WO2023008912A1 - 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법 및 장치 - Google Patents

스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023008912A1
WO2023008912A1 PCT/KR2022/011067 KR2022011067W WO2023008912A1 WO 2023008912 A1 WO2023008912 A1 WO 2023008912A1 KR 2022011067 W KR2022011067 W KR 2022011067W WO 2023008912 A1 WO2023008912 A1 WO 2023008912A1
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WO
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terminal
csi
switch network
base station
terminals
Prior art date
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PCT/KR2022/011067
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English (en)
French (fr)
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이승현
이권종
이형제
엄차현
이충용
유지은
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삼성전자 주식회사
연세대학교 산학협력단
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    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H04L5/005—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver of common pilots, i.e. pilots destined for multiple users or terminals

Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless communication system, and relates to a method and apparatus for supporting multiple access using a switch network.
  • 5G 5th-generation
  • connected devices which have been explosively increasing, will be connected to communication networks.
  • objects connected to the network may include vehicles, robots, drones, home appliances, displays, smart sensors installed in various infrastructures, construction machinery, and factory equipment.
  • Mobile devices are expected to evolve into various form factors such as augmented reality glasses, virtual reality headsets, and hologram devices.
  • 6G 6th-generation
  • efforts are being made to develop an improved 6G communication system to provide various services by connecting hundreds of billions of devices and objects. For this reason, the 6G communication system is being called a system after 5G communication (beyond 5G).
  • the maximum transmission speed is tera (i.e., 1,000 gigabytes) bps
  • the wireless delay time is 100 microseconds ( ⁇ sec). That is, the transmission speed in the 6G communication system compared to the 5G communication system is 50 times faster and the wireless delay time is reduced to 1/10.
  • terahertz bands e.g., 95 gigahertz (95 GHz) to 3 terahertz (3 THz) bands.
  • terahertz band it is expected that the importance of technology that can guarantee signal reach, that is, coverage, will increase due to more serious path loss and atmospheric absorption compared to the mmWave band introduced in 5G.
  • RF radio frequency
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • FD-MIMO full dimensional MIMO
  • RIS reconfigurable intelligent surface
  • the 6G communication system Due to the research and development of these 6G communication systems, a new level of hyper-connected experience (the next hyper-connected experience) is realized through the hyper-connectivity of the 6G communication system, which includes not only connections between objects but also connections between people and objects. experience) is expected to be possible.
  • the 6G communication system is expected to provide services such as truly immersive extended reality (truly immersive XR), high-fidelity mobile hologram, and digital replica.
  • services such as remote surgery, industrial automation, and emergency response through security and reliability enhancement are provided through the 6G communication system, which can be applied in various fields such as industry, medical care, automobiles, and home appliances. It will be.
  • An embodiment of the present disclosure minimizes base station power consumption while satisfying the quality of service (QoS) of each terminal in a wireless communication system supporting multi-terminal access using a switch network (SN) technology can be provided.
  • QoS quality of service
  • An embodiment of the present disclosure may provide a technique in which a terminal can predict a channel state and provide feedback of channel state information in a wireless communication system supporting multi-terminal access using a switch network.
  • a technical problem to be achieved by an embodiment of the present disclosure is not limited to the technical problems described above, and other technical problems may be inferred from the following embodiments.
  • a method for supporting multiple access of a plurality of terminals by a base station using a switch network (SN) in a wireless communication system includes channel state information (from a plurality of terminals) Obtaining channel state information (CSI), identifying a plurality of subarrays (SAs) formed from an antenna array having a plurality of antenna elements, at least one of the plurality of subarrays allocated to a plurality of terminals Identifying a subarray of a plurality of terminals, determining a structure of a first switch network corresponding to a subarray allocated to a first terminal among a plurality of terminals, and a structure corresponding to a subarray allocated to a second terminal among a plurality of terminals. 2 It may include determining a structure of the switch network, and supporting multiple access of a plurality of terminals based on the determined structure of the first switch network and the determined structure of the second switch network.
  • a base station supporting multiple access of a plurality of terminals using a switch network in a wireless communication system disclosed as a technical means for achieving the above technical problem may include a transceiver and at least one processor. At least one processor obtains CSI from a plurality of terminals through a transceiver, identifies a plurality of subarrays formed from an antenna array having a plurality of antenna elements, and allocates CSI to a plurality of terminals among the plurality of subarrays. At least one subarray is identified, the structure of the first switch network corresponding to the subarray allocated to the first terminal among the plurality of terminals is determined, and the structure corresponding to the subarray allocated to the second terminal among the plurality of terminals is determined. A structure of the second switch network may be determined, and multiple access of a plurality of terminals may be supported based on the determined structure of the first switch network and the determined structure of the second switch network.
  • a wireless communication terminal may include a transceiver and at least one processor. At least one processor may receive Type-S CSI-RS configuration information and feedback configuration information from a base station through a transceiver. At least one processor may receive a Type-S CSI-RS generated based on Type-S CSI-RS configuration information from a base station through a transceiver. At least one processor may determine CSI for a plurality of channels based on the feedback configuration information and the Type-S CSI-RS, and transmit the determined CSI for the plurality of channels to the base station through a transceiver.
  • a computer-readable recording medium disclosed as a technical means for achieving the above technical problem may store a program for executing at least one of the embodiments of the disclosed method in a computer.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a switch network according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart of a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an operation of identifying at least one subarray allocated to a plurality of terminals and determining a structure of a switch network respectively corresponding to a plurality of terminals, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an operation of identifying a subarray allocated to a plurality of terminals based on a quality of service (QoS) required for a plurality of terminals, according to an embodiment of the present disclosure.
  • QoS quality of service
  • FIG. 7 is a graph illustrating QoS of a terminal corresponding to each structure of a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a graph for explaining the QoS of a terminal and power consumption (PC) of a base station according to a switch network structure and the number of subarrays allocated to a corresponding terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • PC power consumption
  • PC power consumption
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a relationship between an antenna port and a subarray in a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a method of channel estimation for each antenna port in a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a method of estimating a channel using a Type-S CSI-RS in a method for supporting multiple access using a doubly connected (DC) type switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a method of estimating a channel using a Type-S CSI-RS in a method for supporting multiple access using a randomly connected (RC) type switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • 15 is a diagram for explaining an execution cycle of a Phase 1 operation in a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a flowchart illustrating operations of a base station and a UE performing a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • 17 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • a base station is a subject that performs resource allocation of a terminal, and includes gNode B, eNode B, Node B, (or xNode B (x is an alphabet including g and e)), a wireless access unit, It may be at least one of a base station controller, a satellite, an airborn, or a node on a network.
  • a user equipment may include a mobile station (MS), a vehicle, a satellite, an airborn, a cellular phone, a smartphone, a computer, or a multimedia system capable of performing communication functions.
  • downlink is a radio transmission path of a signal transmitted from a base station to a terminal
  • uplink may indicate a radio transmission path of a signal transmitted from a terminal to a base station
  • SL sidelink indicating a wireless transmission path of a signal transmitted from a terminal to another terminal
  • an LTE, LTE-A, or 5G system may be described as an example in the following, embodiments of the present disclosure may be applied to other communication systems having a similar technical background or channel type.
  • 5G-Advance or NR-Advance or 6th generation mobile communication technology (6G) developed after 5G mobile communication technology (or new radio, NR) may be included. It may also be a concept including A and other similar services.
  • 6G 5G-Advance or NR-Advance or 6th generation mobile communication technology developed after 5G mobile communication technology (or new radio, NR)
  • 6G 6th generation mobile communication technology
  • the present disclosure can be applied to other communication systems through some modifications within a range that does not greatly deviate from the scope of the present disclosure as determined by those skilled in the art.
  • each block of the process flow chart diagrams and combinations of the flow chart diagrams can be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions may be embodied in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flowchart block(s). It creates means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular way, such that the computer usable or computer readable memory
  • the instructions stored in are also capable of producing an article of manufacture containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s).
  • the computer program instructions can also be loaded on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to generate computer or other programmable data processing equipment. Instructions for performing processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative implementations it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, it is possible that two blocks shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or that the blocks may sometimes be performed in reverse order depending on their function.
  • ' ⁇ unit' used in this embodiment means software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and ' ⁇ unit' performs certain roles. do.
  • ' ⁇ part' is not limited to software or hardware.
  • ' ⁇ bu' may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Therefore, as an example, ' ⁇ unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and ' ⁇ units' may be combined into smaller numbers of components and ' ⁇ units' or further separated into additional components and ' ⁇ units'.
  • components and ' ⁇ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
  • ' ⁇ unit' may include one or more processors.
  • the present invention uses terms and names defined in LTE and NR standards, which are the latest standards defined by the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) among currently existing communication standards.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • the present invention is not limited by the above terms and names, and may be equally applied to systems conforming to other standards.
  • the next-generation wireless communication system considers the use of high-frequency bands such as sub-THz (0.1THz - 1THz) to utilize tens and hundreds of GHz bands in addition to the mmWave band including the 28GHz band to meet the increasing data requirements of the UE. do.
  • high-frequency bands such as sub-THz (0.1THz - 1THz)
  • a terahertz (THz) communication system a plurality of antenna elements and a radio frequency chain are used to reduce signal path loss. Accordingly, when using a high frequency band such as sub-THz, the number of antenna elements and RF chains operated by a base station increases exponentially in order to overcome high propagation loss and absorption loss.
  • PC base station power consumption
  • Equation 1 P BB is the baseband (BB) power consumption, N RF is the number of RF chains, P RF is the power consumption of a single RF chain, N PA is the number of amplifiers, P PA is the consumption of a single amplifier Power, N PS represents the number of phase shifters, and P PS represents the power consumption of a single phase shifter.
  • base station power consumption PC
  • Table 1 below shows representative components included in the internal structure of the base station and power consumption of the components.
  • N t represents the number of antenna subarrays (SAs) of the base station
  • N RF represents the number of RF chains of the base station.
  • SAs antenna subarrays
  • a connection structure between an RF chain and an antenna subarray in a base station may have an array-of-subarray (AoSA) structure or a fully connected (FC) structure.
  • AoSA array-of-subarray
  • FC fully connected
  • base station power consumption can be expressed as Equations 2 and 3 below according to the connection structure of the RF chain and the antenna subarray inside the base station.
  • PC AoSA represents base station power consumption (PC) for a base station having an AoSA structure
  • PC FC represents base station power consumption (PC) for a base station having an FC structure.
  • base station power consumption (PC) may be adjusted according to the number of RF chains ( N RF ) and the number of antenna subarrays ( N t ). Therefore, in order to reduce the base station PC, it is necessary to reduce the number of RF chains ( N RF ) and the number of subarrays ( N t ). Meanwhile, in a THz communication system, there is a limit to reducing the number of RF chains ( N RF ) and the number of subarrays ( N t ) due to signal path loss. Accordingly, the base station PC may be further optimized by disposing a switch network (SN) between the RF chain and the subarray and changing the structure of the switch network.
  • SN switch network
  • a wireless communication system using a switch network can flexibly adjust a connection structure between an RF chain and a sub-array (SA) by opening and closing individual switches (Switch, SW).
  • SA sub-array
  • a switch network may refer to a network composed of switches between entire RF chains and sub-arrays. Through the switch network, the entire connection structure between the RF chain inside the base station and the subarray can be flexibly adjusted according to the channel condition at that time.
  • base station power consumption PC
  • Equation 4 P BB is the baseband power consumption, N RF is the number of RF chains, P RF is the power consumption of a single RF chain, N PA is the number of amplifiers, P PA is the power consumption of a single amplifier, and N PS is The number of phase movers, P PS is the power consumption of a single phase mover, N SW is the number of switches included in the switch network, and P SW is the power consumption of a single switch.
  • N RF and N PA may be adjusted based on the assigned number of subarrays.
  • N PS and N SW can be adjusted based on the structure of the switch network. In a wireless communication system using a switch network, it is possible to flexibly control N SW as well as N PS using the switch network, and furthermore, it is possible to minimize the base station PC.
  • Equation 5 The operation of minimizing the base station power consumption (PC) indicated in Equation 4 may be expressed as Equation 5 below.
  • W represents a switch network
  • (W) i,j represents a switch connecting the ith subframe and the jth RF chain in the switch network.
  • S represents the total subarray set
  • S i represents the subarray set allocated to the i-th terminal.
  • the subarray set (S i ) allocated to the i-th terminal is a subset of the total subarray set (S).
  • R i represents the QoS of the ith terminal.
  • R i,th represents the QoS required for the i-th terminal.
  • P A represents an analog precoder
  • P D represents a digital precoder.
  • base station power consumption (PC) can be minimized by adjusting the switch network (W) under the condition of satisfying QoS (R i,th ) required for each of multiple terminals.
  • a higher number of closed switches in a switch network results in higher spectral efficiency (SE) performance.
  • SE spectral efficiency
  • PC power consumption
  • the switch network according to the QoS and current channel state of the supporting UE (UE) (SN) can be optimized.
  • the operation of optimizing the base station PC through optimization of the switch network (SN) may represent an operation of balancing the QoS of multiple terminals (UEs) in a trade-off relationship with the base station power consumption (PC).
  • the base station may adjust base station power consumption (PC) to a minimum as long as QoS of multiple terminals (UEs) is satisfied.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a method for supporting multiple access using a switch network (SN) according to an embodiment of the present disclosure.
  • a method of supporting access of multiple terminals (UEs) by utilizing a base station structure based on a switch network (SN) is illustrated.
  • UEs terminals
  • SA sub-array
  • SN switch network
  • PC Base station power consumption
  • a terminal (UE) predicts a channel state through a Type-S CSI-RS, which is a reference signal (RS) of a new structure, and channel state information (channel state information, CSI) can provide feedback.
  • RS reference signal
  • a wireless communication system supporting multiple terminals (UEs) using a switch network (SN) includes a base station (BS) and a plurality of terminals (UEs) whose access is supported through the base station.
  • a base station may include a plurality of RF chains (AP), a plurality of switch networks (SN1 and SN2), and a plurality of antenna subarrays (SA).
  • the plurality of terminals UE may include a first terminal UE1 and a second terminal UE2.
  • the switch network (SN) may represent a network that flexibly adjusts a connection structure between at least one RF chain (AP) and at least one sub-array (SA) by utilizing a switch.
  • the switch network (SN) can control the connection between a specific RF chain and a specific sub-array by opening or closing a switch existing between a specific RF chain and a specific sub-array.
  • An overall connection structure between RF chains (AP) and sub-arrays (SA) of may be flexibly determined.
  • a plurality of switch networks may correspond to a plurality of terminals (UEs), respectively. That is, the base station may determine the switch network (SN) for each terminal (UE).
  • a first switch network SN1 may correspond to a first terminal UE1 among supported terminals
  • a second switch The network SN2 may correspond to a second terminal UE2 among supported terminals.
  • the first switch network SN1 may include switches connecting subarrays allocated to the first terminal UE1 and RF chains allocated to the first terminal UE1.
  • the second switch network SN2 may include switches connecting subarrays allocated to the second terminal UE2 and RF chains allocated to the second terminal UE2.
  • a higher number of closed switches in a switch network results in higher spectral efficiency (SE) performance.
  • SE spectral efficiency
  • PC power consumption
  • the base station independently allocates a currently available subarray (SA) to each terminal (UE), and a communication between the allocated subarray (SA) and the RF chain is performed.
  • Switch networks can be optimized.
  • the number of subarrays (SAs) for supporting a specific terminal and the structure of a switch network corresponding to the specific terminal may be determined based on a channel state at a corresponding time and QoS information of the terminal. Therefore, the base station must obtain CSI information and QoS information of the terminal in order to allocate a subarray for each terminal and optimize the switch network.
  • the base station may determine the number of RF chains and subarrays to be allocated to the UEs among all available RF chains and subarrays. In addition, the base station may optimize the switch network based on the number of RF chains and the number of subarrays assigned to each terminal. In one embodiment, in order to minimize base station power consumption (PC), a specific subarray may not be allocated to any UE or a specific RF chain may not be used according to channel conditions and QoS of the UE.
  • PC base station power consumption
  • a wireless communication system supporting multiple access using a switch network can minimize base station power consumption (PC) while satisfying QoS of multiple terminals.
  • PC base station power consumption
  • a 'subarray allocation and switch network optimization algorithm' (SSO algorithm) for adjusting subarray allocation for each terminal in a base station and optimizing a switch network is described.
  • the present disclosure can provide a wireless communication system using a switch network, based on which, while satisfying quality of service (QoS) of multiple terminals, base station power consumption (power consumption, PC) can be reduced.
  • QoS quality of service
  • PC base station power consumption
  • a base station may determine the number of subarrays (SAs) for supporting terminals for each frequency band and the structure of a switch network corresponding to a specific terminal. For example, the number of subarrays (SAs) determined for each UE and the structure of a switch network corresponding to a specific UE may be different in each of 6Ghz, mmWave, and THz.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a switch network (SN) according to an embodiment of the present disclosure.
  • a switch may correspond to one RF chain and one subarray pair.
  • the switch network SN when two RF chains RF chain 1 and RF chain 2 and two subarrays SA1 and SA2 are connected, the switch network SN includes a first switch S1 and a second subarray. It may include two switches (S2), a third switch (S3), and a fourth switch (S4).
  • the first switch S1 may connect the first RF chain RF chain 1 and the first subarray SA1.
  • the second switch S2 may connect the second RF chain RF chain 2 and the first subarray SA1.
  • the third switch S3 may connect the first RF chain RF chain 1 and the second subarray SA2.
  • the fourth switch S4 may connect the second RF chain RF chain 2 and the second subarray SA2.
  • the switch network SN controls the opening or closing of a switch existing between a specific RF chain and a specific sub-array to adjust the connection between the corresponding RF chain and the corresponding sub-array.
  • the wireless communication system using the switch network (SN) of the present disclosure it is possible to control the opening or closing of individual switches included in the switch network (SN), and based on this, multiple terminals in a trade-off relationship QoS of (UEs) and base station power consumption (PC) can be balanced.
  • the base station may adjust the base station power consumption (PC) to a minimum as long as QoS of multiple terminals (UEs) is satisfied.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a switch network SN according to various embodiments of the present disclosure.
  • the switch network SN may be configured to connect three RF chains (RF chain 1, RF chain 2, RF chain 3) and three subarrays (SA1, SA2, SA3). .
  • Each switch may correspond to one RF chain and one subarray pair.
  • the ij-th switch represents a switch connecting the i-th RF chain (RF chain i) and the j-th sub-array (SAj).
  • the switch network SN-1 may have an AoSA structure.
  • the switch network SN-1 of the AoSA structure connects a plurality of RF chains and a plurality of subarrays one-to-one. For example, in a ij switch connecting an ith RF chain (RF chain i) and a j th sub-array (SAj), the ij switch is closed when i and j are the same, and the ij switch is closed when i and j are different.
  • the switch may have an open structure. Referring to (a) of FIG.
  • switch network SN-1 has an AoSA structure.
  • the switch network SN-2 may have a fully connected (FC) structure.
  • a switch network SN-2 having an FC structure connects each of a plurality of RF chains to all subarrays.
  • the ij switch may have a structure in which all combinations of i and j are closed.
  • the AoSA-structured switch network SN-1 has a lower degree of freedom in configuring an analog precoder than the FC-structured switch network SN-2. Therefore, the AoSA-structured switch network (SN-1) has lower spectral efficiency (SE) than the FC-structured switch network (SN-2), and there is a possibility that a terminal that does not satisfy QoS may occur during multiple access of a plurality of terminals. high. Conversely, the switch network SN-2 of the FC structure has a higher degree of freedom in configuring an analog precoder and higher spectral efficiency (SE) than the switch network SN-1 of the AoSA structure.
  • SE spectral efficiency
  • the power consumption (PC) of the base station is also very high compared to that of the switch network SN-1 of the AoSA structure. Therefore, in order to balance the QoS of multiple terminals (UEs) and the power consumption (PC) of the base station in a trade-off relationship, more switches than the switch network (SN-1) of the AoSA structure are closed, and the switch network of the FC structure is closed.
  • a switch network (SN-3) having a randomly connected (RC) structure in which fewer switches than (SN-2) are closed may be used.
  • the switch network SN-3 may have an RC structure.
  • the RC-structured switch network SN-3 connects each of a plurality of RF chains to at least one sub-array.
  • the RC structure may include a doubly connected (DC) structure.
  • the DC structure represents a structure in which one RF chain is connected to one sub-array and the remaining RF chains excluding the corresponding RF chain are connected to two sub-arrays.
