할 수 있다. 변조 방식에는 전체 변조 레벨(M)에 대한 정보, 유효 변조 레벨(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000082
)에 대한 정보, 위상 정의 안테나의 수(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000083
)에 대한 정보 등이 포함될 수 있으나, 필요에 따라 다른 정보가 더 포함될 수 있고, 일부 정보는 제외될 수 있다.
이후, 송신단은 송신기를 이용하여 결정된 변조 방식을 수신단에 지시(송신)(S3302)할 수 있다. 송신단이 수신단에 지시하는 변조 방식에는 상기에서 결정된 전체 변조 레벨에 대한 정보, 유효 변조 레벨에 대한 정보, 위상 정의 안테나의 수에 대한 정보 등이 포함될 수 있으나, 필요에 따라 다른 정보가 더 포함될 수 있고, 일부 정보가 제외될 수도 있다. 변조 방식에 대한 정보를 수신한 뒤 수신단은 데이터를 송신할 경우 변조 방식을 기반으로 데이터를 변조할 수 있다.
일 실시예로서, 송신단이 수신단에 전체 변조 레벨에 대한 정보를 송신하지 않은 경우, 수신단은 유효 변조 레벨을 4로 가정하고, 송신단에 의해 제공되는 위상 정의 안테나의 수를 이용하여 전체 변조 레벨을 추정할 수 있다. 한편, 송신단으로부터 위상 정의 안테나의 수도 지시 받지 못했다면, 송신단이 포함할 수 있는 송신기의 안테나 수를 위상 정의 안테나 수로 정의할 수 있다. 이에 대하여는, 하기에서 도 35를 참조하여 더욱 상세하게 설명할 것이다.
도 34는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 송신단의 동작 방법을 도시한 도면이다. 일 실시예로서, 도 34에 나타난 송신단의 동작 방법은 단말의 동작 방법이거나 기지국의 동작 방법일 수 있으며, 어떤 한 장치의 동작 방법으로 제한되는 것은 아니다.
일 실시예로서, 도 34에 직접 개시되지는 않았으나, 송신단은 데이터 신호 및/혹은 파일럿 신호를 심볼로 변조(S3401)하기 이전에 이미 유효 변조 방식에 대하여 인지하고 있을 수 있다. 예를 들어, 송신단이 유효 변조 방식에 대한 데이터를 기 수신했을 수 있다. 즉, 도 33의 송신단의 상대방에 해당하는 수신단이 도 34의 송신단으로서 동작할 수도 있다. 다른 예로는, 도 33의 송신단이 그대로 도 34의 송신단에 해당할 수도 있다. 즉, 자신이 변조 방식을 결정한 주체일 수 있다.
일 실시예로서, 송신단은 데이터 신호 및/혹은 파일럿 신호를 심볼로 변조(S3401)할 수 있다. 여기서 데이터 신호는 데이터 심볼로, 파일럿 신호는 파일럿 심볼로 변조할 수 있다. 일 실시예로서 데이터 신호는 유효 전송 비트이거나, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자이거나, 유효 전송 비트 및/혹은 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 포함하는 전체 전송 비트일 수 있으며, 이는 상기에서 설명한 바와 동일할 수 있다. 데이터 신호 및/혹은 파일럿 신호가 각각 심볼로 변조될 때, 유효 변조 레벨을 기반으로 변조될 수 있다. 데이터 심볼은 유효 전송 비트를 변조한 유효 변조 심볼을 포함할 수 있다.
한편, 송신단이 도 33의 실시예의 수신단에 해당하는 경우, 전체 변조 레벨이 지시되지 않은 경우에는, 유효 변조 레벨을 기 설정된 값으로 가정한 뒤, 위상 정의 안테나 수를 이용하여 전체 변조 레벨을 추정할 수 있다. 만약, 위상 정의 안테나 수도 제공받지 못한 경우에는 변조 방식 지시단(즉, 도 33의 송신단)에 존재하는 안테나 수를 위상 정의 안테나 수로 취급할 수 있다. 이에 대하여는 상기에서 도 33을 참조하여 설명한 바와 동일할 수 있으며, 하기 도 35에서도 다시 한 번 상세하게 설명될 것이다.
이후, 송신단은 변조된 심볼을 수신단으로 송신(S3402)할 수 있다. 현재의 송신단이 단말이면, 수신단은 기지국이나 다른 단말을 포함한 장치일 수 있으며, 반대로 송신단이 기지국이면, 수신단은 단말이나 기지국을 포함한 다른 장치일 수 있다.
