WO2023027560A1 - 무선 통신 시스템에서 빔 운용 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 빔 운용 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for operating a beam in a wireless communication system.
  • the 5G communication system or the pre-5G communication system is called a system beyond the 4G network (beyond 4G network) or a system after the LTE system (post LTE).
  • the 5G communication system is being considered for implementation in an ultra-high frequency (mmWave) band (eg, a 60 gigabyte (60 GHz) band).
  • mmWave ultra-high frequency
  • FD-MIMO full dimensional MIMO
  • array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna technologies are being discussed.
  • an evolved small cell an advanced small cell, a cloud radio access network (cloud RAN), and an ultra-dense network
  • D2D device to device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication coordinated multi-points (CoMP), and interference cancellation etc.
  • FQAM hybrid FSK and QAM modulation
  • SWSC sliding window superposition coding
  • ACM advanced coding modulation
  • FBMC filter bank multi carrier
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • SCMA parse code multiple access
  • IoT Internet of Things
  • M2M Machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • 5G communication such as sensor network, machine to machine (M2M), and machine type communication (MTC) is implemented by techniques such as beamforming, MIMO, and array antenna.
  • M2M machine to machine
  • MTC machine type communication
  • cloud RAN cloud radio access network
  • the RIS may form a reflection pattern with a combination of phases and/or amplitudes of each reflecting element (RE) included in the RIS, and may reflect a beam incident to the RIS in a desired direction according to the reflection pattern.
  • RE reflecting element
  • a base station supports a plurality of beams and a RIS supports a plurality of reflection patterns
  • One aspect of the present disclosure is to provide a method and apparatus for operating a beam in a wireless communication system.
  • One aspect of the present disclosure is to provide a method and apparatus through which a base station can efficiently transmit/receive a signal to a terminal in a shadow area using beamforming to a terminal in a wireless communication system.
  • One aspect of the present disclosure is to provide a method and apparatus capable of performing efficient communication between a base station and a terminal using a reconfiguration intelligent surface (RIS) in a wireless communication system.
  • RIS reconfiguration intelligent surface
  • a method of a base station supporting beam forming in a wireless communication system includes a process of mapping a reconfiguration intelligent surface (RIS) pattern value and a synchronization signal block (SSB), and the mapping It may include transmitting the SSB to the RIS controller and receiving a random access preamble for the terminal from the RIS controller.
  • RIS reconfiguration intelligent surface
  • SSB synchronization signal block
  • a method of a reconfiguration intelligent surface (RIS) controller supporting beamforming in a wireless communication system is a process of receiving a first synchronization signal block (SSB) mapped to a RIS pattern value from a base station And the process of setting the phase value of the RIS element of the RIS based on the RIS pattern value based on the received first SSB and the phase value of the RIS element Based on and transmitting the first SSB to the terminal.
  • SSB synchronization signal block
  • a base station can efficiently communicate with terminals using RIS.
  • a terminal located in a shadow area and a base station can communicate efficiently.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a time-frequency domain structure in LTE according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a downlink control channel of LTE according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3 is a diagram illustrating transmission resources of a downlink control channel in 5G according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of setting a control region in 5G according to various embodiments of the present disclosure.
  • 5 is a diagram illustrating an example of configuration for a downlink RB structure in 5G according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the structure of a wireless communication system including a RIS according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a beam establishment procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a beam establishment procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a beam establishment procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a RACH procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure.
  • 11A and 11B are flowcharts illustrating a method for a base station and a terminal to perform a beam establishment procedure through RIS according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a process in which a base station and a terminal perform a beam establishment procedure through SSB according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a sequence of an operation of beam sweeping in downlink after a base station and a terminal are connected according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a method in which a base station sets a reference signal to a terminal through downlink according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a method in which a base station sets a reference signal to a terminal through downlink according to various embodiments of the present disclosure.
  • 16 is a diagram illustrating an example of a method in which a base station sets a reference signal to a terminal through downlink according to various embodiments of the present disclosure.