  • the switch network SN-3 of the DC structure the first RF chain RF chain 1 is connected only to the first sub-array SA1, and the other RF chains, that is, the second RF chain RF chain 2 and A third RF chain (RF chain 3) may be connected to each of the two subarrays.
  • the second RF chain (RF chain 2) is connected to the first sub-array (SA1) and the second sub-array (SA2), and the third RF chain (RF chain 3) is connected to the second sub-array (SA2). And it may be connected to the third sub-array SA3.
  • the switch network of the RC structure is not limited to the above-described DC structure and may include various structures.
  • BS base station
  • UE terminals
  • SN switch network
  • the base station (BS) acquires channel state information (CSI) from a plurality of terminals (UEs).
  • a base station (BS) may obtain CSI from a plurality of terminals (UEs) through a switch network having an AoSA structure.
  • the base station (BS) may allocate subarrays to a plurality of terminals (UEs) in step S430, which will be described later, based on the CSI for each antenna port obtained through the switch network of the AoSA structure.
  • the base station identifies a plurality of subarrays (SAs) formed from an antenna array having a plurality of antenna elements.
  • the antenna array may be a planar lattice array.
  • the base station (BS) identifies at least one subarray allocated to a plurality of terminals among a plurality of subarrays. For example, the base station (BS) can identify which terminals are assigned to each of the plurality of subarrays. For example, the base station (BS) may identify a corresponding relationship (allocation relationship) between a plurality of subarrays and a plurality of terminals.
  • the base station (BS) obtains CSI for each antenna port obtained in step S410, QoS conditions required for each plurality of terminals (UEs), and distance information between the plurality of terminals (UEs) and the base station (BS) ( Based on RSRP (reference signal received power), TA (time advance), etc.), subarrays allocated to a plurality of UEs may be identified. For example, a base station (BS) may determine how many subarrays or RF chains to allocate to a specific UE in order to satisfy QoS required for a specific UE.
  • RSRP reference signal received power
  • TA time advance
  • step S440 the base station (BS) determines the structure of the first switch network corresponding to the subarray allocated to the first terminal among the plurality of terminals, and in step S450, the subarray allocated to the second terminal among the plurality of terminals. Determine the structure of the second switch network corresponding to .
  • the n-th switch network may include at least one switch connecting a subarray allocated to the n-th terminal and at least one RF chain.
  • the base station (BS) may individually determine on/off of at least one switch included in the n-th switch network.
  • the base station (BS) can determine the structure of various switch networks by individually controlling the opening or closing of the switches included in the switch network.
  • the operation of determining the structure of the n-th switch network corresponding to the n-th terminal by the base station (BS) is the operation of determining the structure of the n-th switch network based on the power consumption (PC) of the base station (BS).
  • the base station (BS) may determine structures of the n-th switch network such that the number of PCs of the base station (BS) is minimized within the limit of satisfying the QoS of all terminals (UEs) that will support multiple access.
  • the base station may select one of preset switch network structures as the structure of the n-th switch network.
  • structures of a preset switch network may be set based on whether channel estimation of a plurality of channels is possible.
  • a signal of a specific channel may be transmitted through two or more CSI-RS ports.
  • CSI acquisition of all channels may be possible or CSI acquisition of some channels may be impossible.
  • CSI acquisition of all channels must be possible. Therefore, in the method for supporting multiple access using a switch network according to the present disclosure, a base station (BS) uses only a switch network structure capable of acquiring CSI of all channels. The structure of a switch network capable of channel estimation of a plurality of channels will be described in detail with reference to FIG. 11 to be described later.
  • step S460 the base station (BS) supports multiple access of a plurality of terminals based on the determined structure of the first switch network and the determined structure of the second switch network.
  • a base station transmits Type-S channel state information reference signal (CSI-RS) configuration information to a corresponding terminal (UE).
  • the Type-S CSI-RS configuration information includes the index of the CSI-RS configuration information, the number of antenna ports included in the CSI-RS, the transmission period of the CSI-RS, the transmission offset, and the resource configuration information of the CSI-RS ( resource configuration), CSI-RS scrambling ID, and quasi co-location (QCL) information.
  • the UE determines the number of ports for each CSI-RS, timing at which each CSI-RS is transmitted, resource location, and transmission power. At least one can be identified.
  • a base station transmits feedback setting information determined based on a structure of a switch network corresponding to a specific terminal (UE) to the corresponding terminal (UE).
  • the feedback setting information includes channel estimation priority information of a plurality of channels.
  • a signal of a specific channel may be transmitted through two or more CSI-RS ports. Therefore, in order to obtain CSI of all channels, the order of estimating CSI for each channel may be important. Accordingly, the base station (BS) transmits feedback setting information including the priority of estimating CSI for each channel to the terminal (UE), so that CSI estimation of all channels is possible.
  • the feedback configuration information may be included in Type-S CSI-RS configuration information or may be provided through separate higher layer signaling or control signaling.
  • a base station (BS) transmits a Type-S CSI-RS generated based on Type-S CSI-RS configuration information to a corresponding terminal (UE).
  • the Type-S CSI-RS may be transmitted through at least one subarray allocated to a corresponding UE.
  • the terminal (UE) receives the Type-S CSI-RS, it estimates a channel between the transmission antenna of the base station (BS) and the reception antenna of the terminal (UE) using it. Then, based on the estimated channel, the UE uses the received feedback configuration information and a predefined codebook to provide feedback information such as RI (rank indicator), PMI (precoding matrix index), or CQI (channel quality indicators) can be created. Thereafter, the terminal (UE) may transmit feedback information (determined CSI) to the base station (BS) at a feedback timing determined according to the feedback configuration information.
  • RI rank indicator
  • PMI precoding matrix index
  • CQI channel quality indicators
  • a base station (BS) receives CSI determined based on feedback configuration information and Type-S CSI-RS from a corresponding terminal (UE).
  • the base station (BS) transmits a physical downlink shared channel (PDSCH) according to CSI determined based on feedback configuration information and Type-S CSI-RS to support access of the terminal (UE). ) can be transmitted.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • a modulation and coding scheme of the PDSCH may be determined according to CSI determined based on feedback configuration information and Type-S CSI-RS.
  • the base station (BS) determines whether or not to additionally allocate a subarray to at least one of the plurality of terminals (UEs) based on the CSI received from the plurality of terminals (UEs) and at least one It is possible to determine whether to change the structure of the switch network corresponding to the terminal. For example, when a base station (BS) has a sudden change in channel state of access support terminals (UEs) or when a number of new terminals (UEs) request access and channel state information to be considered is added, Allocation of subarrays to a plurality of UEs may be adjusted or the structure of a switch network may be changed.
  • UEs channel state of access support terminals
  • UEs channel state of new terminals
  • FIG. 5 is a structure of a switch network (SN) identifying at least one subarray (SA) allocated to a plurality of terminals (UEs) and respectively corresponding to a plurality of terminals (UEs) according to an embodiment of the present disclosure. It is a drawing for explaining the operation of determining.
  • SA subarray
  • the base station (BS) allocates an initial subarray to a plurality of terminals (UEs).
  • a base station (BS) obtains initial CSI for each antenna port obtained from a plurality of terminals (UEs), QoS conditions required for each plurality of terminals (UEs), and distance information (reference signal received power (RSRP) ), time advance (TA), etc.), subarrays may be allocated to a plurality of terminals (UEs).
  • the base station (BS) may determine structures of a switch network respectively corresponding to a plurality of terminals (UEs), and control the switch network based on the determined structures of the switch network.
  • the base station can determine whether the QoS of all terminals (UEs) meets the required QoS. For example, for all i-th terminals, it may be determined whether the current QoS R i exceeds the required QoS R i,th .
  • the base station (BS) may select a kth terminal to which a subarray is additionally allocated from among terminals whose current QoS does not satisfy the required QoS.
  • the base station may allocate additional subarrays to the k-th terminal until the QoS of the k-th terminal satisfies the required QoS.
  • the base station (BS) may determine the structure of the kth switch network corresponding to the kth terminal that satisfies the required QoS by additionally allocating at least one subarray.
  • on/off of switches in the kth switch network may be individually determined so that the base station (BS) PC is minimized within the limit that the QoS of the kth terminal is satisfied. .
  • BS base station
  • the structure of the switch network corresponding to the corresponding terminal may be determined, and after completing the additional sub-array allocation to satisfy the QoS required for a plurality of terminals or all terminals, the structure of a plurality of corresponding switch networks may be determined at once. That is, an operation of additionally allocating a subarray to a specific terminal and an operation of determining a structure of a switch network corresponding to another terminal may be performed in various temporal orders.
  • step S520 the method proceeds to step S520, and may be repeatedly performed until the QoS of all UEs meets the required QoS.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an operation of identifying a subarray allocated to a plurality of terminals based on a quality of service (QoS) required for the plurality of terminals, according to an embodiment of the present disclosure.
  • QoS quality of service
  • a base station supporting multiple access to three terminals identifies QoS required for each of a first terminal UE1, a second terminal UE2, and a third terminal UE3. can do.
  • information on QoS required for each terminal may be received from the corresponding terminal.
  • the base station allocates initial subarrays to a first terminal UE1, a second terminal UE2, and a third terminal UE3. For example, the base station allocates a first initial subarray 610 to a first terminal UE1, allocates a second initial subarray 620 to a second terminal UE2, and assigns a second initial subarray 620 to a third terminal UE3.
  • the third initial sub-array 630 may be allocated to .
  • the base station is a plurality of terminals based on a QoS condition required for each terminal or distance information between each terminal and the base station (reference signal received power (RSRP), time advance (TA), etc.)
  • RSRP reference signal received power
  • TA time advance
  • An initial subarray can be allocated to .
  • a subarray to be initially allocated may be determined based on a UE having the lowest required QoS condition.
  • a terminal having the lowest required QoS condition may be a terminal having the smallest path loss due to the shortest distance from the base station among a plurality of terminals.
  • a UE with the lowest required QoS condition may be a second UE (UE2).
  • the base station provides the first terminal UE1, the second terminal UE2, and the third terminal UE3 with a subarray for satisfying QoS (QoS 2,th ) required by the second terminal UE2.
  • QoS QoS 2,th
  • the base station may control the second switch network corresponding to the second terminal UE2 that meets the required QoS (QoS 2,th ).
  • the PC of the base station may be lowered by changing the structure of the second switch network.
  • structural change of the second switch network may be performed in the direction of lowering the PC of the base station for a portion 625 in which QoS due to subarray allocation exceeds the required QoS (QoS 2,th ). there is.
  • initial subarray allocation may refer to a process of obtaining the minimum number of subarrays required by a terminal having the closest distance from a base station and then allocating the same number of subarrays to all terminals. This operation may be performed as shown in Equation 6 below. For example, assuming that the kth terminal has the closest distance to the base station, the QoS required for the kth terminal can be represented by QoS k,th and the subarray set allocated to the kth terminal can be represented by S k .
  • the subarray set S k allocated to the k th terminal is a subset of S ( ).
  • the minimum number of subarrays required by the kth terminal ( ) may be determined as the minimum value among the subarray set S k that satisfies the QoS k,th required for the kth terminal.
  • the degree of QoS satisfaction for each terminal according to the initial subarray allocation can be determined on the assumption that the structure of the switch network corresponding to each terminal is an FC structure.
  • QoS may be satisfied only by initial subarray allocation as in the case of UE2.
  • an operation of optimizing a switch network between a subarray allocated to a corresponding terminal and an RF chain may be performed to minimize the PC of the base station.
  • the optimization operation of the switch network may refer to an operation of determining a structure of the switch network to minimize the PC of the base station while satisfying the QoS of the terminal.
  • the base station calculates the PC of the base station for each open/close pattern of a plurality of preset switch networks, and then connects a specific RF chain and subarray based on the open/close pattern of the switch network having the smallest number of PCs. You can determine whether the switch is open or closed.
  • the base station may calculate PCs for all open/closed structures of switches possible in the assigned switch network structure, and then select the open/closed structure of the switch where the minimum PC occurs.
  • the base station can determine whether the QoS of all terminals satisfies the required QoS. For example, for all i-th terminals, it may be determined whether the current QoS R i exceeds the required QoS R i,th . After the initial subarray allocation, if there are UEs such as the first UE and the third UE3 that do not yet satisfy the QoS, additional subarrays may be allocated to them.
  • the base station selects a k-th terminal to which a subarray is to be additionally allocated from among terminals whose current QoS does not satisfy the required QoS, and additional sub-arrays are added to the k-th terminal until the QoS of the k-th terminal satisfies the required QoS.
  • Arrays can be allocated.
  • the subarray having the best channel condition is allocated to the corresponding terminal, and the corresponding subarray is assigned to the corresponding terminal.
  • one of subarrays not allocated to other terminals by the current base station is additionally allocated to the selected k th terminal .
  • the index of the additionally allocated subarray may correspond to an operation of deriving a subarray having the best channel condition from the point of view of the k * th terminal.
  • the criterion for determining whether the channel condition is good may be various, and for example, there is also a method of expressing it as shown in Equation 8 below through the Frobenius norm.
  • the base station After additionally allocating the i * th subarray to the k * th terminal, if it is determined that the QoS of the k * th terminal satisfies the required QoS, the base station performs an optimization process of the k * th switch network to minimize PCs can do. If the QoS is not satisfied, the base station repeatedly allocates additional subarrays within the number of available subarrays, and through this, the base station can satisfy all QoS of multi-access support terminals.
  • the base station may determine the structure of a plurality of switch networks respectively corresponding to the plurality of terminals.
  • on/off of switches in the kth switch network may be individually determined such that the PC of the base station is minimized within the limit that the QoS of the kth terminal is satisfied.
  • structural change of the first switch network may be performed in the direction of lowering the PC of the base station for the portion 615 in which the QoS of the first terminal UE1 exceeds the required QoS (QoS 1,th ).
  • structural change of the third switch network may be performed in the direction of lowering the PC of the base station for the portion 635 in which the QoS of the third terminal UE3 exceeds the required QoS (QoS 3,th ).
  • FIG. 7 is a graph illustrating QoS of a terminal corresponding to each structure of a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • the QoS of each terminal was set to the requested rate (rate, R), and system parameters are shown in Table 2 below.
  • UE means a terminal
  • U( a , b ) represents a continuous uniform distribution between a and b .
  • FIG. 7 shows experimental results when the SSO algorithm according to an embodiment of the present disclosure is applied to four terminals. 7 shows whether or not the required rate for each terminal is satisfied when the switch network is optimized after allocating subarrays for each terminal.
  • the same number of subarrays usable by the base station were allocated to each of the terminals, and the switch network structure was set to an AoSA structure, an FC structure, and an RC structure based on the SSO algorithm, respectively.
  • the AoSA structure, the FC structure, and the RC structure based on the SSO algorithm can all satisfy the required rate, but the third terminal UE3
  • the AoSA-structured switch network cannot satisfy the required rate
  • the RC-structured switch network based on the SSO algorithm can meet the required rate.
  • FIG. 8 is a graph for explaining the QoS of a terminal and power consumption (PC) of a base station according to a switch network structure and the number of subarrays allocated to a corresponding terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • PC power consumption
  • FIG. 8 illustrates an example of verifying whether the SSO algorithm according to an embodiment of the present disclosure is valid for the UE4 of FIG. 7 described above in terms of the number of allocated subarrays and minimization of PCs.
  • the number of subarrays allocated to the fourth terminal UE4 is changed based on the number of subarrays determined through the SSO algorithm, and the requested rate and PC are compared.
  • Example d corresponds to a comparative example.
  • the structure of the switch network is changed to an FC structure.
  • SE spectral efficiency
  • one additional arbitrary subarray is allocated to the subarrays allocated through the SSO algorithm in embodiment d, and the structure of the switch network is changed to the AoSA structure.
  • a spectral efficiency (SE) when the switch network has an AoSA structure corresponds to a minimum value of SE that can be obtained. Therefore, through embodiment b, it can be confirmed that the base station PC increases when a subarray is additionally allocated to meet the rate of a specific terminal.
  • SE spectral efficiency
  • one additional arbitrary subarray is allocated to the subarrays allocated through the SSO algorithm in embodiment d, and the structure of the switch network is adjusted based on the SSO algorithm in consideration of the added subarray.
  • Embodiment a could not satisfy the rate requested by the UE, and embodiments b and c satisfied the rate requested by the UE, but a comparison group embodiment maintaining the subarray allocation and switch network determined based on the SSO algorithm It has a higher PC compared to d. Therefore, referring to FIG. 8 , it can be confirmed that the SSO algorithm according to an embodiment of the present disclosure can strike an optimal balance in terms of meeting the required rate and minimizing PC.
  • PC power consumption
  • Figure 9 shows the average PC of a base station for supporting 4, 6, or 8 terminals (UEs).
  • UEs terminals
  • the switch network of the AoSA structure set by the comparison technique it is assumed that all subarrays and RF chains included in the base station are used, and a PC of about 106Watt is used.
  • the probability that the PC supporting multi-access of terminals through the SSO algorithm according to an embodiment of the present disclosure is about 96% lower than the comparison technique , when the number of terminals increases to 8, the corresponding probability rapidly decreases to about 21%.
  • the SSO algorithm according to an embodiment of the present disclosure has an effect of reducing the PC of the base station to the extent of still satisfying the rate requirements of all terminals.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • the switch network based communication system may be divided into Phase 1 (P1) and Phase 2 (P2).
  • the first cycle (Cycle 1, C1) may represent an operation of continuously progressing Phase 2 after performing one Phase 1 until the next Phase 1 proceeds.
  • 'Phase 1' represents a step of obtaining information of terminals for performing the SSO algorithm and performing the SSO algorithm using this, prior to performing multiple access support using a switch network.
  • the base station may set the structure of the switch network to the AoSA structure in order to obtain the requested rate and CSI for each channel from a plurality of terminals. Thereafter, the base station may perform an SSO algorithm using the obtained CSI for each channel to identify subarrays to be allocated for each terminal, and determine a structure of a switch network corresponding to each terminal.
  • Phase 2' represents a step of supporting multiple access of a plurality of terminals by utilizing the allocation of subarrays for each terminal determined through phase 1 and the structure of the switch network.
  • the base station will have a random connected (RC) structure rather than an AoSA structure in which the RF chain and subarray are connected 1:1 as the base station utilizes the structure of the switch network determined according to the SSO algorithm.
  • RC random connected
  • Phase 2 when it is determined that there is an abrupt channel state change based on the CSI received from the terminal, or when a number of new terminals request access and CSI to be considered is added, the base station may proceed with Phase 1 to adjust allocation of subarrays to a plurality of terminals or to change the structure of a switch network.
  • a new Phase 1 and at least one Phase 2 supporting multiple access of a plurality of terminals by utilizing the allocation of sub-arrays for each terminal adjusted through the corresponding Phase 1 and the structure of the switch network constitute a second cycle (C2).
  • 11 and 12 are diagrams for explaining a method of channel estimation for each antenna port in a method for supporting multiple access using a switch network (SN) according to an embodiment of the present disclosure.
  • Rel.13 LTE supports up to 16 CSI-RS antenna ports allowing a gNB to be equipped with multiple antenna elements (eg 64 or 128). In this case, a plurality of antenna elements are mapped to one CSI-RS port. In addition, up to 32 CSI-RS ports are supported in Rel.14 LTE. For next-generation cellular systems such as 5G, the maximum number of CSI-RS ports is expected to remain approximately the same.
  • the number of antenna elements for a given form factor can be larger, but the number of CSI-RS ports that can correspond to the number of digitally precoded ports is limited by hardware constraints. tend to be limited by For example, such a transmitter may be provided in the base station or UEs of FIG. 1 .
  • one CSI-RS port may be mapped to a plurality of antenna elements that may be controlled by a bank of analog phase shifters. Then, one CSI-RS port may correspond to one subarray generating a narrow analog beam through analog beamforming.
  • the analog beam is swept over a wider range of angles by transforming a bank of phase shifters across symbols or subframes or slots (a subframe or slot may contain a collection of symbols or may contain a transmission time interval). sweeping) can be configured.
  • the number of subarrays equal to the number of RF chains is equal to the number of CSI-RS ports N CSI-port .
  • the digital beamforming unit may further increase precoding gain by performing linear combination over N CSI-port analog beams.
  • An analog beam may be applied to a wide band, and digital precoding may be determined in units of frequency sub-bands or resource blocks.
  • the receiver may receive each beam transmitted through the aforementioned analog beamforming or digital beamforming.