일 실시예로서, 송신단이 적어도 둘 이상의,
Figure PCTKR2020010151-appb-I000084
개의 안테나를 이용하여 송신한다면, 물리 채널을 통해 전송되는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000085
변조 심볼은 성상도 위상 회전 인덱스 지시자(constellation phase indicator)를 기반으로 전송될 수 있다. 보다 상세하게는, 성상도 위상 회전 지시자에 따른 위상 회전 값이 적용된 안테나를 스위칭 모듈을 통해 선택하여 수신단에 송신할 수 있다. 이를 아날로그 빔 선택 전송 방법이라 할 수 있다. 이는 상기에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
다른 일 실시예로서, 송신단이 단일의 안테나를 포함하고 적어도 둘 이상의
Figure PCTKR2020010151-appb-I000086
개의 신호 경로, 즉 피더 라인을 포함한다면, 즉, 복수 개의 신호 경로를 포함한다면, 물리 채널을 통해 전송되는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000087
변조 심볼은 성상도 위상 회전 지시자(성상도 위상 회전 인덱스 지시자, constellation phase indicator)을 기반으로 전송될 수 있다. 보다 상세하게는, 성상도 위상 회전 지시자에 따른 위상 회전 정도를 갖는 신호 경로를 선택하여 수신단에 송신할 수 있다. 단일의 신호 경로를 선택하는 데에는 스위칭 모듈이 이용될 수 있다. 이는 상기에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
혹은, 송신단이 성상도 위상 회전 세트에 성상도 위상 회전 지시자를 입력하여 위상 제어기에서 위상 회전을 적용하여 단일의 안테나를 통해 데이터를 송신하거나, 성상도 위상 회전 지시자를 기반으로 동 위상(in-phase) 신호와 직교 위상(quadrature) 신호로 나누어, 송신될 데이터에 적용, 송신하거나, 프리코딩 벡터/매트릭스(precoding vector/matrix)를 이용하여 데이터를 송신할 수도 있다. 이는 상기에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
도 35는 본 개시의 일 실시예에 따른 수신단의 동작 방법을 도시한 도면이다. 일 실시예로서, 도 35에 나타난 수신단의 동작 방법은 단말의 동작 방법이거나 기지국의 동작 방법일 수 있으며, 어떤 한 장치의 동작 방법으로 제한되는 것은 아니다.
일 실시예로서, 도 35에 직접 개시되지는 않았으나 도 35의 수신단은 데이터 심볼 및/혹은 파일럿 심볼을 수신하기 이전에 이미 변조 방식에 대하여 인지하고 있을 수 있다. 예를 들어, 수신단이 변조 방식에 대한 데이터를 기 수신했을 수 있다. 즉, 도 33의 송신단의 상대방에 해당하는 수신단이 도 35의 수신단일 수 있다. 다른 예로는, 도 33의 송신단이 그대로 도 35의 수신단에 해당할 수도 있다. 즉, 자신이 변조 방식을 결정한 주체일 수도 있다.
먼저, 수신단은 데이터 심볼 및/혹은 파일럿 심볼을 수신(S3501)하고, 이를 복조(S3502)할 수 있다. 일 실시예로서, 송신단은 상기에서 설명한 바와 같이 데이터 심볼을 각 성상도 점(constellation point)에 대하여 미리 정의된 회전된 성상도 축을 갖는 안테나 혹은 신호 경로를 통해 신호를 송신할 수 있다. 이는, 서로 다른 안테나를 통해 전송되는 성상도 점, 심볼들이 서로 다른 시간에 서로 다른 채널을 경험할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 수신단에서는 심볼을 동기 (coherent) 방식으로 복조 (demodulation/demapping)할 때 각 안테나에 대한 위상 회전 값과 채널을 알아야 복조가 가능할 수 있다. 이를 위해 송신단은 수신단에서 구별 가능한 수, 즉 위상 정의 안테나의 수(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000088
)만큼의 파일럿 심볼을 전송할 수 있으며, 이때 파일럿 심볼은 해당 파일럿 심볼이 송신되는 안테나에 적용된 성상도 축의 위상 회전 정도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 송신단이 전송하는 파일럿 심볼 구간은 데이터 심볼의 위상 회전 안테나를 이용한 공간 (안테나) 변조 레벨에 따른 안테나 수에 대하여, 안테나 별로 정의된 위상 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 파일럿 심볼은 서로 다른 안테나를 통해 전송되는 신호가 파일럿 심볼 구간 중에 서로 다른 시간에 대하여 전송될 수 있다. 즉, 파일럿 심볼은 시간 도메인에 대하여 각 안테나 별로 구분될 수 있다. 각 안테나 별 특정 성상도 점에 대한 정보를 포함할 수 있다.