  • 17 is a diagram illustrating an operation of a terminal reporting a reference signal through an uplink according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a sequence of a process in which a base station informs a terminal of base station beam and RIS RP information to a terminal through a downlink.
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating a structure of a terminal according to various embodiments of the present disclosure.
  • 20 is a diagram schematically illustrating a structure of a base station according to various embodiments of the present disclosure.
  • 21 is a diagram schematically illustrating a structure of RIS according to various embodiments of the present disclosure.
  • 22 is a diagram illustrating a channel model between a base station, a RIS, and a terminal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of SINR CDF performance according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating another example of SINR CDF performance according to various embodiments of the present disclosure.
  • 25 is a diagram illustrating another example of SINR CDF performance according to various embodiments of the present disclosure.
  • 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, two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in reverse order depending on their function.
  • ' ⁇ unit' used in this embodiment means software or a hardware component such as a field programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC), and ' ⁇ unit' refers to certain roles. carry out
  • ' ⁇ 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.
  • a base station is a subject that allocates resources of a terminal, and at least one of gNode B, gNB, eNode B, eNB, Node B, BS, radio access unit, base station controller, or node on the network can be one
  • the base station includes an Integrated Access and Backhaul-donor (IAB-donor), which is a gNB that provides network access to the terminal (s) through a network of backhaul and access links in the NR system, and the terminal (s) ) and an IAB-node, which is a radio access network (RAN) node supporting NR backhaul links to the IAB-donor or other IAB-nodes.
  • IAB-donor Integrated Access and Backhaul-donor
  • the terminal is wirelessly connected through the IAB-node and can transmit and receive data with an IAB-donor connected to at least one IAB-node through a backhaul link.
  • the terminal may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a cellular phone, a smart phone, a computer, or various devices capable of performing communication functions.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • DL downlink
  • UL uplink
  • LTE or LTE-A 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.
  • the 5th generation mobile communication technology (5G, new radio, NR) developed after LTE-A may be included in this, and the following 5G may be a concept including existing LTE, LTE-A and other similar services there is.
  • 5G new radio
  • 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.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a time-frequency domain structure in a system in LTE according to various embodiments of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
  • the minimum transmission unit in the time domain is an OFDM symbol. Nsymb (101) OFDM symbols are gathered to form one slot (102), and two slots are gathered to form one subframe (103). The length of the slot is 0.5 ms, and the length of the subframe is 1.0 ms.
  • the radio frame 104 is a time domain unit consisting of 10 subframes.
  • the minimum transmission unit in the frequency domain is a subcarrier, and the bandwidth of the entire system transmission bandwidth consists of a total of NBW (105) subcarriers.
  • a basic unit of resources in the time-frequency domain is a Resource Element (RE) 106, which can be represented by an OFDM symbol index and a subcarrier index.
  • a Resource Block (RB; or Physical Resource Block, PRB) 107 is defined by Nsymb (101) consecutive OFDM symbols in the time domain and NRB (108) consecutive subcarriers in the frequency domain. Accordingly, one RB 108 is composed of Nsymb x NRB number of REs 106 .
  • DCI downlink control information
  • LTE-A LTE-Advanced
  • DCI defines various formats, whether it is scheduling information for uplink data or scheduling information for downlink data, whether it is a compact DCI with a small size of control information, and applying spatial multiplexing using multiple antennas.
  • DCI format is applied and operated depending on whether DCI is used for power control or not.
  • DCI format 1 which is scheduling control information for downlink data, is configured to include at least the following control information.
  • Type 0 allocates resources in units of resource block groups (RBGs) by applying a bitmap method.
  • a basic unit of scheduling is a resource block (RB) represented by time and frequency domain resources, and an RBG is composed of a plurality of RBs to become a basic unit of scheduling in the type 0 scheme.
  • Type 1 allows a specific RB to be allocated within an RBG.
  • RBs allocated for data transmission are notified.
  • the resource to be expressed is determined according to the system bandwidth and resource allocation method.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • - New data indicator Notifies whether it is HARQ initial transmission or retransmission.
  • Redundancy version Notifies the redundancy version of HARQ.