  • CSI-RSs may correspond to each antenna port.
  • a first CSI-RS (RS0) may correspond to a first antenna port (Port 0)
  • a second CSI-RS (RS1) may correspond to a second antenna port (Port 1).
  • the base station utilizes the structure of the switch network (SN) determined according to the SSO algorithm, an AoSA structure in which an RF chain (or TXRU (transceiver unit)) and a subarray (SA) are connected 1: 1 Rather, it has a randomly connected (RC) structure.
  • RC randomly connected
  • the first TXRU and the first subarray are connected
  • the first TXRU and the second subarray are connected
  • the second TXRU and the second subarray Arrays can be concatenated.
  • a signal of a specific channel may be transmitted through two or more CSI-RS ports.
  • a signal of a first channel corresponding to the first subarray SA1 is received only through Port 0, but a signal of a second channel corresponding to the second subarray SA2 is received only through Port 0. 0 and Port 1. Therefore, when using the existing CSI-RS, in a switch network having an RC structure, a UE will not be able to perform channel estimation for each antenna port. Therefore, 'Type-S CSI-RS' is used for channel estimation of a terminal in a switch network having an RC structure.
  • channel estimation priorities for each port should be determined according to the structure of the switch network (SN). Therefore, channel estimation of another port (Port 0) is possible only when channel information of a specific port (Port 1) is used in the process of estimating the channel of another port (Port 0).
  • the terminal performs channel estimation according to a channel estimation sequence (Port 1 -> Port 0) for each predefined port (Port 0, Port 1) with the base station, and performs a CSI feedback operation.
  • the channel estimation order for each port may be predefined between the base station and the terminal through the Type-S CSI-RS.
  • the channel estimation order for each port may be transmitted from the base station to the terminal through feedback configuration information.
  • the Type-S CSI-RS has a feature of using the estimation result of a specific port for channel estimation of another port based on the fact that the channel estimation order for each port must be determined according to the structure of the switch network (SN).
  • Type-S CSI-RS configuration according to an exemplary structure of the switch network (SN) will be described in detail with reference to FIGS. 13 and 14 to be described later.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a method of estimating a channel using a Type-S CSI-RS in a method for supporting multiple access using a doubly connected (DC) type switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • the DC-SN structure represents a structure of a switch network (SN-13) in which one transceiver unit (TXRU) is connected to one subarray, and the remaining TXRUs other than the corresponding TXRU are connected to two subarrays, respectively.
  • the Type-S CSI-RS allocated to the first OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) symbol defined within the resource block (RB) represents the CSI-RS for each antenna port and is allocated to the second OFDM symbol
  • Type-S CSI-RS indicates the channel effect of other antenna ports experienced by the Type-S CSI-RS of the previous OFDM symbol of the same frequency.
  • the terminal may perform channel estimation for each antenna port through the following process through the Type-S CSI-RS configuration of FIG. 13.
  • the terminal uses the Type-S CSI-RS received through the first subcarrier 1301, which is the highest frequency subcarrier among the Type-S CSI-RSs allocated to the first OFDM symbol, Channel estimation of the antenna port is performed.
  • This is channel estimation corresponding to the first RF chain (RF Chain 1) in the embodiment of the DC-SN structure.
  • the UE performs channel estimation of the next antenna port through a technique similar to successive interference cancellation (SIC) by utilizing channel information of an antenna port for which channel estimation has already been performed.
  • the terminal uses the channel estimation result of the first RF chain (RF Chain 1), and the second RF chain (RF Chain 1) corresponding to the Type-S CSI-RS received through the second subcarrier 1302 Channel estimation of 2) may be performed.
  • the terminal uses the channel estimation result of the second RF chain (RF Chain 2) to generate a third RF chain (RF Chain 3) corresponding to the Type-S CSI-RS received through the third subcarrier 1303. It is possible to perform channel estimation of
  • Channel estimation for each antenna port is performed on the subcarrier corresponding to the lowest frequency from the Type-S CSI-RS allocated to the subcarrier corresponding to the highest frequency among the Type-S CSI-RS allocated to the first OFDM symbol ( subcarrier) may proceed in the order of Type-S CSI-RS assigned to.
  • the terminal can perform channel estimation for each antenna port in the DC-SN structure.
  • Type-S CSI-RS can be utilized by predefining applicable DC-SN structures for each number of used antenna ports, and then flexibly changing them according to the structure of the corresponding switch network. Meanwhile, the CSI-RS overhead of the existing CSI-RS is N when it is assumed that the CSI-RS density is 1, whereas the CSI-RS overhead of the Type-S CSI-RS according to an embodiment of the present disclosure is 2 is N - 1.
  • the Type-S CSI-RS is not always allocated to adjacent subcarriers, and the Type-S CSI-RS may be received through subcarriers at various predetermined locations.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a method of estimating a channel using a Type-S CSI-RS in a method for supporting multiple access using a randomly connected (RC) type switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • the RC-SN structure represents a structure in which channel estimation of all channels is possible through a Type-S CSI-RS configuration among structures of a switch network (SN-14) in which a plurality of TXRUs and a plurality of subarrays are arbitrarily connected.
  • a switch network may have a structure determined to perform channel estimation for all antenna ports.
  • the aforementioned DC-SN structure of FIG. 13 is an example of an RC-SN structure capable of channel estimation for all antenna ports.
  • channel estimation based on SIC can be performed as in the case of the DC-SN structure.
  • a Type-S CSI-RS allocated to the first OFDM symbol defined in a resource block may perform channel estimation for each antenna port from the CSI-RS of an antenna port allocated to a high-frequency subcarrier. From the second OFDM symbol, the channel influence of other antenna ports experienced by the CSI-RS of a specific antenna port can be removed through the SIC technique or the like by utilizing the allocated Type-S CSI-RS.
  • the channel estimation priority for each antenna port may be determined based on symbol information for all time slots.
  • a UE may perform channel estimation of a first antenna port using a Type-S CSI-RS received through a first subcarrier 1401. This may be expressed as channel estimation corresponding to the first RF chain (RF Chain 1) in the embodiment of the RC-SN structure. Thereafter, the terminal may perform channel estimation of the next antenna port through the SIC technique by utilizing channel information of the antenna port for which channel estimation has already been performed. For example, the terminal uses the channel estimation result of the first RF chain (RF Chain 1), and the second RF chain (RF Chain 1) corresponding to the Type-S CSI-RS received through the second subcarrier 1402 Channel estimation of 2) may be performed.
  • RF Chain 1 the channel estimation result of the first RF chain
  • RF Chain 1 the second RF chain (RF Chain 1) corresponding to the Type-S CSI-RS received through the second subcarrier 1402 Channel estimation of 2
  • the terminal uses the channel estimation result of the first RF chain (RF Chain 1) and the channel estimation result of the second RF chain (RF Chain 2), and the Type-S CSI received through the third subcarrier 1403 - Channel estimation of the third RF chain (RF Chain 3) corresponding to the RS can be performed.
  • Type-S CSI-RS In the Type-S CSI-RS, after predefining the applicable RC-SN structure for each number of used antenna ports, it can be flexibly changed and utilized according to the structure of the corresponding switch network.
  • the Type-S CSI-RS used in the RC-SN structure in which the number of closed switches in the switch network (SN-14) is larger than that of the DC-SN, has a higher CSI-RS than the Type-S CSI-RS used in the DC-SN.
  • RS has overhead.
  • the CSI-RS overhead of the Type-S CSI-RS can be flexibly changed according to the RC-SN structure used, and can be up to N ( N - 1) / 2.
  • Type-S CSI-RS may have higher overhead than general CSI-RS, but when using Type-S CSI-RS, in a wireless communication system including a switch network to lower the base station PC, all channels It enables channel estimation.
  • Type-S CSI-RSs are not always allocated to adjacent subcarriers, and Type-S CSI-RSs may be received through subcarriers in various predetermined positions.
  • 15 is a diagram for explaining an execution cycle of a Phase 1 operation for performing an SSO algorithm in a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • the switch network based communication system may be divided into Phase 1 (P1) and Phase 2 (P2).
  • Phase 1 (P1) represents a step of obtaining information of terminals for performing the SSO algorithm and performing the SSO algorithm using this, prior to performing multiple access support using a switch network.
  • Phase 2 (P2) represents a step of supporting multiple access of a plurality of terminals by utilizing the allocation of subarrays for each terminal and the structure of the switch network determined through the preceding most recent Phase 1 (P1).
  • Phase 1 (P1) may be periodically performed according to a preset time period.
  • Phase 1 (P1) can be continuously utilized during Phase 2 (P2) due to small channel change of supported terminals.
  • Phase 1 (P1) can be periodically performed.
  • Phase 1 (P1) may be performed periodically.
  • additional Phase 1 (P12) adjusts allocation of subarrays to a plurality of terminals between Phase 1s (P11 and P13) performed according to a preset time period, or It may be further performed to change the structure of the switch network. Additional Phase 1 (P12) may be performed when it is determined that there is an abrupt channel state change based on the CSI received from the terminal or when a number of new terminals request access and CSI to be considered is added. .
  • additional Phase 1 may not affect the execution time of Phase 1 (P11, P13) performed according to a preset time period. That is, when the preset Phase 1 execution period is L, the time interval between P11 and P13 may be maintained at L, and P13 may be performed at a predetermined time regardless of the execution time of P12.
  • additional Phase 1 may affect the timing of performing periodic Phase 1 (P13) to be performed later.
  • Phase 1 may be periodically performed based on the most recently performed Phase 1 (P12).
  • P13 may be performed at a time point one cycle later from P12, which is the most recently performed Phase 1 (the time interval between P12 and P13 may be L) .
  • Phase 2 (P21, P22) is continuously performed between adjacent Phase 1 on the timeline.
  • multiple access of a plurality of terminals may be supported by utilizing the allocation of subarrays for each terminal determined in the previous phase 1 and the structure of the switch network.
  • 16 is a flowchart illustrating operations of a base station and a UE performing a method for supporting multiple access using a switch network according to an embodiment of the present disclosure.
  • a base station performs Phase 1 before performing Phase 2 supporting wireless communication of multiple terminals.
  • the base station's switch network has an AoSA structure
  • Phase 2 the base station's switch network has a switch network (SN) structure determined in the most recent Phase 1 preceding on the timeline.
  • SN switch network
  • Phase 1 may be performed through steps S1610 to S1640.
  • the base station may determine the allocation of subarrays for each UE and the structure of the switch network, and determine the Type-S CSI-RS configuration based on the determined structure of the switch network.
  • step S1610 the base station transmits CSI-RS to each of a plurality of terminals (UEs).
  • UEs terminals
  • the base station obtains channel information for each port determined based on the CSI-RS from a plurality of terminals (UEs).
  • the base station provides QoS conditions required for each UE from a plurality of UEs and distance information between the plurality of UEs and the base station (reference signal received power (RSRP), time advance (TA), etc. ) can be additionally received.
  • the QoS information of the terminal (UE) includes information on all communication quality requirements including the rate requested by the terminal (UE). Step S1620 may be performed similarly to step S410 of FIG. 4 .
  • step S1630 the base station adjusts sub-array allocation for each terminal and performs an SSO algorithm for optimizing the switch network.
  • a base station identifies at least one subarray allocated to a plurality of terminals among a plurality of subarrays. For example, the base station may identify a terminal to which a plurality of subarrays are allocated. The base station allocates to a plurality of terminals (UEs) based on the CSI for each antenna port obtained in step S1620, the QoS condition required for each plurality of terminals (UEs), and distance information between the plurality of terminals (UEs) and the base station.
  • a subarray can be identified. For example, a base station may determine how many subarrays or RF chains to allocate to a specific terminal in order to satisfy QoS required for a specific terminal.
  • the base station determines the structure of the switch network corresponding to each of the plurality of terminals.
  • the n-th switch network allocated to the n-th terminal may include at least one switch connecting the subarray and at least one RF chain allocated to the n-th terminal.
  • the base station may individually determine on/off of at least one switch included in the n-th switch network.
  • the base station may determine the structure of the switch network in various ways by individually adjusting the opening or closing of switches included in the switch network.
  • the base station may determine the structure of the switch network based on base station power consumption (PC). For example, the base station may determine the structure of the switch network such that the base station PC is minimized within a limit that satisfies the QoS of all terminals (UEs).
  • Step S1630 may be performed similarly to steps S430, S440, and S450 of FIG. 4 .
  • the base station determines the Type-S CSI-RS configuration based on the structure of the switch network determined in step S1630.
  • Type-S CSI-RS may be determined based on Type-S CSI-RS configuration information and feedback configuration information.
  • the Type-S CSI-RS configuration information includes the index of the CSI-RS configuration information, the number of antenna ports included in the CSI-RS, the transmission period of the CSI-RS, the transmission offset, and the resource configuration information of the CSI-RS ( resource configuration), CSI-RS scrambling ID, and quasi co-location (QCL) information.
  • the feedback setting information includes channel estimation priority information of a plurality of channels.
  • the Type-S CSI-RS configuration may include information about an order of estimating CSI for each channel in order to acquire CSI of all channels in a wireless communication system using a switch network.
  • Information on the order of estimating CSI for each channel may be determined according to the structure of the switch network determined in step S1630.
  • Phase 2 may be performed through steps S1650 to S1690.
  • the base station supports multiple access of a plurality of terminals based on the allocation of subarrays for each terminal and the structure of the switch network determined through Phase 1.
  • the base station transmits the Type-S CSI-RS to a plurality of UEs.
  • the operation of the base station transmitting the Type-S CSI-RS to a plurality of terminals (UEs) includes the operation of transmitting the Type-S CSI-RS configuration information to the corresponding terminals (UEs) and the feedback configuration information to the corresponding terminals (UEs). ).
  • the UE determines at least one of the number of ports for each CSI-RS, timing at which each CSI-RS is transmitted, resource location, and transmission power. can be checked.
  • the terminal may perform channel estimation according to channel estimation priorities of a plurality of channels based on the feedback setting information received in step S1650 (step S1670).
  • feedback configuration information may be included in Type-S CSI-RS configuration information or may be provided through separate higher layer signaling or control signaling.
  • the base station may transmit a physical downlink shared channel (PDSCH) to the UE to support full speed of the UE.
  • step S1660 may be performed after step S1680.
  • the base station may transmit the PDSCH to the UE according to the CSI obtained in step S1680.
  • a modulation and coding scheme of the PDSCH may be determined according to CSI determined based on feedback configuration information and Type-S CSI-RS.
  • step S1670 after receiving the Type-S CSI-RS, the UE estimates a channel between the transmission antenna of the base station and the reception antenna of the UE using the received Type-S CSI-RS. Based on the estimated channel, the UE uses the received feedback setting information and a predefined codebook to provide feedback information such as RI (rank indicator), PMI (precoding matrix index), or CQI (channel quality) indicator) can be created.
  • RI rank indicator
  • PMI precoding matrix index
  • CQI channel quality indicator
  • the UE transmits feedback information (determined CSI) to the base station at a feedback timing determined according to the feedback configuration information in step S1680.
  • the base station may determine whether to perform additional Phase 1 based on the CSI report received in step S1680. That is, based on the CSI report received from the terminals (UEs), the base station determines whether to additionally allocate a subarray to at least one terminal among a plurality of terminals (UEs) and determines the switch network corresponding to the at least one terminal. You can decide whether to change the structure or not. For example, when there is a sudden change in channel state of access support terminals (UEs) or when a number of new terminals (UEs) request access and channel state information to be considered is added, the base station performs additional Phase 1 may be judged necessary.
  • UEs channel state of access support terminals
  • UEs channel state information to be considered
  • step S1690 the method may proceed to step S1611.
  • the base station may transmit a CSI-RS to each of a plurality of terminals (UEs) in order to determine the allocation of subarrays for each terminal and the structure of the switch network.
  • Step S1611 may be performed similarly to step S1610 described above.
  • FIG. 17 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a base station 1700 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a base station 1700 may include a transceiver 1710, a processor 1720, and a memory 1730. According to the communication method of the base station 1700 described above, the transceiver 1710, the processor 1720, and the memory 1730 of the base station 1700 may operate. However, components of the base station 1700 are not limited to the above example. For example, the base station 1700 may include more or fewer components than the aforementioned components. In one embodiment, the transceiver 1710, the processor 1720, and the memory 1730 may be implemented as a single chip. Additionally, the processor 1720 may include one or more processors.
  • the transmission/reception unit 1710 collectively refers to a reception unit of the base station 1700 and a transmission unit of the base station 1700, and may transmit/receive a signal to/from a terminal or a network entity. Signals transmitted to and from a terminal or network entity may include control information and data.
  • the transceiver 1710 may include an RF transmitter for up-converting and amplifying the frequency of a transmitted signal, and an RF receiver for low-noise amplifying a received signal and down-converting its frequency.
  • this is one embodiment of the transceiver 1710, and components of the transceiver 1710 are not limited to the RF transmitter and the RF receiver.
  • the transceiver 1710 may perform functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel.
  • the transceiver 1710 may receive a signal through a wireless channel, output the signal to the processor 1720, and transmit the signal output from the processor 1720 through the wireless channel.
  • the memory 1730 may store programs and data necessary for the operation of the base station 1700 . Also, the memory 1730 may store control information or data included in a signal obtained from the base station.
  • the memory 1730 may include a storage medium such as a ROM, a RAM, a hard disk, a CD-ROM, and a DVD, or a combination of storage media. Also, the memory 1730 may not exist separately but may be included in the processor 1720.
  • the memory 1730 may include volatile memory, non-volatile memory, or a combination of volatile and non-volatile memory. Also, the memory 1730 may provide stored data according to a request of the processor 1720 .
  • the processor 1720 may control a series of processes so that the base station 1700 can operate according to the above-described embodiment of the present disclosure.
  • the processor 1720 may receive control signals and data signals through the transceiver 1710 and process the received control signals and data signals.
  • the processor 1720 may transmit the processed control signal and data signal through the transceiver 1710 .
  • the processor 1720 may write data to or read data from the memory 1730 .
  • the processor 1720 may perform protocol stack functions required by communication standards.
  • the processor 1720 may include at least one processor or micro processor.
  • a part of the transceiver 1710 or the processor 1720 may be referred to as a communication processor (CP).
  • the processor 1720 may control each element of the base station 1700 to configure and transmit DCI including allocation information for the PDSCH.
  • the processor 1720 obtains CSI from a plurality of terminals (UEs) through the transceiver 1710, identifies a plurality of subarrays formed from an antenna array having a plurality of antenna elements, A first switch network that identifies at least one subarray allocated to a plurality of terminals (UEs) among a plurality of subarrays and corresponds to a subarray allocated to a first terminal (UE) among the plurality of terminals (UEs).
  • UEs terminals
  • a first switch network that identifies at least one subarray allocated to a plurality of terminals (UEs) among a plurality of subarrays and corresponds to a subarray allocated to a first terminal (UE) among the plurality of terminals (UEs).
  • FIG. 18 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a terminal 1800 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a terminal 1800 may include a processor 1820, a memory 1830, and a transceiver 1810.
  • components of the terminal 1800 are not limited to the above example.
  • the terminal 1800 may include more or fewer components than the aforementioned components.
  • the processor 1820, the memory 1830, and the transceiver 1810 may be implemented as a single chip.
  • the processor 1820 may include one or a plurality of processors.
  • the one or more processors may be a general-purpose processor such as a CPU, an AP, or a digital signal processor (DSP), a graphics-only processor such as a GPU or a vision processing unit (VPU), or an artificial intelligence-only processor such as an NPU.
  • DSP digital signal processor
  • VPU vision processing unit
  • an artificial intelligence-only processor such as an NPU.
  • the processors dedicated to artificial intelligence may be designed as a hardware structure specialized for processing a specific artificial intelligence model.
  • the processor 1820 may control a series of processes so that the terminal 1800 may operate according to the above-described embodiment of the present disclosure.
  • the processor 1820 may receive control signals and data signals through the transceiver 1810 and process the received control signals and data signals.
  • the processor 1820 may transmit the processed control signal and data signal through the transceiver 1810.
  • the processor 1820 may control to process input data derived from the received control signal and data signal according to a predefined operation rule or an artificial intelligence model stored in the memory 1830 .
  • the processor 1820 may write data to and read data from the memory 1830 .
  • the processor 1820 may perform protocol stack functions required by communication standards.
  • the processor 1820 may include at least one processor.
  • a part of the transceiver 1810 or the processor 1820 may be referred to as a communication processor (CP).