파일럿 심볼의 구성에 대하여는 하기에서 도 36을 참조하여 더욱 상세하게 설명할 것이다.
한편, 수신단은 송신단으로부터 송신된 신호의 변조 차수에 대한 정보를 미리 획득하고 있을 수 있다. 예를 들어, 기지국이 단말에게 변조 방식에 대한 정보를 송신할 수 있는데, 변조 방식에 대한 정보에 송신할 신호의 변조 차수에 대한 정보가 포함되어 있을 수 있다. 이에 의하면, 변조 차수에 대한 정보를 기반으로 일반적인 신호 검출 방법을 통해 신호 수신이 가능할 수 있다. 한편, 다른 일 실시예로서, 송신단으로부터 전송되는 신호의 변조 차수가 제공되지 않는 경우, 수신단으로부터 유효 변조 레벨(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000089
)을 4로 가정할 수 있다. 이에 따라, 송신단에 의해 제공되는 위상 정의 안테나 수(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000090
)를 이용하여 전체 변조 차수를 추정할 수 있다.
한편, 송신단으로부터 위상 정의 안테나 수가 제공되지 않는다면, 송신단의 안테나 수를 위상 정의 안테나 수로 취급할 수 있다.
도 36는 본 개시의 일 실시예에 따른 변조된 심볼 복조를 위한 파일럿 심볼 구성을 도시한 도면이다. 보다 상세하게는, 복조를 위한 채널 추정 및 기준 위상을 제공하기 위한 파일럿 심볼의 구성을 나타낸다.
일 실시예로서, 송신단은 수신단에서 구별 가능한 수로 분할된 파일럿 심볼을 전송할 수 있는데, 일 실시예로서, 구별 가능한 수란, 상기에서 언급한 바와 같이 유효 변조 레벨에 대하여 요구되는 위상 정의 안테나의 수(
Figure PCTKR2020010151-appb-I000091
)일 수 있다. 이때, 파일럿 심볼은 해당 파일럿 심볼이 전송되는 안테나에 적용된 위상 회전 값에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 현재 송신단에 안테나가 네 개가 존재하고, 모두 QPSK 변조 방식을 기반으로 한 안테나라고 가정한다. 즉, 16-PSK 변조 방식을 위한 통신 시스템이라고 가정한다. 송신단이 전송하는 파일럿 심볼 구간은 도 36의 (a)에 나타난 바와 같이, 위상 정의 안테나를 이용한 변조 레벨에 따른 결정된 안테나 수만큼 네 구간으로 분할될 수 있다.
각각의 분할된 부분은 네 개의 위상 정의 안테나에 정의된 각각의 위상 정보와 각 안테나 별 특정 성상도 점에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 파일럿 심볼의 분할을 통해 서로 다른 안테나를 통해 전송되는 각각의 신호가 파일럿 심볼 구간 내에 서로 다른 시간에 대하여 전송될 수 있음을 의미할 수 있다.
이때, 파일럿 심볼에 포함되는 위상 정보는 위상 회전 값(정도)에 따라 순서대로 인덱싱한 값을 기준으로 송신단과 수신단이 기 결정된 혹은 서로 인지하고 있는 규칙에 따라 생성되고, 매핑될 수 있다.
일 실시예로서, 도 36의 (b)로서 나타난 파일럿 심볼 구성은 각 안테나에 대하여 할당된, 파일럿 심볼 구간을 짧게 하는 대신, 반복 패턴을 추가하는 방법으로도 파일럿 심볼이 구성될 수 있음을 나타낸 것이다. 단, 이는 일 실시예에 해당하는 바 파일럿 심볼 상 각 안테나에 해당하는 부분의 순서나 반복 횟수는 특정 방법으로 한정되는 것이 아니다.
도 37은 본 개시의 일 실시예에 따른 송신단의 동작 방법을 도시한 도면이다. 보다 상세하게는, 송신단이 단말인 경우의 동작 방법에 대하여 도시한 것이다.