  • TPC Transmit Power Control
  • PUCCH Physical Uplink Control CHannel
  • the DCI is transmitted through a physical downlink control channel (PDCCH) that is a downlink physical control channel through channel coding and modulation processes.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • a Cyclic Redundancy Check (CRC) is attached to the DCI message payload, and the CRC is scrambled with a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) corresponding to the identity of the terminal.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • Different RNTIs are used according to the purpose of the DCI message, eg, UE-specific data transmission, power control command, or random access response. Soon, the RNTI is not transmitted explicitly but is included in the CRC calculation process and transmitted.
  • the terminal Upon receiving the DCI message transmitted on the PDCCH, the terminal checks the CRC using the allocated RNTI, and if the CRC check result is correct, it can be known that the corresponding message has been transmitted to the terminal.
  • the downlink control channel of LTE may be, for example, PDCCH 201.
  • a PDCCH 201 is time multiplexed with a physical downlink shared CHannel (PDSCH) 202, which is a data transmission channel, and is transmitted over the entire system bandwidth.
  • the area of the PDCCH 201 is represented by the number of OFDM symbols, which is indicated to the terminal by a Control Format Indicator (CFI) transmitted through a Physical Control Format Indicator CHannel (PCFICH).
  • CFI Control Format Indicator
  • PCFICH Physical Control Format Indicator CHannel
  • a cell-specific reference signal (CRS) 203 is used as a reference signal for decoding the PDCCH 201.
  • the CRS 203 is transmitted every subframe over the entire band, and scrambling and resource mapping vary according to a cell ID (IDentity). Since the CRS 203 is a reference signal commonly used by all terminals, terminal-specific beamforming cannot be used. Therefore, the multi-antenna transmission method for the PDCCH of LTE is limited to open-loop transmission diversity.
  • the number of ports of the CRS 203 is implicitly known to the UE from decoding of the PBCH (Physical Broadcast CHannel).
  • Resource allocation of the PDCCH 201 is based on a Control-Channel Element (CCE), and one CCE is composed of 9 Resource Element Groups (REGs), that is, a total of 36 Resource Elements (REs).
  • CCE Control-Channel Element
  • REGs Resource Element Groups
  • the number of CCEs required for a specific PDCCH 201 may be 1, 2, 4, or 8, which varies depending on the channel coding rate of the DCI message payload. As such, different numbers of CCEs are used to implement link adaptation of the PDCCH 201.
  • the terminal needs to detect a signal without knowing information about the PDCCH 201.
  • a search space representing a set of CCEs is defined for blind decoding.
  • the search space is composed of a plurality of sets at the aggregation level (AL) of each CCE, which is not explicitly signaled but implicitly defined through a function and subframe number according to the UE identity.
  • A aggregation level
  • the UE decodes the PDCCH 201 for all possible resource candidates that can be created from CCEs within the set search space, and information declared valid for the corresponding UE through CRC check. to process
  • the search space is classified into a terminal-specific search space and a common search space.
  • a certain group of terminals or all terminals can search the common search space of the PDCCH 201 in order to receive cell-common control information such as dynamic scheduling for system information or paging messages.
  • cell-common control information such as dynamic scheduling for system information or paging messages.
  • SIB System Information Block
  • the entire PDCCH region is composed of a set of CCEs in a logical region, and a search space consisting of a set of CCEs exists.
  • the search space is divided into a common search space and a UE-specific search space, and the search space for the LTE PDCCH is defined as follows in TS 36.213 of the 3GPP communication standard document.
  • the UE-specific search space is not explicitly signaled, but is implicitly defined through a function and a subframe number according to the UE identity.
  • the terminal-specific search space can change according to the subframe number, this means that it can change over time, and through this, the problem that a specific terminal cannot use the search space by other terminals among terminals ( blocking problem).