  • CP communication processor
  • the processor 1820 may receive Type-S CSI-RS configuration information and feedback configuration information from the base station through the transceiver 1810.
  • the processor 1820 may receive the Type-S CSI-RS generated based on the Type-S CSI-RS configuration information from the base station through the transceiver 1810.
  • the processor 1820 may determine CSI for a plurality of channels based on the feedback configuration information and the Type-S CSI-RS, and transmit the determined CSI for the plurality of channels to the base station through the transceiver 1810.
  • Predefined action rules or artificial intelligence models can be created through learning. Creating through learning means that a basic artificial intelligence model is learned using a plurality of learning data by a learning algorithm, so that a predefined action rule or artificial intelligence model set to perform a desired characteristic (or purpose) is created. do. Such learning may be performed in the terminal 1800 itself where artificial intelligence according to the present disclosure is performed, or through a separate server and/or system. Examples of learning algorithms include supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but are not limited to the above examples.
  • An artificial intelligence model may be composed of a plurality of neural network layers.
  • Each of the plurality of neural network layers has a plurality of weight values, and a neural network operation is performed through an operation between an operation result of a previous layer and a plurality of weight values.
  • a plurality of weights possessed by a plurality of neural network layers may be optimized by a learning result of an artificial intelligence model. For example, a plurality of weights may be updated so that a loss value or a cost value obtained from an artificial intelligence model is reduced or minimized during a learning process.
  • the artificial neural network may include a deep neural network (DNN), for example, a Convolutional Neural Network (CNN), a Deep Neural Network (DNN), a Recurrent Neural Network (RNN), a Restricted Boltzmann Machine (RBM), A deep belief network (DBN), a bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), or deep Q-networks, but is not limited to the above examples.
  • DNN deep neural network
  • CNN Convolutional Neural Network
  • DNN Deep Neural Network
  • RNN Recurrent Neural Network
  • RBM Restricted Boltzmann Machine
  • BBN Restricted Boltzmann Machine
  • BBN deep belief network
  • BNN bidirectional recurrent deep neural network
  • Q-networks deep Q-networks
  • the memory 1830 may store programs and data necessary for the operation of the terminal 1800 . Also, the memory 1830 may store control information or data included in a signal obtained from the terminal 1800 . Also, the memory 1830 may store predefined operation rules or artificial intelligence models used in the terminal 1800 .
  • the memory 1830 may include a storage medium such as a ROM, a RAM, a hard disk, a CD-ROM, and a DVD, or a combination of storage media. In addition, the memory 1830 may not exist separately but may be included in the processor 1820.
  • the memory 1830 may be composed of volatile memory, non-volatile memory, or a combination of volatile and non-volatile memory. The memory 1830 may provide stored data according to a request of the processor 1820 .
  • the transmission/reception unit 1810 collectively refers to a transmission unit and a reception unit, and the transmission/reception unit 1810 of the terminal 1800 may transmit/receive signals with a base station or a network entity.
  • a signal to be transmitted and received may include control information and data.
  • the transceiver 1810 may include an RF transmitter that up-converts and amplifies the frequency of a transmitted signal, and an RF receiver that amplifies a received signal with low noise and down-converts its frequency.
  • this is one embodiment of the transceiver 1810, and components of the transceiver 1810 are not limited to the RF transmitter and the RF receiver.
  • the transceiver 1810 may receive a signal through a wireless channel, output the signal to the processor 1820, and transmit the signal output from the processor 1820 through the wireless channel.
  • Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Also, computer readable media may include computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
  • the disclosed embodiments may be implemented as a S/W program including instructions stored in computer-readable storage media.
  • a computer is a device capable of calling instructions stored in a storage medium and performing operations according to the disclosed embodiments according to the called instructions, and may include electronic devices according to the disclosed embodiments.
  • a computer-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. 'Non-temporary' means that the storage medium does not contain a signal and is tangible, but does not distinguish whether data is stored semi-permanently or temporarily in the storage medium.
  • control method according to the disclosed embodiments may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product may include a S/W program and a computer-readable storage medium in which the S/W program is stored.
  • the computer program product may include a product (eg, downloadable app) in the form of a S/W program that is distributed electronically through a device manufacturer or an electronic market (eg, Google Play Store, App Store).
  • a product eg, downloadable app
  • the storage medium may be a storage medium of a manufacturer's server, an electronic market server, or a relay server temporarily storing SW programs.
  • a computer program product may include a storage medium of a server or a storage medium of a device in a system composed of a server and a device.
  • the computer program product may include a storage medium of the third device.
  • the computer program product may include a S/W program itself transmitted from the server to the device or the third device or from the third device to the device.
  • one of the server, the device and the third apparatus may execute the computer program product to perform the method according to the disclosed embodiments.
  • two or more of the server, the device, and the third device may execute the computer program product to implement the method according to the disclosed embodiments in a distributed manner.
  • a server may execute a computer program product stored in the server to control a device communicatively connected to the server to perform a method according to the disclosed embodiments.
  • the third device may execute a computer program product to control a device communicatively connected to the third device to perform a method according to the disclosed embodiment.
  • the third device may download the computer program product from the server and execute the downloaded computer program product.
  • the third device may perform the method according to the disclosed embodiments by executing a computer program product provided in a preloaded state.
  • unit may be a hardware component such as a processor or a circuit, and/or a software component executed by the hardware component such as a processor.

Landscapes

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 일 실시예서는, 기지국이 스위치 네트워크를 이용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 방법이 제공된다. 방법은, 복수의 단말로부터 채널 상태 정보를 획득하는 단계, 복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이로부터 형성되는 복수의 서브어레이들을 식별하는 단계, 복수의 서브어레이들 중 복수의 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하는 단계, 복수의 단말에 각각 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 단계, 및 결정된 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법 및 장치
본 개시는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 세대를 거듭하면서 발전한 과정을 돌아보면 음성, 멀티미디어, 데이터 등 주로 인간 대상의 서비스를 위한 기술이 개발되어 왔다. 5G(5th-generation) 통신 시스템 상용화 이후 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것으로 전망되고 있다. 네트워크에 연결된 사물의 예로는 차량, 로봇, 드론, 가전제품, 디스플레이, 각종 인프라에 설치된 스마트 센서, 건설기계, 공장 장비 등이 있을 수 있다. 모바일 기기는 증강현실 안경, 가상현실 헤드셋, 홀로그램 기기 등 다양한 폼팩터로 진화할 것으로 예상된다. 6G(6th-generation) 시대에는 수천억 개의 기기 및 사물을 연결하여 다양한 서비스를 제공하기 위해, 개선된 6G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 6G 통신 시스템은 5G 통신 이후(beyond 5G) 시스템이라 불리어지고 있다.
2030년쯤 실현될 것으로 예측되는 6G 통신 시스템에서 최대 전송 속도는 테라 (즉, 1,000기가) bps, 무선 지연시간은 100마이크로초(μsec) 이다. 즉, 5G 통신 시스템대비 6G 통신 시스템에서의 전송 속도는 50배 빨라지고 무선 지연시간은 10분의 1로 줄어든다.
이러한 높은 데이터 전송 속도 및 초저(ultra-low) 지연시간을 달성하기 위해, 6G 통신 시스템은 테라헤르츠(terahertz, THz) 대역(예를 들어, 95기가헤르츠(95GHz)에서 3테라헤르츠(3THz)대역)에서의 구현이 고려되고 있다. 테라헤르츠 대역에서는 5G에서 도입된 밀리미터파(mmWave) 대역에 비해 더 심각한 경로 손실 및 대기 흡수 현상으로 인해서 신호 도달 거리, 즉 커버리지를 보장할 수 있는 기술의 중요성이 더 커질 것으로 예상된다. 커버리지를 보장하기 위한 주요 기술로서 RF(radio frequency) 소자, 안테나, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)보다 커버리지 측면에서 더 우수한 신규 파형(waveform), 빔포밍(beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(massive multiple-input and multiple-output; massive MIMO), 전차원 다중 입출력(full dimensional MIMO; FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술 등이 개발되어야 한다. 이 외에도 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(orbital angular momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(reconfigurable intelligent surface) 등 새로운 기술들이 논의되고 있다.
또한 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위해, 6G 통신 시스템에서는 상향링크(uplink)와 하향링크(downlink)가 동일 시간에 동일 주파수 자원을 동시에 활용하는 전이중화(full duplex) 기술, 위성(satellite) 및 HAPS(high-altitude platform stations)등을 통합적으로 활용하는 네트워크 기술, 이동 기지국 등을 지원하고 네트워크 운영 최적화 및 자동화 등을 가능하게 하는 네트워크 구조 혁신 기술, 스펙트럼 사용 예측에 기초한 충돌 회피를 통한 동적 주파수 공유(dynamic spectrum sharing) 기술, AI(artificial intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(end-to-end) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원(mobile edge computing (MEC), 클라우드 등)을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발이 이루어지고 있다. 뿐만 아니라 6G 통신 시스템에서 이용될 새로운 프로토콜의 설계, 하드웨어 기반의 보안 환경의 구현 및 데이터의 안전 활용을 위한 메커니즘 개발 및 프라이버시 유지 방법에 관한 기술 개발을 통해 디바이스 간의 연결성을 더 강화하고, 네트워크를 더 최적화하고, 네트워크 엔티티의 소프트웨어화를 촉진하며, 무선 통신의 개방성을 높이려는 시도가 계속되고 있다.
이러한 6G 통신 시스템의 연구 및 개발로 인해, 사물 간의 연결뿐만 아니라 사람과 사물 간의 연결까지 모두 포함하는 6G 통신 시스템의 초연결성(hyper-connectivity)을 통해 새로운 차원의 초연결 경험(the next hyper-connected experience)이 가능해질 것으로 기대된다. 구체적으로 6G 통신 시스템을 통해 초실감 확장 현실(truly immersive extended reality; truly immersive XR), 고정밀 모바일 홀로그램(high-fidelity mobile hologram), 디지털 복제(digital replica) 등의 서비스 제공이 가능할 것으로 전망된다. 또한 보안 및 신뢰도 증진을 통한 원격 수술(remote surgery), 산업 자동화(industrial automation) 및 비상 응답(emergency response)과 같은 서비스가 6G 통신 시스템을 통해 제공됨으로써 산업, 의료, 자동차, 가전 등 다양한 분야에서 응용될 것이다.
본 개시의 일 실시예는, 스위치 네트워크(switch network, SN)를 이용해 다중 단말 접속을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 각각의 단말의 서비스 품질(quality of service, QoS)을 만족시키면서 기지국 소비 전력을 최소화할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예는, 스위치 네트워크를 이용해 다중 단말 접속을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 단말이 채널 상태를 예측하고 채널 상태 정보의 피드백을 제공할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 개시된, 무선 통신 시스템에서 기지국이 스위치 네트워크(switch network, SN)를 이용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 방법은, 복수의 단말로부터 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 획득하는 단계, 복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이로부터 형성되는 복수의 서브어레이(subarray, SA)들을 식별하는 단계, 복수의 서브어레이들 중 복수의 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하는 단계, 복수의 단말 중 제1 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제1 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 단계, 복수의 단말 중 제2 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제2 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 단계, 및 결정된 제1 스위치 네트워크의 구조 및 결정된 제2 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 개시된, 무선 통신 시스템에서 스위치 네트워크를 이용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 기지국은, 송수신부 및 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는, 송수신부를 통해 복수의 단말들로부터 CSI를 획득하고, 복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이로부터 형성되는 복수의 서브어레이들을 식별하고, 복수의 서브어레이들 중 복수의 단말들에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하고, 복수의 단말 중 제1 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제1 스위치 네트워크의 구조를 결정하고, 복수의 단말 중 제2 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제2 스위치 네트워크의 구조를 결정하고, 결정된 제1 스위치 네트워크의 구조 및 결정된 제2 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 개시된, 무선 통신 단말은, 송수신부 및 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는, 송수신부를 통해 기지국으로부터, Type-S CSI-RS 설정 정보 및 피드백 설정 정보를 수신할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는, 송수신부를 통해 기지국으로부터, Type-S CSI-RS 설정 정보에 기초하여 생성된 Type-S CSI-RS를 수신할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는, 피드백 설정 정보 및 Type-S CSI-RS에 기초하여 복수의 채널에 대한 CSI를 결정하고, 송수신부를 통해 결정된 복수의 채널에 대한 CSI를 기지국으로 전송할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 개시된, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 개시된 방법의 실시예들 중에서 적어도 하나를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램이 저장된 것일 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법의 개요도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 스위치 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 복수의 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하고, 복수의 단말에 각각 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 복수의 단말에 요구되는 서비스 품질(QoS)에 기초하여 복수의 단말에 할당되는 서브어레이를 식별하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크의 구조 별로 대응되는 단말의 QoS를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크 구조 및 대응되는 단말에 할당된 서브어레이 개수에 따라 단말의 QoS와 기지국 소비 전력(PC)을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크 구조를 이용한 기지국 소비 전력(PC)을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에서 안테나 포트와 서브어레이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에서 안테나 포트 별로 채널 추정(channel estimation)하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, DC(doubly connected) 타입의 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에서, Type-S CSI-RS를 이용해 채널 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른, RC(randomly connected) 타입의 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에서, Type-S CSI-RS를 이용해 채널 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에서, Phase 1 동작의 수행 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법을 수행하는 기지국과 UE의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 개시를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
마찬가지 이유로 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 기지국(base station, BS)은 단말의 자원 할당을 수행하는 주체로서, gNode B, eNode B, Node B, (또는 xNode B (x는 g, e를 포함하는 알파벳)), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 위성(satellite), 비행체(airborn), 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말(user equipment: UE)은 MS(Mobile Station), 차량(Vehicular), 위성(satellite), 비행체(airborn), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어 시스템을 포함할 수 있다. 본 개시에서 하향링크(Downlink, DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크(Uplink, UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 나타낼 수 있다. 추가적으로 단말이 또 다른 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송 경로를 의미하는 사이드링크(sidelink, SL)가 존재할 수 있다.
또한, 이하에서 LTE, LTE-A 또는 5G 시스템을 일 예로서 설명할 수도 있지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어 5G 이동통신 기술(혹은 new radio, NR) 이후에 개발되는 5G-Advance 또는 NR-Advance 또는 6세대 이동통신 기술(6G)이 이에 포함될 수 있으며, 이하의 5G는 기존의 LTE, LTE-A 및 유사한 다른 서비스를 포함하는 개념일 수도 있다. 또한, 본 개시는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 ‘~부’는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
이하 설명에서 사용되는 방송 정보를 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 통신 커버리지(coverage)에 관련된 용어, 상태 변화를 지칭하는 용어(예: 이벤트(event)), 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준 가운데 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project) 단체에서 정의하는 가장 최신의 표준인 LTE 및 NR 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
차세대 무선 통신 시스템은 단말(UE)의 점차 늘어나는 데이터 요구량을 충족하기 위하여 28GHz 대역을 포함한 mmWave 대역 외에도 수십, 수백 GHz 대역을 활용할 수 있도록 sub-THz(0.1THz - 1THz) 등의 고주파수 대역 활용을 고려한다. 테라헤르츠(terahertz, THz) 통신 시스템에서는 신호의 경로 손실(path loss)를 줄이기 위해 복수의 안테나 소자(antenna element) 및 RF 체인(radio frequency chain)을 활용하고 있다. 이에 따라, sub-THz 등 고주파수 대역 활용 시, 높은 전파 손실(propagation loss) 및 흡수 손실(absorption loss)을 극복하기 위해 기지국에서 운용하는 안테나 소자 및 RF 체인 개수가 기하급수적으로 증가하게 된다. 안테나 소자의 개수 증가에 비례하여, 기지국에서 요구되는 증폭기(power amplifier, PA) 및 위상 이동기(phase shifter, PS)의 개수도 증가한다. 기지국 내부 구조(inner structure)에 포함된 구성 요소들의 전반적인 개수 증가는 기지국 소비 전력(power consumption, PC)의 기하급수적인 증가를 야기하며, 이를 감소시킬 필요가 있다. 예를 들어, 기지국 소비 전력(PC)는 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000001
수학식 1에서, P BB는 베이스밴드(baseband, BB) 소비 전력, N RF는 RF 체인의 개수, P RF는 단일 RF 체인의 소비 전력, N PA는 증폭기의 개수, P PA는 단일 증폭기의 소비 전력, N PS는 위상 이동기의 개수, 및 P PS는 단일 위상 이동기의 소비 전력을 나타낸다. 수학식 1을 참조하면, 기지국 내부 구조에 포함된 RF, PA, 및 PS의 개수가 증가됨에 따라, 기지국 소비 전력(PC)이 증가될 수 있다.
아래의 표 1은, 일 실시예에서, 기지국 내부 구조에 포함되는 대표적인 구성 요소와 해당 구성 요소들의 소비 전력을 나타낸다. 표 1에서, N t는 기지국의 안테나 서브어레이(subarray, SA)의 개수를 나타내고, N RF는 기지국의 RF 체인의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 기지국 내부에서 RF 체인과 안테나 서브어레이의 연결 구조는 array-of-subarray (AoSA) 구조 또는 fully connected (FC) 구조를 가질 수 있다. 이 때, RF 체인과 안테나 서브어레이의 연결 구조에 따라 요구되는 PS의 개수가 다르므로, 아래의 표 1에서는 기지국 내의 복수의 PS에서 총 소비되는 전력을 AoSA 구조와 FC 구조 각각에 대해 나누어 표기하였다.
Power amplifier Phase shifter RF chain Baseband
Device power [mW] 60 42 136 200
Power consumption [mW]
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000002
 AoSA FC
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000003
 200
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000004
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000005
이에 따라, 표 1의 실시예에서, 기지국 소비 전력(PC)은, 기지국 내부에서 RF 체인과 안테나 서브어레이의 연결 구조에 따라 아래의 수학식 2 및 수학식 3과 같이 표현될 수 있다. 수학식 2에서, PC AoSA는 AoSA 구조를 갖는 기지국에 대한 기지국 소비 전력(PC)을 나타내고, 수학식 3에서, PC FC는 FC 구조를 갖는 기지국에 대한 기지국 소비 전력(PC)을 나타낸다.
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000006
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000007
수학식 2 및 수학식 3을 참조하면, 기지국 소비 전력(PC)은 RF 체인의 개수(N RF)와 안테나 서브어레이의 개수(N t)에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 기지국 PC를 줄이기 위해서는, RF 체인의 개수(N RF)와 서브어레이의 개수(N t)를 줄일 필요가 있다. 한편, THz 통신 시스템에서는, 신호의 경로 손실로 인해 RF 체인의 개수(N RF)와 서브어레이의 개수(N t)를 줄이는 것에 한계가 있다. 이에 따라, RF 체인 및 서브어레이 사이에 스위치 네트워크(switch network, SN)를 배치하고, 스위치 네트워크의 구조를 변경하여 기지국 PC를 더욱 최적화할 수 있다.
스위치 네트워크를 이용한 무선 통신 시스템은 개별 스위치(switch, SW)의 열림, 닫침을 통해 RF 체인과 서브어레이(SA) 간 연결 구조를 유동적으로 조절할 수 있다. 스위치 네트워크는 전체 RF 체인들과 서브어레이들 사이의 스위치들로 구성된 네트워크를 의미할 수 있다. 스위치 네트워크를 통해 기지국 내부의 RF 체인과 서브어레이 간 전체 연결 구조를, 해당 시점의 채널 상태에 맞추어 유동적으로 조절할 수 있다. 스위치 네트워크를 이용한 무선 통신 시스템에서, 기지국 소비 전력(PC)은 아래의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000008
수학식 4에서, P BB는 베이스밴드 소비 전력, N RF는 RF 체인의 개수, P RF는 단일 RF 체인의 소비 전력, N PA는 증폭기의 개수, P PA는 단일 증폭기의 소비 전력, N PS는 위상 이동기의 개수, P PS는 단일 위상 이동기의 소비 전력, N SW는 스위치 네트워크에 포함된 스위치의 개수, 그리고, P SW는 단일 스위치의 소비 전력을 나타낸다. N RF 및 N PA는 서브어레이의 할당 개수에 기초해 조절될 수 있다. N PS 및 N SW는 스위치 네트워크의 구조에 기초해 조절될 수 있다. 스위치 네트워크를 이용한 무선 통신 시스템에서는, 스위치 네트워크를 이용해 N SW뿐만 아니라 N PS를 유동적으로 조절할 수 있고, 나아가 기지국 PC를 최소화할 수 있다.