일 실시예로서, 송신단은 변조 방식에 대한 정보를 수신(S3701)할 수 있다. 송신단인 단말은 변조 방식에 대한 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 변조 방식에 대한 정보에는 상기에서 언급한 전체 변조 레벨에 대한 정보, 유효 변조 레벨에 대한 정보, 위상 정의 안테나의 수에 대한 정보 등이 포함될 수 있으나, 필요에 따라 다른 정보가 더 포함될 수 있고, 일부 정보가 제외될 수도 있다. 변조 방식에 대한 정보를 수신한 뒤 수신단은 데이터를 송신할 경우 변조 방식을 기반으로 데이터를 변조할 수 있다. 이는 상기에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
이후, 송신단은 변조 방식에 대한 정보를 기반으로 유효 전송 비트를 유효 전송 심볼로 변조(S3702)할 수 있다. 변조된 유효 전송 심볼은 위상 회전 값이 서로 다른 안테나 혹은 신호 경로를 통해 송신될 수 있으며, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 할 수 있다. 한편, 유효 전송 비트는 전체 전송 비트의 MSB(Most Significant Bits)인 1비트 이상이고, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자는 전체 전송 비트의 LSB(Least Significant Bits)인 1비트 이상일 수 있다. 이 때, 유효 전송 비트는 상기에서 설명한 바와 같이
Figure PCTKR2020010151-appb-I000092
비트일 수 있고, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자의 비트는
Figure PCTKR2020010151-appb-I000093
비트에 해당할 수 있다. 또한, 변조 과정은 상기에서 다른 도면을 참조하여 언급한 바와 동일할 수 있다.
송신단은 유효 전송 심볼을 송신(S3703)할 수 있다. 유효 전송 심볼은 기지국으로 송신될 수 있으며, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자에 의해 결정된 안테나 혹은 신호 경로를 기반으로 송신될 수 있다. 결정된 안테나 혹은 신호 경로는 둘 이상의 안테나 혹은 둘 이상의 신호 경로 가운데 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 선택된 것일 수 있다. 둘 이상의 안테나 혹은 둘 이상의 신호 경로의 성상도 축 각각에 적용되는 위상 회전 값은 상이하게 적용될 수 있다. 즉, 둘 이상의 안테나에 성상도 축의 위상 회전 값이 상이하게 적용되는 경우, 유효 전송 심볼은 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 결정된 하나의 안테나를 통해 송신될 수 있다.
한편, 유효 변조 심볼에 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 위상 회전 값을 통해 위상 회전이 적용되되, 위상 회전은 동 위상(in-phase) 신호와 직교 위상(quadrature) 신호를 기반으로 할 수 있다. 또한, 유효 변조 심볼의 구간 동안에는 채널이 변하지 않는 블록 페이딩을 경험할 수 있다.
한편, 유효 전송 심볼은, 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 결정된 단일의 안테나 혹은 단일의 신호 경로를 통해 송신되되, 프리코더를 통한 프리코딩 벡터/매트릭스를 기반으로 송신될 수 있다.
한편, 유효 전송 심볼은 위상 제어기를 통해 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 성상도 축의 위상 회전 값을 설정한 하나의 안테나를 통해 송신될 수 있다. 또한, 유효 전송 심볼은 1-bit DAC를 기반으로 송신될 수 있다.
또한, 변조 방식에 대한 정보를 기반으로 채널 추정 및 동기화를 위한 파일럿 신호를 파일럿 심볼로 변조하고, 변조된 파일럿 심볼을 송신하는 단계를 더 수행할 수 있다. 파일럿 심볼은 둘 이상의 안테나를 기반으로 시간별로 구분될 수 있다. 파일럿 심볼은 둘 이상의 안테나를 기반으로 시간별로 구분된 패턴이 두 번 이상 반복될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 두 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장매체(즉, 메모리), 스토리지에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 저장매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일수도 있으며, 프로세서 및 저장매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 단말 내에 상주할 수도 있으며, 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 단말 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
본 개시는, 다양한 실시예를 제공하면서, 테라헤르츠(THz) 대역을 이용한 통신에 있어 필수적으로 요구되는 다중 MIMO(massive MIMO) 기술을 활용함에 있어 소비 전력 등을 고려한 구현 및 실현 가능한 송수신 기술을 제안하였다. 특히, 1-bit DAC를 포함한 저해상도 DAC로 인해 발생하는 비선형성 및 이로 인한 변조 차수 제한을 극복하기 위한 방법을 제안한다. 이를 통해 전력 효율적인 시스템에서 고차 변조를 가능하게 함으로써 데이터 전송율을 증가시킬 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있으나, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
상기 설명한 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 개시의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있으므로, 일종의 제안 방식들로 간주될 수 있음은 명백한 사실이다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (또는 병합) 형태로 구현될 수도 있다. 상기 제안 방법들의 적용 여부 정보 (또는 상기 제안 방법들의 규칙들에 대한 정보)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시그널 (예: 물리 계층 시그널 또는 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 규칙이 정의될 수 있다.