  • a UE cannot be scheduled in a corresponding subframe because all CCEs it examines are already being used by other UEs scheduled in the same subframe, since this search space changes over time, in the next subframe
  • Such a problem may not occur. For example, even if parts of the UE-specific search spaces of UE #1 and UE #2 overlap in a specific subframe, since the UE-specific search spaces change for each subframe, the overlap in the next subframe is expected to be different from this. can be expected
  • the search space for the PDCCH in the case of a common search space, since a certain group of terminals or all terminals must receive the PDCCH, it is defined as a set of pre-promised CCEs. In other words, the common search space does not change according to the identity of the terminal or the subframe number. Although a common search space exists for transmission of various system messages, it can also be used to transmit control information of individual terminals. Through this, the common search space can also be used as a solution to a phenomenon in which a terminal is not scheduled due to insufficient resources available in the terminal-specific search space.
  • the search space is a set of candidate control channels consisting of CCEs that the UE should attempt to decode on a given aggregation level. have a search space.
  • the number of PDCCH candidates to be monitored by the terminal in the search space defined according to the aggregation level in the LTE PDCCH is defined as the following table in TS 36.213 of the 3GPP communication standard document.
  • ⁇ Table 1> in the case of a UE-specific search space, aggregation levels ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ are supported, and at this time, ⁇ 6, 6, 2, 2 ⁇ PDCCH candidate groups are respectively provided.
  • aggregation levels ⁇ 4, 8 ⁇ are supported, and at this time, ⁇ 4, 2 ⁇ PDCCH candidate groups are respectively provided.
  • the reason why the common search space supports only ⁇ 4, 8 ⁇ aggregation level is to improve coverage characteristics because system messages generally have to reach cell edges.
  • DCI transmitted in the common search space is defined only for a specific DCI format such as 0/1A/3/3A/1C corresponding to a purpose such as system message or power control for a terminal group.
  • DCI formats with spatial multiplexing are not supported.
  • the downlink DCI format to be decoded in the UE-specific search space depends on the transmission mode set for the corresponding UE. Since the setting of the transmission mode is performed through RRC (Radio Resource Control) signaling, an exact subframe number for whether the corresponding setting is effective for the corresponding terminal is not specified. Therefore, the terminal can be operated not to lose communication by always performing decoding for DCI format 1A regardless of the transmission mode.
  • RRC Radio Resource Control
  • 3 is a diagram illustrating transmission resources of a downlink control channel in 5G according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3 is a diagram showing an example of a basic unit of time and frequency resources constituting a downlink control channel that can be specifically used in 5G.
  • a resource element group (REG) of time and frequency resources constituting a control channel is composed of 1 OFDM symbol 301 on the time axis and 12 subcarriers on the frequency axis ( 302), that is, it is composed of 1 RB.
  • the time axis basic unit is 1 OFDM symbol 301
  • the data channel and the control channel can be time-multiplexed within one subframe.
  • the control channel By locating the control channel before the data channel, the user's processing time can be reduced, making it easy to satisfy the latency requirement.
  • the basic unit of the frequency axis of the control channel By setting the basic unit of the frequency axis of the control channel to 1 RB 302, frequency multiplexing between the control channel and the data channel can be performed more efficiently.
  • control channel regions of various sizes can be set by concatenating REGs 303.
  • 1 CCE 304 may include a plurality of REGs 303.
  • REG 303 may consist of 12 REs
  • 1 CCE 304 may consist of 6 REGs 303
  • 1 CCE 304 may consist of 72 REs.
  • the corresponding region can be composed of a plurality of CCEs 304, and a specific downlink control channel is mapped to one or more CCEs 304 according to the aggregation level (AL) in the control region and transmitted. It can be.
  • the CCEs 304 in the control area are identified by numbers, and at this time, the numbers may be assigned according to a logical mapping method.
  • the REG 303 may include both REs to which DCI is mapped and a region to which a Demodulation Reference Signal (DMRS) 305, which is a reference signal for decoding them, is mapped.
  • DMRS 305 may be transmitted in 6 REs within 1 REG 303.
  • the terminal can decode the control information even if there is no information about which precoding is applied by the base station.
  • 4 is a diagram illustrating an example of setting a control region in a 5G wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4 is a diagram showing an example of a control resource set (CORESET) in which a downlink control channel is transmitted.