수학식 4에 표시된 기지국 소비 전력(PC)를 최소화하는 동작은, 아래의 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000009
수학식 5에서, W는 스위치 네트워크를 나타내고, (W)i,j는 스위치 네트워크 내에서 제i 서브프레임 및 제j RF 체인을 연결하는 스위치를 나타낸다. 스위치 네트워크(W)에 포함된 각각의 스위치들은 열리거나((W)i,j=0), 닫힐 수 있다((W)i,j=1). S는 총 서브어레이 집합을 나타내고, Si는 제i 단말에 할당된 서브어레이 세트를 나타낸다. 제i 단말에 할당된 서브어레이 세트(Si)는 총 서브어레이 집합(S)의 부분집합이다. Ri는 제i 단말의 QoS를 나타낸다. Ri,th는 제i 단말에 요구되는 QoS를 나타낸다. PA는 아날로그 프리코더, PD는 디지털 프리코더를 나타낸다. 수학식 5를 참조하면, 다중 단말 각각에 요구되는 QoS(Ri,th)를 만족시키는 조건 하에서, 스위치 네트워크(W)를 조절함으로써, 기지국 소비 전력(PC)를 최소화할 수 있다.
일 실시예에서, 스위치 네트워크 내에 닫힌 스위치의 개수가 많을수록 더 높은 스펙트럼 효율(spectral efficiency, SE) 성능을 얻을 수 있다. 한편, 이 경우 요구되는 위상 이동기(PS)의 개수(N PS)가 함께 증가함에 따라, 기지국 소비 전력(PC)이 증가하는 양상을 보인다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에서는, 스펙트럼 효율(SE)과 소비 전력(PC)의 트레이드오프(trade-off) 관계에 기초하여, 지원하는 단말(UE)의 QoS 및 현재 채널 상태에 따라 스위치 네트워크(SN)를 최적화할 수 있다.
스위치 네트워크(SN)의 최적화를 통해 기지국 PC를 최적화하는 동작은, 트레이드오프 관계에 있는 다중 단말(UE)들의 QoS와 기지국 소비 전력(PC)간에 균형을 맞추는 동작을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기지국은 다중 단말(UE)들의 QoS를 만족시키는 한에서, 기지국 소비 전력(PC)를 최소가 되도록 조절할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크(switch network, SN)를 이용한 다중 접속 지원 방법의 개요도이다.
도 1을 참조하면, 스위치 네트워크(SN) 기반 기지국 구조를 활용하여 다중 단말(UE)의 접속을 지원하는 방법이 도시된다. 본 개시의 일 실시예에서는, 다중 단말(UE)의 접속을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 서브어레이(SA)의 할당 조절 및 스위치 네트워크(SN) 구조의 최적화를 통해, 각각의 단말(UE)의 서비스 품질(quality of service, QoS)을 만족시키면서 기지국 소비 전력(PC)을 최소화할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서는, 새로운 구조의 참조 신호(reference signal, RS)인 Type-S CSI-RS를 통해, 단말(UE)이 채널 상태를 예측하고, 채널 상태 정보(channel state information, CSI)의 피드백을 제공할 수 있다.
도 1을 참조하면, 스위치 네트워크(SN)를 이용하여 다중 단말(UE)을 지원하는 무선 통신 시스템은, 기지국(base station, BS), 및 기지국을 통해 접속이 지원되는 복수의 단말들(UE)을 포함할 수 있다. 기지국은 복수의 RF 체인들(AP), 복수의 스위치 네트워크들(SN1, SN2), 및 복수의 안테나 서브어레이들(SA)을 포함할 수 있다. 복수의 단말들(UE)은 제1 단말(UE1) 및 제2 단말(UE2)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 스위치 네트워크(SN)는, 스위치(switch)를 활용하여 적어도 하나의 RF 체인(AP)과 적어도 하나의 서브어레이(SA) 간의 연결구조를 유동적으로 조절하는 네트워크를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 스위치 네트워크(SN)는 특정 RF 체인과 특정 서브어레이 사이에 존재하는 스위치의 열림 또는 닫힘을 통해 해당 RF 체인과 해당 서브어레이 간 연결을 조절할 수 있으며, 이러한 스위치를 통해 결과적으로 기지국 내부의 RF 체인들(AP)과 서브어레이들(SA) 간의 전체적인 연결 구조가 유동적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 스위치 네트워크(SN)는 복수의 단말(UE)에 각각 대응될 수 있다. 즉, 기지국은 단말(UE) 별로 스위치 네트워크(SN)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 기지국이 두 개의 단말의 다중 접속을 지원할 때, 제1 스위치 네트워크(SN1)는 지원되는 단말들 중 제1 단말(UE1)에 대응될 수 있고, 제2 스위치 네트워크(SN2)는 지원되는 단말들 중 제2 단말(UE2)에 대응될 수 있다. 이 경우, 제1 스위치 네트워크(SN1)는 제1 단말(UE1)에 할당된 서브어레이들 및 제1 단말(UE1)에 할당된 RF 체인들을 연결하는 스위치들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 스위치 네트워크(SN2)는 제2 단말(UE2)에 할당된 서브어레이들 및 제2 단말(UE)에 할당된 RF 체인들을 연결하는 스위치들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 스위치 네트워크(SN) 내에 닫힌 스위치의 개수가 많을수록 더 높은 스펙트럼 효율(spectral efficiency, SE) 성능을 얻을 수 있다. 한편, 이 경우 요구되는 위상 이동기(PS)의 개수가 증가함에 따라 소비 전력(PC)이 증가하는 양상을 보인다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에서는, 스펙트럼 효율(SE)과 소비 전력(PC)의 트레이드오프(trade-off) 관계에 기초하여, 지원하는 단말(UE)의 QoS 및 현재 채널 상태에 따라 스위치 네트워크(SN)를 최적화한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 다중 단말 지원을 위해, 기지국은 현재 이용할 수 있는 서브어레이(SA)를 각각의 단말(UE)에게 독립적으로 할당하고, 할당된 서브어레이(SA)와 RF 체인 사이의 스위치 네트워크를 최적화할 수 있다. 특정 단말을 지원하기 위한 서브어레이(SA)의 개수 및 특정 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 구조는, 해당 시점의 채널 상태 및 단말의 QoS 정보에 기반하여 결정될 수 있다. 따라서, 기지국은 단말 별로 서브어레이를 할당하고 스위치 네트워크를 최적화하기 위해, 단말의 CSI 정보 및 QoS 정보 등을 획득하여야 한다. 기지국은, CSI 정보 및 QoS 정보 등을 단말로부터 획득한 이후, 이용 가능한 전체 RF 체인 및 서브어레이 내에서, 단말들에게 할당할 RF 체인의 개수 및 서브어레이의 개수를 결정할 수 있다. 또한, 기지국은 단말 별로 할당된 RF 체인의 개수 및 서브어레이의 개수에 기반하여 스위치 네트워크를 최적화할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국 소비 전력(PC)을 최소화하기 위해, 채널 상태 및 단말의 QoS에 따라, 특정 서브어레이는 어느 단말에도 할당되지 않거나, 특정 RF 체인은 사용되지 않을 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 스위치 네트워크를 이용해 다중 접속을 지원하는 무선 통신 시스템은, 다중 단말의 QoS를 충족하면서 기지국 소비 전력(PC)을 최소화할 수 있다. 이를 위해, 본 개시에서는, 기지국에서 단말 별로 서브어레이의 할당을 조절하고 스위치 네트워크를 최적화하는 'SSO 알고리즘(subarray allocation and switch network optimization algorithm)'을 기술한다.
이와 같이, 도 1을 참조하면, 본 개시는 스위치 네트워크를 이용한 무선 통신 시스템을 제공할 수 있고, 이에 기반하여 다중 단말들의 서비스 품질(quality of service, QoS)를 충족시키면서 기지국 소비 전력(power consumption, PC)을 줄일 수 있다.
한편, mmWave와 THz라는 초고주파 무선 통신 시스템에서는, RF 체인과 서브어레이 안테나 사이에 스위치 네트워크를 삽입함으로 인해 신호 손실이 발생할 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 단말 별로 서브어레이의 할당을 조절하고 스위치 네트워크를 최적화하는 기술은, 특정 조건(주파수에 따른 임계 값 등)에 따라 아날로그 빔포밍(analog beamforming)과 배타적으로, 혹은 혼용되어 운용될 수도 있다. 일 실시예에 따른 기지국은 주파수 대역 별로 단말을 지원하기 위한 서브어레이(SA)의 개수 및 특정 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 결정할 수 있다. 예를 들어, 6Ghz 이하, mmWave 및 THz 각각에서 단말 별로 결정되는 서브어레이(SA)의 개수 및 특정 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 구조가 상이할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크(SN)를 설명하기 위한 도면이다.
스위치는 하나의 RF 체인 및 하나의 서브어레이 쌍(pair)에 대응될 수 있다. 스위치 네트워크(SN)가 n개의 RF 체인들 및 m개의 서브어레이들을 연결하도록 구성된 경우, 스위치 네트워크(SN)는 n·m개의 스위치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위치 네트워크가 2개의 RF 체인들 및 2 개의 서브어레이들을 연결하도록 구성된 경우, 스위치 네트워크는 는 2·2 = 4개의 스위치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 두 개의 RF 체인들(RF chain 1, RF chain 2) 및 두 개의 서브어레이들(SA1, SA2)을 연결하는 경우, 스위치 네트워크(SN)는 제1 스위치(S1), 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3), 및 제4 스위치(S4)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(S1)는 제1 RF 체인(RF chain 1) 및 제1 서브어레이(SA1)를 연결할 수 있다. 제2 스위치(S2)는 제2 RF 체인(RF chain 2) 및 제1 서브어레이(SA1)를 연결할 수 있다. 제3 스위치(S3)는 제1 RF 체인(RF chain 1) 및 제2 서브어레이(SA2)를 연결할 수 있다. 제4 스위치(S4)는 제2 RF 체인(RF chain 2) 및 제2 서브어레이(SA2)를 연결할 수 있다.
스위치 네트워크(SN)는 특정 RF 체인과 특정 서브어레이 사이에 존재하는 스위치의 열림 또는 닫힘을 제어하여 해당 RF 체인과 해당 서브어레이 간 연결을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 본 개시의 스위치 네트워크(SN)를 이용한 무선 통신 시스템에서는, 스위치 네트워크(SN)에 포함된 개별 스위치들의 열림 또는 닫힘을 제어할 수 있고, 이에 기반하여 트레이드오프 관계에 있는 다중 단말(UE)들의 QoS와 기지국 소비 전력(PC)간에 균형을 맞출 수 있다. 예를 들어, 기지국은 다중 단말(UE)들의 QoS를 만족시키는 한에서, 기지국 소비 전력(PC)를 최소로 조절할 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 스위치 네트워크(SN)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3를 참조하면, 스위치 네트워크(SN)는 3개의 RF 체인들(RF chain 1, RF chain 2, RF chain 3) 및 3개의 서브어레이들(SA1, SA2, SA3)을 연결하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 스위치 네트워크(SN)는 3·3 = 9개의 스위치를 포함할 수 있다. 각각의 스위치는 하나의 RF 체인 및 하나의 서브어레이 쌍(pair)에 대응될 수 있다. 일 실시예에서, 제ij 스위치는, 제i RF 체인(RF chain i) 및 제j 서브어레이(SAj)를 연결하는 스위치를 나타낸다.
도 3의 (a)를 참조하면, 스위치 네트워크(SN-1)는 AoSA 구조를 가질 수 있다. AoSA 구조의 스위치 네트워크(SN-1)는 복수의 RF 체인과 복수의 서브어레이를 1대1로 연결한다. 예를 들어, 제i RF 체인(RF chain i) 및 제j 서브어레이(SAj)를 연결하는 제ij 스위치에 있어서, i와 j가 같은 경우 제ij 스위치는 닫히고, i와 j가 다른 경우 제ij 스위치는 열리는 구조를 가질 수 있다. 도 3의 (a)를 참조하면, 제11 스위치, 제22 스위치, 및 제33 스위치는 닫히고, 제12 스위치, 제13 스위치, 제21 스위치, 제23 스위치, 제31 스위치, 및 제32 스위치는 열린 경우, 스위치 네트워크(SN-1)는 AoSA 구조를 갖는다.
도 3의 (b)를 참조하면, 스위치 네트워크(SN-2)는 FC(fully connected) 구조를 가질 수 있다. FC 구조의 스위치 네트워크(SN-2)는 복수의 RF 체인 각각을 모든 서브어레이들과 연결한다. 예를 들어, 제i RF 체인(RF chain i) 및 제j 서브어레이(SAj)를 연결하는 제ij 스위치에 있어서, 모든 조합의 i 및 j에 대해 제ij 스위치가 닫히는 구조를 가질 수 있다. 도 3의 (b)를 참조하면, 3개의 RF 체인들(RF chain 1, RF chain 2, RF chain 3) 및 3개의 서브어레이들(SA1, SA2, SA3)을 각각 연결하는 총 9개의 제ij 스위치(i = 1, 2, 3 및 j = 1, 2, 3)가 닫힌 경우, 스위치 네트워크(SN-2)는 FC 구조를 갖는다.
일 실시예에서, AoSA 구조의 스위치 네트워크(SN-1)는 FC 구조의 스위치 네트워크(SN-2)에 비해 아날로그 프리코더의 구성의 자유도가 낮다. 따라서, AoSA 구조의 스위치 네트워크(SN-1)는 FC 구조의 스위치 네트워크(SN-2)에 비해 스펙트럼 효율(SE)이 낮고, 복수의 단말의 다중 접속 시 QoS를 만족하지 못하는 단말이 발생할 가능성이 높다. 이와 반대로, FC 구조의 스위치 네트워크(SN-2)는 AoSA 구조의 스위치 네트워크(SN-1)에 비해 아날로그 프리코더의 구성의 자유도가 높고, 스펙트럼 효율(SE)이 높다. 그러나, FC 구조의 스위치 네트워크(SN-2)는 위상 이동기(PS)의 개수가 증가하여, 기지국 소비 전력(PC)도 AoSA 구조의 스위치 네트워크(SN-1)에 비해 매우 높다. 따라서, 트레이드오프 관계에 있는 다중 단말(UE)들의 QoS와 기지국 소비 전력(PC)간에 균형을 맞추기 위해, AoSA 구조의 스위치 네트워크(SN-1) 보다는 많은 개수의 스위치가 닫히고, FC 구조의 스위치 네트워크(SN-2) 보다는 적은 개수의 스위치가 닫힌, RC(randomly connected) 구조의 스위치 네트워크(SN-3)가 이용될 수 있다.
도 3의 (c)를 참조하면, 스위치 네트워크(SN-3)는 RC 구조를 가질 수 있다. RC 구조의 스위치 네트워크(SN-3)는 복수의 RF 체인 각각을 적어도 하나의 서브어레이와 연결한다.
예를 들어, RC 구조는 DC(doubly connected) 구조를 포함할 수 있다. DC 구조란 하나의 RF 체인은 하나의 서브어레이에 연결되고, 해당 RF 체인을 제외한 나머지 RF 체인들은 2개의 서브어레이들에 연결되는 구조를 나타낸다. DC 구조의 스위치 네트워크(SN-3)에서, 제1 RF 체인(RF chain 1)은 제1 서브어레이(SA1)에만 연결되고, 나머지 RF 체인들, 즉, 제2 RF 체인(RF chain 2) 및 제3 RF 체인(RF chain 3)은 각각 2개의 서브어레이들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 RF 체인(RF chain 2)은 제1 서브어레이(SA1) 및 제2 서브어레이(SA2)와 연결되고, 제3 RF 체인(RF chain 3)은 제2 서브어레이(SA2) 및 제3 서브어레이(SA3)와 연결될 수 있다. 한편, RC 구조의 스위치 네트워크는 전술한 DC 구조에 한정되지 않으며 다양한 구조를 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 기지국(BS)이 스위치 네트워크(SN)를 이용하여 복수의 단말(UE)의 다중 접속을 지원하는 방법의 흐름도이다.
단계 S410에서, 기지국(BS)은 복수의 단말(UE)들로부터 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 획득한다. 일 실시예에서, 기지국(BS)은 AoSA 구조의 스위치 네트워크를 통해 복수의 단말(UE)들로부터 CSI를 획득할 수 있다. 기지국(BS)은, AoSA 구조의 스위치 네트워크를 통해 획득된 안테나 포트 별 CSI에 기초하여, 후술할 단계 S430에서 복수의 단말(UE)에 서브어레이를 할당할 수 있다.
단계 S420에서, 기지국(BS)은 복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이로부터 형성되는 복수의 서브어레이(subarray, SA)들을 식별한다. 일 실시예에서, 안테나 어레이는 평면 격자(planar lattice) 어레이일 수 있다.
단계 S430에서, 기지국(BS)은 복수의 서브어레이들 중 복수의 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별한다. 예를 들어, 기지국(BS)은 복수의 서브어레이들이 각각 어떤 단말에 할당되는지 식별할 수 있다. 예를 들어, 기지국(BS)은 복수의 서브어레이들과 복수의 단말들 간의 대응 관계(할당 관계)를 식별할 수 있다.
일 실시예에서, 기지국(BS)은 단계 S410에서 획득된 안테나 포트 별 CSI, 복수의 단말(UE)들 별로 요구되는 QoS 조건, 및 복수의 단말(UE)들과 기지국(BS) 간의 거리 정보(RSRP(reference signal received power), TA(time advance) 등)에 기초하여, 복수의 단말(UE)에 할당되는 서브어레이를 식별할 수 있다. 예를 들어, 기지국(BS)은 특정 단말에 요구되는 QoS를 만족시키기 위해, 해당 단말에 서브어레이를 몇 개 할당할지, 또는 RF 체인을 몇 개 할당할지를 결정할 수 있다.
단계 S440에서, 기지국(BS)은 복수의 단말 중 제1 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제1 스위치 네트워크의 구조를 결정하고, 단계 S450에서, 복수의 단말 중 제2 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제2 스위치 네트워크의 구조를 결정한다.
일 실시예에서, 제n 스위치 네트워크는, 제n 단말에 할당되는 서브어레이 및 적어도 하나의 RF 체인을 연결하는 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다. 기지국(BS)은, 제n 스위치 네트워크에 포함된 적어도 하나의 스위치의 온/오프를 개별적으로 결정할 수 있다. 기지국(BS)은 스위치 네트워크에 포함된 스위치의 열림 또는 닫힘을 개별적으로 조절하여, 다양한 스위치 네트워크의 구조를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 기지국(BS)이 제n 단말에 대응되는 제n 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 동작은, 기지국(BS) 소비 전력(PC)에 기초하여 제n 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국(BS)은, 다중 접속을 지원할 모든 단말(UE)들의 QoS를 충족시키는 한도 내에서, 기지국(BS) PC가 최소화되도록 제n 스위치 네트워크의 구조들을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 기지국(BS)은 기 설정된 스위치 네트워크 구조들 중 하나를 제n 스위치 네트워크의 구조로 선택할 수 있다. 이 때, 기 설정된 스위치 네트워크의 구조들은, 복수의 채널들의 채널 추정(channel estimation) 가능 여부에 기초하여 설정될 수 있다.
스위치 네트워크를 이용한 무선 통신 시스템에서는, 특정 채널의 신호가 둘 이상의 CSI-RS 포트(port)를 통해 전달될 수 있다. 일 실시예에서, 스위치 네트워크의 구조에 따라 모든 채널의 CSI 획득이 가능할 수도 있고, 일부 채널의 CSI 획득이 불가능할 수도 있다. 한편, 복수의 단말(UE)에 대해 다중 접속을 지원하기 위해서는 모든 채널의 CSI 획득이 가능하여야 한다. 따라서, 본 개시에 따른 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에 있어서, 기지국(BS)은 모든 채널들의 CSI 획득이 가능한 구조의 스위치 네트워크만을 이용한다. 복수의 채널들의 채널 추정이 가능한 스위치 네트워크의 구조에 대해서는 후술할 도 11에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
단계 S460에서, 기지국(BS)은 결정된 제1 스위치 네트워크의 구조 및 결정된 제2 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원한다.