본 개시는 본 개시에서 서술하는 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 개시의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 또는 3GPP2 시스템 등이 있다.
본 개시의 실시 예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave, THz 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
추가적으로, 본 개시의 실시 예들은 자유 주행 차량, 드론 등 다양한 애플리케이션에도 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서,
    기지국으로부터 변조 방식에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 변조 방식에 대한 정보를 기반으로, 유효 전송 비트를 유효 전송 심볼로 변조하는 단계; 및
    상기 유효 전송 심볼을 기지국으로 송신하는 단계;를 포함하되,
    상기 유효 전송 심볼은 성상도 위상 회전 인덱스 지시자가 지시하는 위상 회전 값을 기반으로 송신되는, 단말의 동작 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    둘 이상의 안테나 혹은 둘 이상의 신호 경로의 성상도 축 각각에 적용되는 위상 회전 값은 상이하게 적용되는, 단말의 동작 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 안테나에 성상도 축의 상기 위상 회전 값이 상이하게 적용되는 경우,
    상기 유효 전송 심볼은,
    상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 결정된 하나의 안테나를 통해 송신되는, 단말의 동작 방법.
  4. 제2 항에 있어서.
    상기 유효 전송 심볼은,
    상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 결정된 단일의 안테나 혹은 단일의 신호 경로를 통해 송신되되,
    프리코더를 통한 프리코딩 벡터/매트릭스를 기반으로 송신되는, 단말의 동작 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 신호 경로에 성상도 축의 상기 위상 회전 값이 상이하게 적용되는 경우,
    상기 유효 전송 심볼은,
    상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 결정된 하나의 신호 경로를 통해 송신되는, 단말의 동작 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 유효 전송 심볼은,
    위상 제어기를 통해 상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 상기 성상도 축의 위상 회전 값을 설정한 하나의 안테나를 통해 송신되는, 단말의 동작 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 유효 전송 비트는
    전체 전송 비트의 MSB(Most Significant Bits)인 1비트 이상이고,
    상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자는
    전체 전송 비트의 LSB(Least Significant Bits)인 1비트 이상인, 단말의 동작 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 유효 전송 심볼은 1-bit DAC를 기반으로 송신되는, 단말의 동작 방법.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 변조 방식에 대한 정보를 기반으로 채널 추정 및 동기화를 위한 파일럿 신호를 파일럿 심볼로 변조하는 단계; 및
    상기 변조된 파일럿 심볼을 송신하는 단계;를 더 포함하되,
    상기 파일럿 심볼은,
    상기 둘 이상의 안테나를 기반으로 시간별로 구분되는, 단말의 동작 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼은,
    상기 둘 이상의 안테나를 기반으로 시간별로 구분된 패턴이 두 번 이상 반복되는, 단말의 동작 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 유효 변조 심볼에 상기 성상도 위상 회전 인덱스 지시자를 기반으로 위상 회전 값을 통해 위상 회전이 적용되되,
    상기 위상 회전은 동 위상(in-phase) 신호와 직교 위상(quadrature) 신호를 기반으로 하는, 단말의 동작 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 유효 변조 심볼의 구간 동안에는 채널이 변하지 않는 블록 페이딩을 경험하는, 단말의 동작 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    적어도 하나의 송신기;
    적어도 하나의 수신기;
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하도록 연결되고, 실행될 경우 상기 적어도 하나의 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 하는 명령들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고,
    상기 특정 동작은:
    기지국으로부터 변조 방식에 대한 정보를 수신함;
    상기 변조 방식에 대한 정보를 기반으로, 유효 전송 비트를 유효 전송 심볼로 변조함; 및
    상기 변조된 유효 전송 심볼을 기지국으로 송신함;을 포함하되,
    상기 유효 전송 심볼은 유효 전송 비트와 성상도 위상 회전 인덱스 지시자가 지시하는 위상 회전 값을 기반으로 송신되는, 단말.
  14. 무선 통신 시스템에서 동작하는 단말에 있어서,
    적어도 하나의 송신기;
    적어도 하나의 수신기;
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하도록 연결되고, 실행될 경우 상기 적어도 하나의 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 하는 명령들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고,
    상기 특정 동작은:
    유효 전송 비트가 변조된 유효 전송 심볼을 수신함;
    상기 수신한 심볼을 복조함;을 포함하되,
    상기 유효 전송 심볼은 성상도 위상 회전 인덱스 지시자가 지시하는 위상 회전 값을 기반으로 송신된 것인, 단말.
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