  • CORESET control resource set
  • two control areas (control area #1 (401) and control area #2 (402)) may be set within a system bandwidth 410 on the frequency axis and one slot 420 on the time axis.
  • control area #1 and 402 may be set within a system bandwidth 410 on the frequency axis and one slot 420 on the time axis.
  • the control regions 401 and 402 may be set to specific subbands 403 within the entire system bandwidth 410 on the frequency axis.
  • the time axis can be set to one or a plurality of OFDM symbols, and this can be defined as a control region length (Control Resource Set Duration, 404).
  • control region #1 (401) is set to a control region length of 2 symbols
  • control region #2 (402) is set to a control region length of 1 symbol.
  • a control region in 5G may be set by a base station to a terminal through higher layer signaling (eg, system information, master information block (MIB), RRC signaling).
  • Setting the control region to the terminal means providing information such as the location of the control region, subbands, resource allocation of the control region, and the length of the control region. For example, the information disclosed in Table 2 may be included.
  • various pieces of information necessary for transmitting a downlink control channel may be set in the terminal.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a description of a downlink RB structure in 5G according to various embodiments of the present disclosure.
  • scheduling information for a Physical Uplink Shared CHannel (PUSCH) or a Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH) is transmitted from a base station to a terminal through DCI.
  • the UE may monitor the DCI format for fallback and the DCI format for non-fallback with respect to PUSCH or PDSCH.
  • the contingency DCI format may be composed of a fixed field between the base station and the terminal, and the DCI format for non-preparation may include a configurable field.
  • the DCI for a countermeasure for scheduling the PUSCH may include, for example, information disclosed in Table 3.
  • the DCI for non-preparation scheduling for PUSCH may include, for example, the information disclosed in Table 4.
  • the DCI for a backup plan for scheduling the PDSCH may include, for example, the information disclosed in Table 5.
  • the non-preparation DCI for scheduling the PDSCH may include, for example, information disclosed in Table 6.
  • the DCI may be transmitted through a downlink physical control channel (PDCCH) through channel coding and modulation processes.
  • a Cyclic Redundancy Check (CRC) is attached to the DCI message payload, and the CRC is scrambled with a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) corresponding to the identity of the terminal.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • Different RNTIs are used according to the purpose of the DCI message, eg, UE-specific data transmission, power control command, or random access response. Soon, the RNTI is not transmitted explicitly but is included in the CRC calculation process and transmitted.
  • the terminal Upon receiving the DCI message transmitted on the PDCCH, the terminal checks the CRC using the allocated RNTI, and if the CRC check result is correct, it can be known that the corresponding message has been transmitted to the terminal.
  • a DCI scheduling a PDSCH for System Information may be scrambled with an SI-RNTI.
  • a DCI for scheduling a PDSCH for a Random Access Response (RAR) message may be scrambled with a RA-RNTI.
  • a DCI for scheduling a PDSCH for a paging message may be scrambled with a P-RNTI.
  • DCI notifying SFI Slot Format Indicator
  • DCI notifying TPC Transmit Power Control
  • a DCI for scheduling a UE-specific PDSCH or PUSCH may be scrambled with C-RNTI (Cell RNTI).
  • a specific terminal when a specific terminal receives a schedule for a data channel, for example, a PUSCH or a PDSCH, through the PDCCH, data is transmitted and received along with the DMRS within the scheduled resource region.
  • a schedule for a data channel for example, a PUSCH or a PDSCH
  • a specific terminal uses 14 OFDM symbols as one slot (or subframe) in downlink, the PDCCH is transmitted in the initial two OFDM symbols 501, and the DMRS in the third symbol 502 Indicates a case where it is set to be transmitted.
  • data may be mapped and transmitted to REs in which the DMRS is not transmitted in the third symbol and REs from the fourth to the last symbol 503 thereafter.
  • the subcarrier spacing ⁇ f is 15 kHz in case of LTE/LTE-A system and one of ⁇ 15, 30, 60, 120, 240, 480 ⁇ kHz is used in case of 5G system.
  • a base station in order to measure a downlink channel state in a wireless communication system, needs to transmit a reference signal.