일 실시예에서, 기지국(BS)은 Type-S CSI-RS(channel state information reference signal) 설정 정보를 대응되는 단말(UE)로 전송한다. Type-S CSI-RS 설정 정보는, CSI-RS 설정 정보의 인덱스(index), CSI-RS가 포함하는 안테나 포트의 수, CSI-RS의 전송 주기, 전송 오프셋, CSI-RS의 자원 설정 정보(resource configuration), CSI-RS 스크램블링 ID, QCL(quasi co-location) 정보 등을 포함한다. 일 실시예에서, 단말(UE)은 수신한 Type-S CSI-RS 설정 정보를 기초로, 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 전송되는 타이밍, 자원 위치, 및 전송 전력 중 적어도 하나를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 기지국(BS)은 특정 단말(UE)에 대응되는 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 결정된 피드백 설정 정보를 해당 단말(UE)로 전송한다. 피드백 설정 정보는 복수의 채널들의 채널 추정 우선순위 정보를 포함한다. 전술한 바와 같이, 스위치 네트워크를 이용한 무선 통신 시스템에서는, 특정 채널의 신호가 둘 이상의 CSI-RS 포트를 통해 전달될 수 있다. 따라서, 모든 채널의 CSI를 획득하기 위해서는, 채널 별로 CSI를 추정하는 순서가 중요할 수 있다. 이에 따라, 기지국(BS)은 채널 별로 CSI를 추정하는 우선순위를 포함하는 피드백 설정 정보를 단말(UE)에 전송하여, 모든 채널의 CSI 추정이 가능하도록 한다. 일 실시예에서, 피드백 설정 정보는 Type-S CSI-RS 설정 정보에 포함될 수도 있고, 별도의 상위 계층 시그널링 또는 제어 시그널링을 통해 제공될 수도 있다.
일 실시예에서, 기지국(BS)은 Type-S CSI-RS 설정 정보에 기초하여 생성된 Type-S CSI-RS를 대응되는 단말(UE)로 전송한다. 예를 들어, Type-S CSI-RS는 대응되는 단말(UE)에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 통해 전송될 수 있다. 단말(UE)은 Type-S CSI-RS를 수신하면, 이를 이용해 기지국(BS)의 송신 안테나와 단말(UE)의 수신 안테나 사이의 채널을 추정한다. 이어서 단말(UE)은, 추정한 채널을 기반으로, 수신한 피드백 설정 정보와 미리 정의된 코드북(codebook)을 사용하여 피드백 정보인 RI(rank indicator), PMI(precoding matrix index), 또는 CQI(channel quality indicator)를 생성할 수 있다. 이후 단말(UE)은, 피드백 설정 정보에 따라 정해진 피드백 타이밍에, 피드백 정보(결정된 CSI)들을 기지국(BS)으로 전송할 수 있다.
기지국(BS)은 해당 단말(UE)로부터, 피드백 설정 정보 및 Type-S CSI-RS에 기초하여 결정된 CSI를 수신한다. 일 실시예에서, 기지국(BS)은 단말(UE)의 접속을 지원하기 위해, 피드백 설정 정보 및 Type-S CSI-RS에 기초하여 결정된 CSI에 따라, PDSCH(physical downlink shared channel)를 단말(UE)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 피드백 설정 정보 및 Type-S CSI-RS에 기초하여 결정된 CSI에 따라 PDSCH의 모듈레이션 기법 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme)이 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 기지국(BS)은 복수의 단말(UE)들로부터 수신된 CSI에 기초하여, 복수의 단말(UE)들 중 적어도 하나의 단말에 서브어레이를 추가로 할당할지 여부 및 적어도 하나의 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 변경할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(BS)은 접속 지원 단말(UE)들의 급격한 채널 상태 변화가 있는 경우나 다수의 새로운 단말(UE)이 액세스(access)를 요청하여 고려되어야 하는 채널 상태 정보가 추가되는 경우, 복수의 단말(UE)에 대한 서브어레이의 할당을 조절하거나, 스위치 네트워크의 구조를 변경할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 복수의 단말(UE)에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이(SA)를 식별하고, 복수의 단말(UE)에 각각 대응되는 스위치 네트워크(SN)의 구조를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
단계 S510에서, 기지국(BS)은 복수의 단말(UE)에 초기 서브어레이를 할당한다. 일 실시예에서, 기지국(BS)은 복수의 단말(UE)들로부터 획득된, 안테나 포트 별 초기 CSI, 복수의 단말(UE)들 별로 요구되는 QoS 조건, 및 거리 정보(RSRP(reference signal received power), TA(time advance) 등)에 기초하여, 복수의 단말(UE)에 서브어레이를 할당할 수 있다. 이후, 기지국(BS)은 복수의 단말(UE)들에 각각 대응되는 스위치 네트워크의 구조들을 결정하고, 결정된 스위치 네트워크의 구조들에 기초하여 스위치 네트워크를 제어할 수 있다.
단계 S520에서, 기지국(BS)은 모든 단말(UE)의 QoS가 요구되는 QoS를 충족하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 모든 제i 단말에 대해, 현재 QoS Ri가 요구되는 QoS Ri,th를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
단계 S530에서, 기지국(BS)은 현재 QoS가 요구되는 QoS를 충족하지 못하는 단말들 중 서브어레이를 추가로 할당할 제k 단말을 선택할 수 있다.
단계 S540 및 단계 S550에서, 기지국(BS)은 제k 단말의 QoS가 요구되는 QoS를 충족시킬 때까지 제k 단말에 추가로 서브어레이를 할당할 수 있다.
단계 S560에서, 기지국(BS)은 적어도 하나의 서브어레이가 추가로 할당됨으로써, 요구되는 QoS를 충족하게 된 제k 단말에 대응되는 제k 스위치 네트워크의 구조를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 제k 스위치 네트워크의 구조는, 제k 단말의 QoS가 충족되는 한도 내에서, 기지국(BS) PC가 최소화되도록, 제k 스위치 네트워크 내의 스위치들의 온/오프가 개별적으로 결정될 수 있다.
기지국(BS)이 복수의 단말들에 추가로 서브어레이를 할당하는 경우, 하나의 단말에 대해, 요구되는 QoS를 충족하도록 서브어레이 추가 할당이 완료될 때마다, 해당 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 결정할 수도 있고, 복수의 단말 또는 모든 단말에 대해 요구되는 QoS를 충족하도록 서브어레이 추가 할당을 완료한 후, 대응되는 복수의 스위치 네트워크들의 구조를 한번에 결정할 수도 있다. 즉, 특정 단말에 서브어레이를 추가 할당하는 동작과 다른 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 동작은 다양한 시간적 순서로 수행될 수 있다.
이후, 방법은 단계 S520으로 진행하고, 모든 단말(UE)의 QoS가 요구되는 QoS를 충족할 때까지, 반복적으로 수행될 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 복수의 단말들에 요구되는 서비스 품질(QoS)에 기초하여 복수의 단말들에 할당되는 서브어레이를 식별하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 3개의 단말에 다중 접속을 지원하는 기지국은, 제1 단말(UE1), 제2 단말(UE2), 및 제3 단말(UE3)에 각각 요구되는 QoS를 식별할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 단말에 요구되는 QoS에 대한 정보는 해당 단말로부터 수신될 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 기지국은 제1 단말(UE1), 제2 단말(UE2), 및 제3 단말(UE3)에 초기 서브어레이를 할당한다. 예를 들어, 기지국은 제1 단말(UE1)에 제1 초기 서브어레이(610)를 할당하고, 제2 단말(UE2)에 제2 초기 서브어레이(620)를 할당하고, 제3 단말(UE3)에 제3 초기 서브어레이(630)를 할당할 수 있다.
일 실시예에서, 기지국은 복수의 단말들 별로 요구되는 QoS 조건 또는 각각의 단말들과 기지국 간의 거리 정보(RSRP(reference signal received power), TA(time advance) 등)에 기초하여, 복수의 단말들에 초기 서브어레이를 할당할 수 있다. 예를 들어, 초기 할당될 서브어레이는 요구되는 QoS 조건이 가장 낮은 단말에 기초하여 결정될 수 있다. 요구되는 QoS 조건이 가장 낮은 단말은 복수의 단말들 중 기지국으로부터의 거리가 가장 가까워서 경로 손실이 가장 적은 단말일 수 있다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에서, 요구되는 QoS 조건이 가장 낮은 단말은 제2 단말(UE2)일 수 있다. 이에 따라, 기지국은 제1 단말(UE1), 제2 단말(UE2), 및 제3 단말(UE3)에, 제2 단말(UE2)에 요구되는 QoS(QoS2,th)를 충족시키기 위한 서브어레이와 동일한 개수의 서브어레이를 할당할 수 있다.
다시 도 6의 (b)를 참조하면, 이후, 기지국은 요구되는 QoS(QoS2,th)를 충족한 제2 단말(UE2)에 대응되는 제2 스위치 네트워크를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치 네트워크를 구조 변경을 통해 기지국의 PC를 낮출 수 있다. 일 실시예에서, 제2 스위치 네트워크의 구조 변경은, 서브어레이 할당으로 인한 QoS가 요구되는 QoS(QoS2,th)를 초과하는 부분(625)에 대해, 기지국의 PC를 낮추는 방향으로 수행될 수 있다.
다시 말해, 초기 서브어레이 할당이란, 기지국과 거리가 가장 가까운 단말이 요구하는 최소 서브어레이 수를 구한 후, 모든 단말에게 이와 동일한 개수의 서브어레이를 할당하는 과정을 나타낼 수 있다. 이러한 동작은 아래의 수학식 6과 같이 수행될 수 있다. 예를 들어, 제k 단말이 기지국과 가장 가까운 거리를 가진다 가정한다면, 제k 단말에 요구되는 QoS를 QoSk,th로, 제k 단말에 할당된 서브어레이 세트를 Sk로 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000010
수학식 6을 참조하면, 모든 서브어레이의 세트를 S라고 할 때, 제k 단말에 할당된 서브어레이 세트 Sk는 S의 부분집합이 된다 (
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000011
). 제k 단말이 요구하는 최소 서브어레이 수(
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000012
)는, 제k 단말에 요구되는 QoSk,th를 충족시키는 서브어레이 세트 Sk중, 최소 값으로 결정될 수 있다.
초기 서브어레이 할당에 따른 단말 별 QoS 충족 정도는, 단말 별 대응되는 스위치 네트워크의 구조가 FC 구조임을 가정하고 판단될 수 있다. 도 6의 (b)를 참조하면, 제2 단말(UE2)과 같이 초기 서브어레이 할당만으로 QoS가 충족될 수도 있다. 이 경우, 기지국의 PC 최소화를 위해 해당 단말에게 할당된 서브어레이와 RF 체인 사이의 스위치 네트워크의 최적화 동작이 수행될 수 있다. 스위치 네트워크의 최적화 동작은, 단말의 QoS를 충족시킴과 동시에 기지국의 PC를 최소화하기 위한 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 동작을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기지국은 기 설정된 복수의 스위치 네트워크의 열림/닫힘 패턴 각각에 대해 기지국의 PC를 계산한 후에, PC가 가장 적은 스위치 네트워크의 열림/닫힘 패턴을 기초로 특정 RF 체인과 서브어레이를 연결하는 스위치의 열림 또는 닫힘을 결정할 수 있다. 다만, 이는 일 예일 뿐, 기지국은 할당된 스위치 네트워크 구조에서 가능한 모든 스위치의 열림/닫힘 구조에 대해, PC를 산출한 후, 최소의 PC가 발생하는 스위치의 열림/닫힘 구조를 선택할 수도 있다.
도 6의 (c)를 참조하면, 기지국은 모든 단말의 QoS가 요구되는 QoS를 충족하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 모든 제i 단말에 대해, 현재 QoS Ri가 요구되는 QoS Ri,th를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 초기 서브어레이 할당 후, 제1 단말(UE)과 제3 단말(UE3)과 같이 아직 QoS가 충족되지 못한 단말들이 존재한다면, 이들에게 추가 서브어레이를 할당할 수 있다. 기지국은 현재 QoS가 요구되는 QoS를 충족하지 못하는 단말들 중 서브어레이를 추가로 할당할 제k 단말을 선택하고, 제k 단말의 QoS가 요구되는 QoS를 충족시킬 때까지 제k 단말에 추가로 서브어레이를 할당할 수 있다.
적어도 하나의 단말에 추가로 서브어레이를 할당하는 동작은, QoS가 충족되지 못한 단말 중 추가로 서브어레이를 할당할 우선순위를 정한 후, 해당 단말에게 가장 채널 상황이 좋은 서브어레이를 할당하고, 해당 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 최적화를 수행하는 것을 나타낸다. 먼저 서브어레이의 추가 할당은 아래의 수학식 7과 같이 초기 서브어레이 할당에 따른 제k단말의 QoS(QoSk)와 QoS 요구치(QoSk,th)의 차이가 가장 적은 단말(k*)부터 우선 수행될 수 있다.
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000013
이후 선택된 제k * 단말에게 현재 기지국이 다른 단말에게 할당하지 않은 서브어레이들 중 1개를 추가로 할당한다. 기지국은 모든 단말의 각 서브어레이 별 채널 정보를 획득한 상태이므로, 추가 할당되는 서브어레이의 인덱스(index)는 제k * 단말 입장에서 가장 채널 상황이 좋은 서브어레이를 도출하는 동작에 대응될 수 있다. 채널 상황이 좋음을 판단하는 기준은 다양할 수 있으며, 예를 들어, Frobenius norm을 통해 아래의 수학식 8과 같이 나타내는 방법도 있다.
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000014
i *번째 서브어레이를 제k * 단말에게 추가로 할당한 후, 제k * 단말의 QoS가 요구되는 QoS를 충족하게 되었다고 판단되면, 기지국은 PC 최소화를 위해 제k * 스위치 네트워크의 최적화 과정을 수행할 수 있다. QoS가 충족되지 않았을 경우, 기지국이 이용할 수 있는 서브어레이 개수 내에서 추가 서브어레이의 할당 동작을 반복적으로 수행하며, 이를 통해 기지국은 다중 접속 지원 단말들의 QoS를 모두 충족시킬 수 있다.
도 6의 (d)를 참조하면, 기지국은 다중 접속 지원 단말들의 QoS를 모두 충족시킨 경우, 복수의 단말에 각각 대응되는 복수의 스위치 네트워크의 구조를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 제k 스위치 네트워크의 구조는, 제k 단말의 QoS가 충족되는 한도 내에서, 기지국의 PC가 최소화되도록, 제k 스위치 네트워크 내의 스위치들의 온/오프가 개별적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 네트워크의 구조 변경은, 제1 단말(UE1)의 QoS가 요구되는 QoS(QoS1,th)를 초과하는 부분(615)에 대해, 기지국의 PC를 낮추는 방향으로 수행될 수 있다. 또한, 제3 스위치 네트워크의 구조 변경은, 제3 단말(UE3)의 QoS가 요구되는 QoS(QoS3,th)를 초과하는 부분(635)에 대해, 기지국의 PC를 낮추는 방향으로 수행될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크의 구조 별로 대응되는 단말의 QoS를 도시한 그래프이다.
도 7의 실험례에서, 각 단말의 QoS는 요구 레이트(rate, R)로 설정하였으며, 시스템 변수들은 아래의 표 2에 도시하였다. 표 2에서 UE는 단말을 의미하며, U(a, b)는 a와 b사이의 continuous uniform distribution을 나타낸다.
Figure PCTKR2022011067-appb-img-000015
도 7은 4개의 단말에 대하여 본 개시의 일 실시예에 따른 SSO 알고리즘을 적용한 경우의 실험 결과를 도시한다. 도 7에서는 각 단말별 서브어레이 할당 후, 스위치 네트워크의 최적화를 수행하였을 때 각 단말 별 요구 rate 충족 여부를 나타낸다. 도 7의 실험예에서는 기지국이 이용 가능한 서브어레이들을 각각의 단말들에게 동일한 개수로 할당하였으며, 스위치 네트워크 구조는 AoSA 구조, FC 구조, 및 SSO 알고리즘에 기초한 RC 구조로 각각 설정하였다.
도 7을 참조하면, 제3 단말(UE3)을 제외한 나머지 단말들의 경우 AoSA 구조, FC 구조, 및 SSO 알고리즘에 기초한 RC 구조의 스위치 네트워크에서 모두 요구 rate를 충족 가능하지만, 제3 단말(UE3)의 경우 AoSA 구조의 스위치 네트워크로는 요구 rate를 충족시킬 수 없고, SSO 알고리즘에 기초한 RC 구조의 스위치 네트워크에서 요구 rate를 충족할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크 구조 및 대응되는 단말에 할당된 서브어레이 개수에 따라 단말의 QoS와 기지국 소비 전력(PC)을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 전술한 도 7의 제4 단말(UE4)에 대하여 본 개시의 일 실시예에 따른 SSO 알고리즘이 서브어레이의 할당 개수 및 PC 최소화 측면에서 타당한지를 검증하는 예시를 나타낸다. 도 8의 예시에서는, 제4 단말(UE4)에게 할당된 서브어레이 개수를, SSO 알고리즘을 통해 결정된 서브어레이 개수를 기준으로 변화시켜 보며, 요구 rate와 PC을 비교하였다. 도 8에서, 실시예 d는 비교군 실시예에 해당한다.
실시예 a의 경우, 실시예 d에서 SSO 알고리즘을 통해 할당된 서브어레이들 중 임의로 하나를 제거한 후, 스위치 네트워크의 구조를 FC 구조로 변경하였다. 할당된 서브어레이의 개수가 고정일 때, 스위치 네트워크가 FC 구조를 가지는 경우의 SE(spectral efficiency)가 획득할 수 있는 SE의 최대값에 해당한다. 따라서, 실시예 a를 통해, 실시예 d에서 단말에 할당된 서브어레이의 개수가 해당 단말의 rate를 충족시키는 한도에 내에서 최소인지 확인할 수 있다.
실시예 b의 경우, 실시예 d에서 SSO 알고리즘을 통해 할당된 서브어레이들에 임의의 서브어레이를 1개 추가로 할당하고, 스위치 네트워크의 구조를 AoSA 구조로 변경하였다. 할당된 서브어레이의 개수가 고정일 때, 스위치 네트워크가 AoSA 구조를 가지는 경우의 SE(spectral efficiency)가 획득할 수 있는 SE의 최소값에 해당한다. 따라서, 실시예 b를 통해, 특정 단말의 rate를 충족시키기 위해 서브어레이를 추가로 할당하는 경우의 기지국 PC가 증가함을 확인할 수 있다.
실시예 c의 경우, 실시예 d에서 SSO 알고리즘을 통해 할당된 서브어레이들에 임의의 서브어레이를 1개 추가로 할당하고, 스위치 네트워크의 구조를 추가된 서브어레이를 고려하여 SSO 알고리즘에 기초해 조절하였다. 실시예 c와 실시예 d를 비교하면, 단말의 rate를 충족시키기 위한 최소 개수의 서브어레이보다 많은 개수의 서브어레이가 할당된 경우, 스위치 네트워크 구조를 최적화하더라도 추가 할당된 서브어레이로 인해 기지국 PC가 증가함을 확인할 수 있다.
실시예 a는 단말이 요구하는 rate를 충족시킬 수 없었으며, 실시예 b와 c는 단말이 요구하는 rate를 충족하였지만, SSO 알고리즘에 기초해 결정된 서브어레이 할당과 스위치 네트워크를 유지하는 비교군 실시예 d에 비해 높은 PC를 갖는다. 따라서, 도 8을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 SSO 알고리즘이 요구 rate의 충족 및 PC 최소화 측면에서 최적의 균형을 맞출 수 있음을 확인할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크 구조를 이용한 기지국 소비 전력(PC)을 도시한 그래프이다.
도 9는 4개, 6개, 또는 8개의 단말(UE)을 지원하기 위한 기지국의 평균적인 PC를 도시한다. 비교 기법으로 설정한 AoSA 구조의 스위치 네트워크에서는, 기지국에 포함된 모든 서브어레이들 및 RF 체인들을 사용하는 경우로 가정하였으며, 약 106Watt 정도의 PC를 갖는다. 다중 접속 지원 단말의 개수가 4개 또는 6개일 경우, 본 개시의 일 실시예에 따른 SSO 알고리즘을 통해 단말의 다중 접속을 지원하는 방식의 PC가 비교 기법에 비해 낮을 확률이 약 96% 정도인 반면, 단말의 개수가 8개로 증가하면, 해당 확률이 약 21%정도로 급격히 감소한다. 이는 지원하는 단말의 수가 증가할수록 단말 당 할당할 수 있는 서브어레이의 수가 감소하고, 이는 스위치 네트워크 구조 내에서 닫힌 스위치의 개수 증가로 이어지기 때문이라 추측 가능하다. 그러나 기존의 AoSA 구조의 스위치 네트워크는 전술한 도 7에서 나타난 바와 같이 일부 단말에 대해 rate 요구량을 충족시키지 못하는 경우가 발생한다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 SSO 알고리즘은 여전히 모든 단말의 rate 요구량을 충족시키는 한도에서 기지국의 PC를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 스위치 네트워크 기반 통신 시스템은 Phase 1(P1), Phase 2(P2)로 나누어 진행될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 사이클(Cycle 1, C1)은 하나의 Phase 1 수행 후 다음 Phase 1의 진행 전까지 Phase 2를 연속적으로 진행하는 동작을 나타낼 수 있다.