  • a terminal can measure a channel state between a base station and a terminal using a CRS or CSI-RS transmitted by a base station.
  • the channel state should be measured in consideration of various factors, which may include the amount of interference in downlink.
  • the amount of interference in the downlink includes an interference signal and thermal noise generated by an antenna belonging to a neighboring base station, and the amount of interference in the downlink is important for a terminal to determine a downlink channel condition.
  • a base station with one transmit antenna transmits a signal to a terminal with one receive antenna
  • the terminal simultaneously receives energy per symbol from a reference signal received from the base station in downlink and a corresponding symbol in a receiving period.
  • Es/Io must be determined by determining the amount of interference to be received.
  • the determined Es/Io is converted into a data transmission rate or a value corresponding thereto and transmitted to the base station in the form of a channel quality indicator (CQI), and is used by the base station to determine at what data transmission rate to transmit to the terminal.
  • CQI channel quality indicator
  • a terminal feeds back information about a downlink channel state to a base station so that the base station can utilize it for downlink scheduling.
  • the terminal measures the reference signal transmitted by the base station in the downlink and feeds back information extracted thereto to the base station in a form defined in the LTE/LTE-A standard.
  • information fed back by the terminal in LTE/LTE-A may be referred to as channel state information, and the channel state information may include the following three pieces of information.
  • Rank Indicator The number of spatial layers that the UE can receive in the current channel state
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • CQI Channel Quality Indicator
  • CQI may be replaced with a signal to interference plus noise ratio (SINR) that can be used similarly to the maximum data rate, maximum error correction code rate and modulation scheme, and data efficiency per frequency.
  • SINR signal to interference plus noise ratio
  • RI, PMI, and CQI included in channel state information are associated with each other and have meaning.
  • the PMI value X when RI has a value of 1 and the PMI value X when RI has a value of 2 are may be interpreted differently.
  • the UE determines the CQI
  • the PMI and X notified to the eNB are applied by the eNB.
  • the UE reports RI_X, PMI_Y, and CQI_Z to the base station
  • the UE calculates the CQI, it is assumed which transmission method will be performed by the base station so that optimized performance can be obtained when actual transmission is performed using the corresponding transmission method.
  • RI, PMI, and CQI which are channel state information fed back by a terminal in LTE/LTE-A, may be fed back in a periodic or aperiodic form.
  • the base station wants to acquire channel state information of a specific terminal aperiodically, the base station transmits an aperiodic feedback indicator (or channel state information request field, channel state) included in downlink control information (DCI) for the terminal. It can be configured to perform aperiodic feedback (or aperiodic channel state information reporting) using information request information).
  • DCI downlink control information
  • the terminal when the terminal receives an indicator set to perform aperiodic feedback in the nth subframe, the terminal includes aperiodic feedback information (or channel state information) in data transmission in the n+kth subframe to perform uplink transmission.
  • k is a parameter defined in the 3GPP LTE Release 11 standard, which is 4 in frequency division duplexing (FDD) and may be defined as shown in [Table 7] in time division duplexing (TDD).
  • feedback information (or channel state information) includes RI, PMI, and CQI, and RI and PMI may not be fed back according to feedback settings (or channel state report settings).
  • a wireless communication system may include a base station 600, terminals 603, 604, and 605, a RIS 607, and a RIS controller 608.
  • the present invention proposes a technique for operating a base station beam and a RIS pattern (RP) in a RIS-based wireless communication system.
  • the RP may be operated by setting a phase value or reflection pattern of a RIS element, which is a basic unit of the RIS (607).
  • a RIS 607) may be controlled by a RIS controller (608).
  • the base station 600 in a beam establishment step before the base station 600 and the terminals 603, 604, and 605 are connected, in order for the base station 600 to perform beam sweeping,
  • the beam of the base station 600 and the RP of the RIS 607 are specified, and the base station 600 maps the beam of the base station 600 and the RP value of the RIS 607 with a synchronization signal block (SSB).
  • SSB synchronization signal block
  • RSRP Signal strength
  • PRACH Physical Random Access CHannel
  • the base station 600 beam and RIS 607 using CSI-RS (Channel State Information-Reference Signal) including how to operate the RP.