'Phase 1'은 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원을 수행하기에 앞서, SSO 알고리즘 수행을 위한 단말들의 정보 획득 및 이를 활용해 SSO 알고리즘을 수행하는 단계를 나타낸다. 기지국은 복수의 단말들로부터 요구 rate 및 각 채널 별 CSI를 획득하기 위해 스위치 네트워크의 구조를 AoSA 구조로 설정할 수 있다. 이후, 기지국은 획득한 채널 별 CSI를 이용해, SSO 알고리즘을 수행하여 단말 별로 할당될 서브어레이를 식별하고, 각각의 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 결정할 수 있다.
'Phase 2'는 Phase 1을 통해 결정된 단말 별 서브어레이의 할당 및 스위치 네트워크의 구조를 활용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 단계를 나타낸다. Phase 2 진행 시 기지국은 SSO 알고리즘에 따라 결정된 스위치 네트워크의 구조를 활용함에 따라 RF 체인과 서브어레이가 1:1 로 연결된 AoSA 구조가 아니라, RC(randomly connected) 구조를 가질 것이다.
일 실시예에서, Phase 2에서, 단말로부터 수신한 CSI에 기초하여 급격한 채널 상태 변화가 있다고 판단되는 경우나, 다수의 새로운 단말들이 액세스(access)를 요청하여 고려되어야 할 CSI가 추가되는 경우, 기지국은 복수의 단말들에 대한 서브어레이의 할당을 조절하거나, 스위치 네트워크의 구조를 변경하기 위해 Phase 1을 진행할 수 있다. 새로운 Phase 1, 및 해당 Phase 1을 통해 조절된 단말 별 서브어레이의 할당과 스위치 네트워크의 구조를 활용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 적어도 하나의 Phase 2는 제2 사이클(C2)을 구성할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크(SN)를 이용한 다중 접속 지원 방법에서 안테나 포트 별로 채널 추정(channel estimation)하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
Rel.13 LTE는 gNB에 다수의 안테나 요소(예컨대, 64 또는 128)가 장착될 수 있도록 하는 최대 16개의 CSI-RS 안테나 포트를 지원한다. 이 경우에, 복수의 안테나 요소가 하나의 CSI-RS 포트에 매핑된다. 또한, Rel.14 LTE에서는 최대 32개의 CSI-RS 포트가 지원된다. 5G와 같은 차세대 셀룰러 시스템의 경우, 최대 CSI-RS 포트 수는 거의 동일하게 유지될 것으로 예상된다.
mmWave 대역의 경우, 주어진 폼 팩터(form factor)에 대한 안테나 요소의 수가 더 클 수 있지만, 디지털 프리코딩된 포트의 수에 상응할 수 있는 CSI-RS 포트의 수는 하드웨어 제약 조건(hardware constraints)으로 인해 제한되는 경향이 있다. 예를 들어, 이러한 송신기는 도 1의 기지국 또는 UE들에 제공될 수 있다.
도 11을 참조하면, 하나의 CSI-RS 포트는 아날로그 위상 시프터(phase shifter)의 뱅크(bank)에 의해 제어될 수 있는 다수의 안테나 요소에 매핑될 수 있다. 이후, 하나의 CSI-RS 포트는 아날로그 빔포밍을 통해 좁은 아날로그 빔을 생성하는 하나의 서브어레이에 대응될 수 있다. 아날로그 빔은 심볼 또는 서브프레임 또는 슬롯(서브프레임 또는 슬롯은 심볼의 모음(collection)을 포함하거나 송신 시간 간격을 포함할 수 있다)에 걸쳐 위상 시프터 뱅크를 변환시킴으로써 더 넓은 범위의 각도에 걸쳐 스위핑(sweeping)하도록 구성될 수 있다. RF 체인의 수와 동일한 서브어레이의 수는 CSI-RS 포트의 수 NCSI-port와 동일하다. 디지털 빔포밍 유닛은 NCSI-port개의 아날로그 빔에 걸쳐 선형 조합을 수행하여 프리코딩 이득을 더 증가시킬 수 있다. 아날로그 빔은 광대역에 적용될 수 있고, 디지털 프리코딩은 주파수 부대역(sub-band) 또는 리소스 블록 단위로 결정될 수 있다. 수신기는 전술한 아날로그 빔포밍 또는 디지털 빔포밍을 통해 전송된 각각의 빔을 수신할 수 있다.
도 11을 참조하면, 안테나 포트별로 서로 다른 CSI-RS가 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 포트(Port 0)에는 제1 CSI-RS(RS0)가 대응될 수 있고, 제2 안테나 포트(Port 1)에는 제2 CSI-RS(RS1)가 대응될 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 기지국이 SSO 알고리즘에 따라 결정된 스위치 네트워크(SN)의 구조를 활용함에 따라 RF 체인(또는 TXRU(transceiver unit))과 서브어레이(SA)가 1:1 로 연결된 AoSA 구조가 아니라, RC(randomly connected) 구조를 가진다. 예를 들어, 두 개의 TXRU 및 두 개의 서브어레이를 포함하는 실시예에서, 제1 TXRU와 제1 서브어레이가 연결되고, 제1 TXRU와 제2 서브어레이가 연결되고, 제2 TXRU와 제2 서브어레이가 연결될 수 있다.
이와 같이, RC 구조의 스위치 네트워크(SN)를 이용한 무선 통신 시스템에서는, 특정 채널의 신호가 둘 이상의 CSI-RS 포트(port)를 통해 전달될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 제1 서브어레이(SA1)에 대응되는 제1 채널의 신호는 Port 0을 통해서만 수신되나, 제2 서브어레이(SA2)에 대응되는 제2 채널의 신호는 Port 0 및 Port 1을 통해 전달될 수 있다. 따라서, 기존 CSI-RS를 활용할 경우 RC 구조의 스위치 네트워크에서 단말은 안테나 포트 별 채널 추정(channel estimation)이 불가능할 것이다. 따라서 RC 구조의 스위치 네트워크에서 단말의 채널 추정을 위해 'Type-S CSI-RS'를 이용한다.
도 12를 참조하면, 스위치 네트워크(SN)의 구조에 따라 포트(Port 0, Port 1) 별 채널 추정 우선순위가 결정되어야 한다. 따라서, 특정 포트(Port 1)의 채널 정보를 다른 포트(Port 0)의 채널 추정 과정에 활용하여야 다른 포트(Port 0)의 채널 추정이 가능하다. 단말은 기지국과 사전 정의된 포트(Port 0, Port 1) 별 채널 추정 순서(Port 1 -> Port 0)에 따라 채널 추정을 수행하며, CSI 피드백 동작을 수행한다. 포트 별 채널 추정 순서는 Type-S CSI-RS를 통해 기지국과 단말 사이에 사전 정의될 수 있다. 포트 별 채널 추정 순서는 피드백 설정 정보를 통해 기지국으로부터 단말에 전송될 수 있다.
이와 같이, Type-S CSI-RS는 스위치 네트워크(SN)의 구조에 따라 포트 별 채널 추정 순서가 결정되어야 한다는 점에 기반하여, 특정 포트의 추정 결과를 다른 포트의 채널 추정에 이용한다는 특징을 갖는다. 스위치 네트워크(SN)의 예시적 구조에 따른 Type-S CSI-RS configuration은 후술할 도 13 및 도 14에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, DC(doubly connected) 타입의 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에서, Type-S CSI-RS를 이용해 채널 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 DC-SN 구조에 활용하기 위한 Type-S CSI-RS configuration를 도시한다. DC-SN 구조는 하나의 TXRU(transceiver unit)는 하나의 서브어레이에 연결되어 있고, 해당 TXRU를 제외한 나머지 TXRU들은 각각 2개의 서브어레이에 연결되어 있는 스위치 네트워크(SN-13)의 구조를 나타낸다. 리소스 블록(resource block, RB) 내에서 정의된 첫 번째 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼에 할당 되어있는 Type-S CSI-RS는 각 안테나 포트마다의 CSI-RS를 나타내며, 두 번째 OFDM 심볼에 할당되어 있는 Type-S CSI-RS는 동일한 주파수의 이전 OFDM symbol의 Type-S CSI-RS가 겪는 기타 안테나 포트의 채널 영향을 나타낸다.
단말은 도 13의 Type-S CSI-RS configuration을 통해 안테나 포트 별 채널 추정을 다음과 같은 과정을 통해 수행할 수 있다. 먼저 단말은 첫 번째 OFDM 심볼에 할당되어 있는 Type-S CSI-RS 중 가장 높은 주파수의 서브캐리어(subcarrier)인 제1 서브캐리어(1301)를 통해 수신된 Type-S CSI-RS를 이용하여 첫 번째 안테나 포트의 채널 추정을 수행한다. 이는 DC-SN 구조의 실시예에에서 제1 RF 체인(RF Chain 1)에 해당하는 채널 추정이다. 이후 단말은 이미 채널 추정을 수행한 안테나 포트의 채널 정보를 활용하여 SIC(successive interference cancellation)와 유사한 기법을 통해 다음 안테나 포트의 채널 추정을 수행한다. 예를 들어, 단말은 제1 RF 체인(RF Chain 1)의 채널 추정 결과를 이용하여, 제2 서브캐리어(1302)를 통해 수신된 Type-S CSI-RS에 해당하는 제2 RF 체인(RF Chain 2)의 채널 추정을 수행할 수 있다.
이후, 단말은 제2 RF 체인(RF Chain 2)의 채널 추정 결과를 이용하여, 제3 서브캐리어(1303)를 통해 수신된 Type-S CSI-RS에 해당하는 제3 RF 체인(RF Chain 3)의 채널 추정을 수행할 수 있다.
안테나 포트별 채널 추정은 첫 번째 OFDM 심볼에 할당된 Type-S CSI-RS 중 가장 높은 주파수에 해당하는 서브캐리어(subcarrier)에 할당된 Type-S CSI-RS 부터 가장 낮은 주파수에 해당하는 서브캐리어(subcarrier)에 할당된 Type-S CSI-RS 순으로 진행할 수 있다. 이러한 과정의 반복을 통해 단말은 DC-SN 구조에서 각 안테나 포트 별 채널 추정을 수행할 수 있다.
Type-S CSI-RS는 사용하는 안테나 포트 개수 별로 적용 가능한 DC-SN 구조를 사전 정의한 뒤, 해당 스위치 네트워크의 구조에 따라 유동적으로 변경하여 활용할 수 있다. 한편 기존 CSI-RS의 CSI-RS 오버헤드는 CSI-RS 밀도가 1인 경우를 가정했을 때 N인 반면, 본 개시의 일 실시예에 따른 Type-S CSI-RS의 CSI-RS 오버헤드는 2N - 1이다.
일 실시예에서, 항상 인접한 서브캐리어에 Type-S CSI-RS가 할당되는 것은 아니며, 다양한 기 설정된 위치의 서브캐리어를 통해 Type-S CSI-RS가 수신될 수도 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른, RC(randomly connected) 타입의 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에서, Type-S CSI-RS를 이용해 채널 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다양한 RC-SN 구조에 활용하기 위한 Type-S CSI-RS configuration를 도시한다. RC-SN 구조는 복수의 TXRU와 복수의 서브어레이들이 임의적으로 연결된 스위치 네트워크(SN-14)의 구조들 중, Type-S CSI-RS configuration을 통해 전체 채널의 채널 추정이 가능한 구조를 나타낸다.
모든 채널들에 대한 채널 추정이 가능한지 여부는 스위치 네트워크의 구조에 영향을 받는다. 예를 들어, FC 구조의 경우, 특정 서브캐리어를 통해 모든 안테나 포트들의 채널이 수신되므로, 각각의 채널 별 CSI 추정이 불가능하다. 본 개시의 일 실시예에 따른 스위치 네트워크는, 모든 안테나 포트에 대해 채널 추정을 수행할 수 있도록, 그 구조가 결정될 수 있다. 전술한 도 13의 DC-SN 구조는 모든 안테나 포트에 대한 채널 추정이 가능한 RC-SN 구조의 하나의 예시이다.
RC-SN 구조의 스위치 네트워크(SN-14)에서도, DC-SN 구조에서와 마찬가지로 SIC에 기반하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 리소스 블록 내 정의된 첫 번째 OFDM 심볼에 할당 되어있는 Type-S CSI-RS는 높은 주파수의 서브캐리어에 할당된 안테나 포트의 CSI-RS 부터 안테나 포트 별 채널 추정을 수행할 수 있다. 두 번째 OFDM 심볼부터는, 할당되어 있는 Type-S CSI-RS를 활용하여 특정 안테나 포트의 CSI-RS가 겪는 다른 안테나 포트의 채널 영향을 SIC 기법 등을 통해 제거할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 포트 별 채널 추정 우선순위는, 전체 타임 슬롯(time slot)에 대한 심볼 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
도 14를 참조하면, 단말은 제1 서브캐리어(1401)를 통해 수신된 Type-S CSI-RS를 이용하여 첫 번째 안테나 포트의 채널 추정을 수행할 수 있다. 이는 RC-SN 구조의 실시예에에서 제1 RF 체인(RF Chain 1)에 해당하는 채널 추정으로 표현될 수 있다. 이후 단말은 이미 채널 추정을 수행한 안테나 포트의 채널 정보를 활용하여 SIC 기법을 통해 다음 안테나 포트의 채널 추정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 제1 RF 체인(RF Chain 1)의 채널 추정 결과를 이용하여, 제2 서브캐리어(1402)를 통해 수신된 Type-S CSI-RS에 해당하는 제2 RF 체인(RF Chain 2)의 채널 추정을 수행할 수 있다.
이후, 단말은 제1 RF 체인(RF Chain 1)의 채널 추정 결과 및 제2 RF 체인(RF Chain 2)의 채널 추정 결과를 이용하여, 제3 서브캐리어(1403)를 통해 수신된 Type-S CSI-RS에 해당하는 제3 RF 체인(RF Chain 3)의 채널 추정을 수행할 수 있다.
Type-S CSI-RS는 사용하는 안테나 포트 개수 별로 적용 가능한 RC-SN구조를 사전 정의한 뒤, 대응되는 스위치 네트워크의 구조에 따라 유동적으로 변경하여 활용할 수 있다. 스위치 네트워크(SN-14) 내의 닫힌 스위치의 개수가 DC-SN에 비해 많은 RC-SN 구조에서 이용되는 Type-S CSI-RS는, DC-SN에서 이용하는 Type-S CSI-RS에 비해 높은 CSI-RS 오버헤드를 갖는다. Type-S CSI-RS의 CSI-RS 오버헤드는 활용하는 RC-SN 구조에 따라 유동적으로 바뀔 수 있고, 최대 N(N - 1) / 2일 수 있다. Type-S CSI-RS는 일반적인 CSI-RS에 비해 오버헤드가 클 수 있으나, Type-S CSI-RS를 이용할 경우, 기지국 PC를 낮추기 위해 스위치 네트워크를 포함하는 무선 통신 시스템에서, 모든 채널들에 대한 채널 추정이 가능하도록 한다.
한편, RC-SN 구조에서 또한, 항상 인접한 서브캐리어에 Type-S CSI-RS가 할당되는 것은 아니며, 다양한 기 설정된 위치의 서브캐리어를 통해 Type-S CSI-RS가 수신될 수도 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법에서, SSO 알고리즘을 수행하는 Phase 1 동작의 수행 주기를 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 스위치 네트워크 기반 통신 시스템은 Phase 1(P1), Phase 2(P2)로 나누어 진행될 수 있다. Phase 1(P1)은 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원을 수행하기에 앞서, SSO 알고리즘 수행을 위한 단말들의 정보 획득 및 이를 활용해 SSO 알고리즘을 수행하는 단계를 나타낸다. Phase 2(P2)는 선행하는 가장 최근의 Phase 1(P1)을 통해 결정된 단말 별 서브어레이의 할당 및 스위치 네트워크의 구조를 활용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 단계를 나타낸다.
도 15의 (a)를 참조하면, Phase 1(P1)은 기 설정된 시간 주기에 따라 정기적으로 수행될 수 있다. 지원 단말들의 채널 변화가 적어 Phase 1(P1)에서 결정된 단말 별 서브어레이 할당 및 스위치 네트워크 구조를 Phase 2(P2) 수행 시 계속 활용할 수 있는 경우, 주기적으로 Phase 1(P1)이 수행될 수 있다. 또한, 새롭게 액세스(access)를 요청하는 단말의 수가 적은 경우에도 주기적으로 Phase 1(P1)이 수행될 수 있다.
도 15의 (b)를 참조하면, 추가 Phase 1(P12)은 기 설정된 시간 주기에 따라 수행되는 Phase 1들(P11, P13) 사이에서, 복수의 단말들에 대한 서브어레이의 할당을 조절하거나, 스위치 네트워크의 구조를 변경하기 위해 추가로 수행될 수 있다. 추가 Phase 1(P12)은 단말로부터 수신한 CSI에 기초하여 급격한 채널 상태 변화가 있다고 판단되는 경우나, 다수의 새로운 단말들이 액세스(access)를 요청하여 고려되어야 할 CSI가 추가되는 경우 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 추가 Phase 1(P12)은 기 설정된 시간 주기에 따라 수행되는 Phase 1들(P11, P13)의 수행 시점에 영향을 주지 않을 수 있다. 즉, 기 설정된 Phase 1 수행 주기가 L인 경우, P11과 P13의 시간 간격은 L로 유지될 수 있고, P12의 수행 시점과 무관하게, P13은 예정된 시점에 수행될 수 있다.
다른 실시예에서, 추가 Phase 1(P12)은 이후 수행될 주기적 Phase 1(P13)의 수행 시점에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 추가 Phase 1(P12)의 수행 이후에는, 가장 최근에 수행된 Phase 1(P12)을 기준으로 Phase 1가 주기적으로 수행될 수 있다. 이 때, 기 설정된 Phase 1 수행 주기가 L인 경우, P13은 가장 최근에 수행된 Phase 1인 P12로부터 한 주기 뒤의 시점에 수행될 수 있다 (P12와 P13의 시간 간격이 L이될 수 있다).
Phase 2(P21, P22)는 타임라인 상 인접한 Phase 1의 사이에서 연속적으로 수행된다. Phase 2에서는 선행하는 가장 최근의 Phase 1에서 결정된 단말 별 서브어레이의 할당 및 스위치 네트워크의 구조를 활용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원할 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른, 스위치 네트워크를 이용한 다중 접속 지원 방법을 수행하는 기지국과 UE의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 기지국은 다중 단말의 무선 통신을 지원하는 Phase 2의 수행 전에 Phase 1을 수행한다. Phase 1 수행 시 기지국의 스위치 네트워크는 AoSA 구조를 가지고, Phase 2 수행 시 기지국의 스위치 네트워크는 타임라인 상 선행하는 가장 최근의 Phase 1에서 결정된 스위치 네트워크(SN) 구조를 가진다.
단계 S1610 내지 단계 S1640을 통해 Phase 1이 수행될 수 있다. Phase 1에서 기지국은, 단말 별 서브어레이의 할당 및 스위치 네트워크의 구조를 결정하고, 결정된 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 Type-S CSI-RS configuration을 결정할 수 있다.
단계 S1610에서, 기지국은 복수의 단말(UE)들에게 각각 CSI-RS를 전송한다.
단계 S1620에서, 기지국은 복수의 단말(UE)들로부터 CSI-RS에 기초하여 결정된 포트 별 채널 정보를 획득한다. 또한, 기지국은 복수의 단말(UE)들로부터 단말(UE) 별 요구되는 QoS 조건, 및 복수의 단말(UE)들과 기지국 간의 거리 정보(RSRP(reference signal received power), TA(time advance) 등)를 추가로 수신할 수 있다. 단말(UE)의 QoS 정보는 단말(UE)이 요구하는 rate 등을 포함한 모든 통신 품질 요구 사항에 대한 정보를 포함한다. 단계 S1620은 도 4의 단계 S410과 유사하게 수행될 수 있다.