  • a cell in which a RIS 607 capable of K RP values exists to support a base station operating M beams and a terminal 603 located in a shaded area is shown.
  • the signals 601 transmitted through M 1 beams are transmitted toward the RIS 607, may be reflected by the RIS 607, and the remaining M 2 beams Signals 602 transmitted through may not be directed to the RIS 607 so that the signal may not be reflected using the RIS 607.
  • a terminal 603 located in a shadow area, a terminal 604 located between the base station 600 and the RIS 607, and an object that may cause communication failure are connected to the base station 600. This includes a method of operating the beam of the base station 600 and the RP value of the RIS 607 in a situation where the terminal 605 located at a location that does not exist between the terminals 605 exists.
  • 7 is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a beam establishment procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure. 7 illustrates a method in which the RIS controller 608 directly applies the RP value of the RIS 607 set by the base station 600 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the base station 600 illustrates a method of mapping and transmitting an SSB to a combination of a beam of the base station 600 and an RP of the RIS 607.
  • M 1 2
  • Each SSB (for example, SSB 0 to SSB 5) may be beamformed at an angle corresponding to each beam and transmitted.
  • the RIS (607) RP value "OFF”, the RIS (607) RP value "1” and the RIS (607) RP value "2" are SSB 0, SSB 1, and SSB 2 can be mapped.
  • the RIS (607) RP value "OFF”, the RIS (607) RP value "1", and the RIS (607) RP value "2" are SSB 3, SSB 4, and SSB 5 mapped to Beam 1 of the base station It can be. Like Beam 0 and Beam 1, Beam 2 of the base station may be mapped to the SSB in combination with the RIS RP.
  • the RP value of the RIS 607 may be mapped to each SSB, and the RP value of the RIS 607 may include a “RIS OFF” mode that absorbs the SSB signal without reflecting it.
  • SSB 6 to SSB L-1 may be mapped to beams of the base station 600 that are not directed to the RIS 607, beamformed at an angle corresponding to each beam, and transmitted.
  • the RIS 607 The RP value of can be mapped to "OFF" mode.
  • a mode of absorbing SSB signals without reflecting them may be used for a terminal 605 located between the base station 600 and the RIS 607.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a beam establishment procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure. Referring to FIG. 8 , a method in which the RIS controller 608 applies the RP value of the RIS 607 set by the base station 600 according to various embodiments of the present disclosure will be described.
  • SSB0 to SSB M-1 are mapped with beams 0 to beam M-1 operated by the base station 600, and are beamformed at an angle corresponding to the beam of each base station 600, sequentially. It can be transmitted, and at this time, the RP value of the RIS 607 can be mapped to “OFF” mode.
  • SSB 0 to SSB M-1 are mapped with beams 0 to beam M-1 operated by the base station 600, and a beam sweeping procedure may be performed. Since the beam sweeping procedure may not use the RP of the RIS 607, the RP value of the RIS 607 may be mapped to each SSB in “OFF” mode.
  • SSBs of SSB M to SSB M+3 excluding SSB0 to SSB M-1 used in the beam sweeping procedure are K- RP values of different RIS 607 (for example, ⁇ (beam 0, RP 1), (beam 0, RP 2), (beam 1, RP 1), ( beam 1, RP 2)) and may be beamformed at an angle corresponding to the beam of the base station 600 and transmitted.
  • K- RP values of different RIS 607 for example, ⁇ (beam 0, RP 1), (beam 0, RP 2), (beam 1, RP 1), ( beam 1, RP 2)
  • RIS 607 for example, ⁇ (beam 0, RP 1), (beam 0, RP 2), (beam 1, RP 1), ( beam 1, RP 2)
  • a base station beam is used as a fixed beam
  • It is also possible to perform a beam establishment procedure with a base station by mapping RP values of the RIS 607 to SSBs.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a beam establishment procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 it is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a beam establishment procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an SSB used by terminals located in various locations in a wireless communication system to perform a RACH procedure with a base station according to various embodiments of the present disclosure.