단계 S1630에서, 기지국은 단말 별로 서브어레이의 할당을 조절하고 스위치 네트워크를 최적화하는 SSO 알고리즘을 수행한다.
먼저, 기지국은 복수의 서브어레이들 중 복수의 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별한다. 예를 들어, 기지국은 복수의 서브어레이들이 각각 어떤 단말에 할당되는지 식별할 수 있다. 기지국은 단계 S1620에서 획득된 안테나 포트 별 CSI, 복수의 단말(UE)들 별로 요구되는 QoS 조건, 및 복수의 단말(UE)들과 기지국 간의 거리 정보에 기초하여, 복수의 단말(UE)에 할당되는 서브어레이를 식별할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 특정 단말에 요구되는 QoS를 만족시키기 위해, 해당 단말에 서브어레이를 몇 개 할당할지, 또는 RF 체인을 몇 개 할당할지를 결정할 수 있다.
이후, 기지국은 복수의 단말에 각각 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 결정한다. 제n 단말에 할당되는 제n 스위치 네트워크는, 제n 단말에 할당되는 서브어레이 및 적어도 하나의 RF 체인을 연결하는 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다. 기지국은, 제n 스위치 네트워크에 포함된 적어도 하나의 스위치의 온/오프를 개별적으로 결정할 수 있다. 기지국은 스위치 네트워크에 포함된 스위치의 열림 또는 닫힘을 개별적으로 조절하여, 스위치 네트워크의 구조를 다양하게 결정할 수 있다. 기지국은 기지국 소비 전력(PC)에 기초하여 스위치 네트워크의 구조를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은, 모든 단말(UE)들의 QoS를 충족시키는 한도 내에서, 기지국 PC가 최소화되도록 스위치 네트워크의 구조를 결정할 수 있다. 단계 S1630은 도 4의 단계 S430, S440, 및 S450과 유사하게 수행될 수 있다.
단계 S1640에서, 기지국은 단계 S1630에서 결정된 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 Type-S CSI-RS configuration을 결정한다. Type-S CSI-RS는 Type-S CSI-RS 설정 정보 및 피드백 설정 정보에 기초하여 결정될 수 있다. Type-S CSI-RS 설정 정보는, CSI-RS 설정 정보의 인덱스(index), CSI-RS가 포함하는 안테나 포트의 수, CSI-RS의 전송 주기, 전송 오프셋, CSI-RS의 자원 설정 정보(resource configuration), CSI-RS 스크램블링 ID, QCL(quasi co-location) 정보 등을 포함한다. 피드백 설정 정보는 복수의 채널들의 채널 추정 우선순위 정보를 포함한다. Type-S CSI-RS configuration은 스위치 네트워크를 이용한 무선 통신 시스템에서 모든 채널의 CSI를 획득하기 위해, 채널 별로 CSI를 추정하는 순서에 대한 정보를 포함할 수 있다. 채널 별로 CSI를 추정하는 순서에 대한 정보는 단계 S1630에서 결정된 스위치 네트워크의 구조에 따라 결정될 수 있다.
이후, 단계 S1650 내지 단계 S1690을 통해 Phase 2가 수행될 수 있다. Phase 2에서 기지국은, Phase 1을 통해 결정된 단말 별 서브어레이의 할당 및 스위치 네트워크의 구조에 기초하여, 복수의 단말의 다중 접속을 지원한다.
단계 S1650에서, 기지국은 Type-S CSI-RS를 복수의 단말(UE)로 전송한다. 기지국이 Type-S CSI-RS를 복수의 단말(UE)로 전송하는 동작은 Type-S CSI-RS 설정 정보를 대응되는 단말(UE)로 전송하는 동작 및, 피드백 설정 정보를 대응되는 단말(UE)로 전송하는 동작으로 구분될 수 있다. 단말(UE)은 단계 S1650에서 수신한 Type-S CSI-RS 설정 정보를 기초로, 각 CSI-RS에 대한 포트의 개수, 각 CSI-RS가 전송되는 타이밍, 자원 위치, 및 전송 전력 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 또한, 단말은 단계 S1650에서 수신한 피드백 설정 정보를 기초로 복수의 채널들의 채널 추정 우선순위에 따라 채널 추정을 수행할 수 있다(단계 S1670). 한편, 일 실시예에서, 피드백 설정 정보는 Type-S CSI-RS 설정 정보에 포함될 수도 있고, 또는 별도의 상위 계층 시그널링 또는 제어 시그널링을 통해 제공될 수도 있다.
단계 S1660에서, 기지국은 단말(UE)의 전속을 지원하기 위해, PDSCH(physical downlink shared channel)를 단말(UE)에 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 단계 S1660은 단계 S1680이후에 수행될 수도 있다. 이 경우, 기지국은, 단계 S1680에서 획득된 CSI에 따라, PDSCH를 단말(UE)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 피드백 설정 정보 및 Type-S CSI-RS에 기초하여 결정된 CSI에 따라 PDSCH의 모듈레이션 기법 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme)이 결정될 수 있다.
단계 S1670에서, 단말(UE)은 Type-S CSI-RS를 수신 후, 이를 이용해 기지국의 송신 안테나와 단말(UE)의 수신 안테나 사이의 채널을 추정한다. 단말(UE)은, 추정한 채널을 기반으로, 수신한 피드백 설정 정보와 미리 정의된 코드북(codebook)을 사용하여 피드백 정보인 RI(rank indicator), PMI(precoding matrix index), 또는 CQI(channel quality indicator)를 생성할 수 있다.
이후 단말(UE)은, 단계 S1680에서, 피드백 설정 정보에 따라 정해진 피드백 타이밍에, 피드백 정보(결정된 CSI)들을 기지국으로 전송한다.
단계 S1690에서, 기지국은, 단계 S1680에서 수신한 CSI 보고에 기초하여 추가 Phase 1의 수행 여부를 결정할 수 있다. 즉, 기지국은 단말(UE)들로부터 수신한 CSI 보고에 기초하여, 복수의 단말(UE)들 중 적어도 하나의 단말에 서브어레이를 추가로 할당할지 여부 및 적어도 하나의 단말에 대응되는 스위치 네트워크의 구조를 변경할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 접속 지원 단말(UE)들의 급격한 채널 상태 변화가 있는 경우나 다수의 새로운 단말(UE)이 액세스(access)를 요청하여 고려되어야 하는 채널 상태 정보가 추가되는 경우, 추가 Phase 1이 필요하다고 판단할 수 있다.
단계 S1690에서 추가 Phase 1이 필요하다고 판단된 경우, 또는 기설정된 시간이 경과한 경우, 방법은 단계 S1611로 진행될 수 있다. 단계 S1611에서, 기지국은 단말 별 서브어레이의 할당 및 스위치 네트워크의 구조를 결정하기 위해 복수의 단말(UE)들에게 각각 CSI-RS를 전송할 수 있다. 단계 S1611은 전술한 단계 S1610과 유사하게 수행될 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국(1700)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 17을 참조하면, 기지국(1700)은 송수신부(1710), 프로세서(1720), 및 메모리(1730)로 구성될 수 있다. 전술한 기지국(1700)의 통신 방법에 따라, 기지국(1700)의 송수신부(1710), 프로세서(1720), 및 메모리(1730)가 동작할 수 있다. 다만, 기지국(1700)의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기지국(1700)은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 송수신부(1710), 프로세서(1720), 및 메모리(1730)는 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 프로세서(1720)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
송수신부(1710)는 기지국(1700)의 수신부와 기지국(1700)의 송신부를 통칭한 것으로서, 단말 또는 네트워크 엔티티(Network Entity)와 신호를 송수신할 수 있다. 단말 또는 네트워크 엔티티와 송수신하는 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(1710)는 전송되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1710)의 하나의 실시예이며, 송수신부(1710)의 구성 요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다.
또한, 송수신부(1710)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신부(1710)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1720)로 출력하고, 프로세서(1720)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
메모리(1730)는 기지국(1700)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1730)는 기지국에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1730)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1730)는 별도로 존재하지 않고 프로세서(1720)에 포함되어 구성될 수도 있다. 메모리(1730)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 메모리(1730)는 프로세서(1720)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
프로세서(1720)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 기지국(1700)이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1720)는 송수신부(1710)를 통해 제어 신호와 데이터 신호를 수신하고, 수신한 제어 신호와 데이터 신호를 처리할 수 있다. 프로세서(1720)는 처리한 제어 신호와 데이터 신호를 송수신부(1710)를 통해 송신할 수 있다. 또한, 프로세서(1720)는 메모리(1730)에 데이터를 기록하거나 읽을 수 있다. 프로세서(1720)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(1720)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 송수신부(1710)의 일부 또는 프로세서(1720)는 CP(communication processor)로 지칭될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1720)는 PDSCH에 대한 할당 정보를 포함하는 DCI를 구성하고 이를 전송하기 위해 기지국(1700)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1720)는, 송수신부(1710)를 통해 복수의 단말(UE)들로부터 CSI를 획득하고, 복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이로부터 형성되는 복수의 서브어레이들을 식별하고, 복수의 서브어레이들 중 복수의 단말(UE)들에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하고, 복수의 단말(UE) 중 제1 단말(UE)에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제1 스위치 네트워크의 구조를 결정하고, 복수의 단말(UE) 중 제2 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제2 스위치 네트워크의 구조를 결정하고, 결정된 제1 스위치 네트워크의 구조 및 결정된 제2 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원할 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말(1800)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 18을 참조하면, 본 개시에 따른 단말(1800)은 프로세서(1820)와 메모리(1830) 및 송수신부(1810)로 구성될 수 있다. 다만, 단말(1800)의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말(1800)은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1820), 메모리(1830), 및 송수신부(1810)는 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.
프로세서(1820)는 하나 또는 복수의 프로세서로 구성될 수 있다. 이때, 하나 또는 복수의 프로세서는 CPU, AP, DSP(Digital Signal Processor) 등과 같은 범용 프로세서, GPU, VPU(Vision Processing Unit)와 같은 그래픽 전용 프로세서 또는 NPU와 같은 인공지능 전용 프로세서일 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 복수의 프로세서가 인공지능 전용 프로세서인 경우, 인공지능 전용 프로세서는, 특정 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조로 설계될 수 있다.
프로세서(1820)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 단말(1800)이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1820)는 송수신부(1810)를 통해 제어 신호와 데이터 신호를 수신하고, 수신한 제어 신호와 데이터 신호를 처리할 수 있다. 프로세서(1820)는 처리한 제어 신호와 데이터 신호를 송수신부(1810)를 통해 송신할 수 있다. 또한, 프로세서(1820)는 메모리(1830)에 저장된 기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델에 따라, 수신한 제어 신호와 데이터 신호에서 도출된 입력 데이터를 처리하도록 제어할 수 있다. 프로세서(1820)는 메모리(1830)에 데이터를 기록하고 읽을 수 있다. 그리고, 프로세서(1820)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따라, 프로세서(1820)는 적어도 하나의 프로세서(at least one processor)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 송수신부(1810)의 일부 또는 프로세서(1820)는 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1820)는, 송수신부(1810)를 통해 기지국으로부터, Type-S CSI-RS 설정 정보 및 피드백 설정 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(1820)는, 송수신부(1810)를 통해 기지국으로부터, Type-S CSI-RS 설정 정보에 기초하여 생성된 Type-S CSI-RS를 수신할 수 있다. 프로세서(1820)는, 피드백 설정 정보 및 Type-S CSI-RS에 기초하여 복수의 채널에 대한 CSI를 결정하고, 송수신부(1810)를 통해 결정된 복수의 채널에 대한 CSI를 기지국으로 전송할 수 있다.
기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델은 학습을 통해 만들어질 수 있다. 학습을 통해 만들어진다는 것은, 기본 인공지능 모델이 학습 알고리즘에 의하여 다수의 학습 데이터들을 이용하여 학습됨으로써, 원하는 특성(또는, 목적)을 수행하도록 설정된 기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델이 만들어짐을 의미한다. 이러한 학습은 본 개시에 따른 인공지능이 수행되는 단말(1800) 자체에서 이루어질 수도 있고, 별도의 서버 및/또는 시스템을 통해 이루어 질 수도 있다. 학습 알고리즘의 예로는, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)이 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다.
인공지능 모델은, 복수의 신경망 레이어들로 구성될 수 있다. 복수의 신경망 레이어들 각각은 복수의 가중치들(weight values)을 갖고 있으며, 이전(previous) 레이어의 연산 결과와 복수의 가중치들 간의 연산을 통해 신경망 연산을 수행한다. 복수의 신경망 레이어들이 갖고 있는 복수의 가중치들은 인공지능 모델의 학습 결과에 의해 최적화될 수 있다. 예를 들어, 학습 과정 동안 인공지능 모델에서 획득한 로스(loss) 값 또는 코스트(cost) 값이 감소 또는 최소화되도록 복수의 가중치들이 갱신될 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN:Deep Neural Network)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, CNN (Convolutional Neural Network), DNN (Deep Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), RBM (Restricted Boltzmann Machine), DBN (Deep Belief Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network) 또는 심층 Q-네트워크 (Deep Q-Networks) 등이 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다.
메모리(1830)는 단말(1800)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1830)는 단말(1800)에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1830)는 단말(1800)에서 사용되는 기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델을 저장할 수 있다. 메모리(1830)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1830)는 별도로 존재하지 않고 프로세서(1820)에 포함되어 구성될 수도 있다. 메모리(1830)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 메모리(1830)는 프로세서(1820)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
송수신부(1810)는 송신부와 수신부를 통칭한 것으로서, 단말(1800)의 송수신부(1810)는 기지국 또는 네트워크 엔티티(Network Entity)와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신하는 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(1810)는 전송되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1810)의 하나의 실시예이며, 송수신부(1810)의 구성 요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(1810)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1820)로 출력하고, 프로세서(1820)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
개시된 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 S/W 프로그램으로 구현될 수 있다.
컴퓨터는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 개시된 실시예에 따른 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치를 포함할 수 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
또한, 개시된 실시예들에 따른 제어 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은 S/W 프로그램, S/W 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 디바이스의 제조사 또는 전자 마켓(예, 구글 플레이 스토어, 앱 스토어)을 통해 전자적으로 배포되는 S/W 프로그램 형태의 상품(예, 다운로더블 앱)을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, S/W 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 제조사의 서버, 전자 마켓의 서버, 또는 SW 프로그램을 임시적으로 저장하는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은, 서버 및 디바이스로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 디바이스의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 서버 또는 디바이스와 통신 연결되는 제3 장치(예, 스마트폰)가 존재하는 경우, 컴퓨터 프로그램 제품은 제3 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 컴퓨터 프로그램 제품은 서버로부터 디바이스 또는 제3 장치로 전송되거나, 제3 장치로부터 디바이스로 전송되는 S/W 프로그램 자체를 포함할 수 있다.
이 경우, 서버, 디바이스 및 제3 장치 중 하나가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 서버, 디바이스 및 제3 장치 중 둘 이상이 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 서버(예로, 클라우드 서버 또는 인공 지능 서버 등)가 서버에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 서버와 통신 연결된 디바이스가 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 제3 장치와 통신 연결된 디바이스가 개시된 실시예에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다. 제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 경우, 제3 장치는 서버로부터 컴퓨터 프로그램 제품을 다운로드하고, 다운로드 된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행할 수 있다. 또는, 제3 장치는 프리로드 된 상태로 제공된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서, "부"는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 스위치 네트워크(switch network, SN)를 이용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 단말로부터 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 획득하는 단계;
    복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이로부터 형성되는 복수의 서브어레이(subarray, SA)들을 식별하는 단계;
    상기 복수의 서브어레이들 중 상기 복수의 단말들에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하는 단계;
    상기 복수의 단말 중 제1 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제1 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 단계;
    상기 복수의 단말 중 제2 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제2 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 제1 스위치 네트워크의 구조 및 상기 결정된 제2 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 상기 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 서브어레이들 중 상기 제1 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하는 단계는, 상기 제1 단말에 요구되는 서비스 품질(quality of service, QoS)에 기초하여 상기 제1 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위치 네트워크는, 상기 제1 단말에 할당되는 서브어레이 및 적어도 하나의 RF 체인을 연결하는 적어도 하나의 스위치를 포함하고,
    상기 제1 스위치 네트워크의 구조를 결정하는 단계는, 상기 제1 스위치 네트워크에 포함된 적어도 하나의 스위치의 온/오프를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 Type-S CSI-RS(channel state information reference signal) 설정 정보를 상기 제1 단말로 전송하는 단계;
    상기 제1 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 결정된 피드백 설정 정보를 상기 제1 단말로 전송하는 단계;
    상기 제1 Type-S CSI-RS 설정 정보에 기초하여 생성된 제1 Type-S CSI-RS를 상기 제1 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 제1 단말로부터, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 제1 Type-S CSI-RS에 기초하여 결정된 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 Type-S CSI-RS는 상기 제1 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 통해 전송되는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피드백 설정 정보는 복수의 채널들의 채널 추정(channel estimation) 우선순위를 포함하는, 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 피드백 설정 정보 및 상기 제1 Type-S CSI-RS에 기초하여 결정된 상기 CSI에 따라, PDSCH(physical downlink shared channel)를 상기 제1 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 단말로부터 수신된 CSI에 기초하여, 상기 제1 단말에 서브어레이를 추가로 할당할지 여부 및 상기 제1 스위치 네트워크의 구조의 변경 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 스위치 네트워크를 이용하여 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는 기지국에 있어서,
    송수신부; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 송수신부를 통해, 상기 복수의 단말들로부터 CSI를 획득하고,
    복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이로부터 형성되는 복수의 서브어레이들을 식별하고,
    상기 복수의 서브어레이들 중 상기 복수의 단말들에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하고,
    상기 복수의 단말 중 제1 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제1 스위치 네트워크의 구조를 결정하고,
    상기 복수의 단말 중 제2 단말에 할당되는 서브어레이에 대응되는 제2 스위치 네트워크의 구조를 결정하고,
    상기 결정된 제1 스위치 네트워크의 구조 및 상기 결정된 제2 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 상기 복수의 단말의 다중 접속을 지원하는, 기지국.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 단말에 요구되는 서비스 품질(quality of service, QoS)에 기초하여 상기 제1 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 식별하는, 기지국.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 스위치 네트워크는, 상기 제1 단말에 할당되는 서브어레이 및 적어도 하나의 RF 체인을 연결하는 적어도 하나의 스위치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 스위치 네트워크에 포함된 적어도 하나의 스위치의 온/오프를 결정하는, 기지국.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 송수신부를 통해,
    제1 Type-S CSI-RS(channel state information reference signal) 설정 정보를 상기 제1 단말로 전송하고,
    상기 제1 스위치 네트워크의 구조에 기초하여 결정된 피드백 설정 정보를 상기 제1 단말로 전송하고,
    상기 제1 Type-S CSI-RS 설정 정보에 기초하여 생성된 제1 Type-S CSI-RS를 상기 제1 단말로 전송하고, 및
    상기 제1 단말로부터, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 제1 Type-S CSI-RS에 기초하여 결정된 CSI를 수신하고,
    상기 제1 Type-S CSI-RS는 상기 제1 단말에 할당되는 적어도 하나의 서브어레이를 통해 상기 제1 단말로 전송되는, 기지국.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 피드백 설정 정보는 복수의 채널들의 채널 추정(channel estimation) 우선순위를 포함하는, 기지국.
  13. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 송수신부를 통해, 상기 피드백 설정 정보 및 상기 제1 Type-S CSI-RS에 기초하여 결정된 상기 CSI에 따라, PDSCH(physical downlink shared channel)를 상기 제1 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는, 기지국.
  14. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 단말로부터 수신된 CSI에 기초하여, 상기 제1 단말에 서브어레이를 추가로 할당할지 여부 및 상기 제1 스위치 네트워크의 구조의 변경 여부를 결정하는, 기지국.
  15. 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 송수신부를 통해, 기지국으로부터, Type-S CSI-RS 설정 정보를 수신하고,
    상기 송수신부를 통해, 상기 기지국으로부터, 피드백 설정 정보를 수신하고,
    상기 송수신부를 통해, 상기 기지국으로부터, 상기 Type-S CSI-RS 설정 정보에 기초하여 생성된 Type-S CSI-RS를 수신하고,
    상기 피드백 설정 정보 및 상기 Type-S CSI-RS에 기초하여 복수의 채널에 대한 CSI를 결정하고,
    상기 송수신부를 통해, 결정된 상기 복수의 채널에 대한 상기 CSI를 상기 기지국으로 전송하는, 단말.
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