  • the base station 600 may transmit SSBs to terminals 603, 604, and 605 located in various locations by mapping beams of the base station 600 to SSBs, respectively.
  • the terminals 603, 604, and 605 located in various locations select an SSB having the strongest RSRP among the received SSBs, and perform a random access procedure with the base station 600 can be performed.
  • UEs 603, 604, and 605 located in various locations measure received signal strengths (e.g. L1-RSRP) of L SSBs, an RACH occasion associated with the SSB having the largest measured received signal strength
  • received signal strengths e.g. L1-RSRP
  • RO uplink in
  • the optimal RIS 607 RP value set for the base station to transmit in the downlink is the signal transmitted by the terminal 604 in the uplink It can be seen that it is equal to the optimal RIS (607) RP value to be set for reception.
  • the base station 600 of the terminal 604 is a specific RO
  • the RIS 607 RP value mapped to the SSB received from the base station 600 is used for the SSB transmitted to the base station. can be set
  • 11A and 11B are flowcharts illustrating a method for a base station and a terminal to perform a beam establishment procedure through RIS according to various embodiments of the present disclosure.
  • At least one of the base station 600, the RIS controller 608, and the terminal 1110 may perform an algorithm for determining an optimal RIS location.
  • the location of the optimal RIS for the terminal 1110 may be determined based on at least one of an optimal distance between the terminal and the RIS, a bearing angle of the RIS, and maximum reception power of the terminal.
  • the maximum received power of the terminal may be signal power received by the terminal after the signal transmitted by the base station is reflected by the RIS.
  • the optimal distance between the terminal and the RIS may be determined based on RIS height (RSI height) information and UE height information.
  • RIS height RSI height
  • UE height UE height information
  • a bearing angle of the RIS may be calculated for each of the candidate positions of the RIS separated from the terminal by an optimal distance.
  • the reception power of the terminal may be calculated for each of the candidate locations of the RIS separated by an optimal distance from the terminal.
  • the maximum received power of the UE may be the one having the maximum value among the received powers of the UE calculated for each of the candidate locations of the RIS.
  • a RIS candidate position having an optimal RIS bearing angle and maximum US reception power among candidate positions of the RIS separated by an optimal distance from the terminal may be determined as the position of the RIS.
  • the base station 600 transmits configuration information including the RP value of the RIS 607 mapped to SSB 0 to the RIS controller 608 (step 1101).
  • the RIS 607 RP value is set as described in FIGS. 7 to 9 .
  • the RIS controller 608 receives the setting information including the RIS 607 RP value, and then sets the phase value of each RIS element corresponding to the RIS 607 RP value in the received setting information (1102 step).
  • the base station 600 may transmit the SSB in the base station beam direction mapped to SSB 0 through the RIS 6107 (step 1103).
  • the base station 600 and the RIS 607 may sequentially perform operations on all L SSBs.
  • the terminal 1100 may receive SSBs from the base station 600 and synchronize time, frequency, and cell information with the base station 600 through the received SSBs. After synchronizing time, frequency, and cell information with the base station 600 through the received SSBs, the received power strength (e.g. RSRP) value of each of the received SSBs 0 to SSB L-1 may be measured (step 1104).
  • the received power strength e.g. RSRP
  • the base station may transmit configuration information including a RIS 607 RP value mapped to an SSB associated with RACH occasion 0 to the RIS controller 608 (step 1105).
  • the base station may set the RIS 607 RP value as described in FIG. 10 .
  • the RIS controller 608 receives the setting information including the RIS 607 RP value from the base station 600, and then, based on the RIS 607 RP in the received setting information, each corresponding to the RIS 607 RP It can be set to the phase value of the RIS element (step 1106).
  • the base station 600 and the RIS 607 may sequentially perform operations on all L ROs.
  • the terminal 1100 may transmit a preamble to the base station 600 on a RACH occasion corresponding to the SSB having the maximum value among the RSRSP values of the SSBs measured in step 1104. If there are a number of RSRPs similar to the maximum RSRP value of each SSB measured by the terminal 1100 in step 1104, the terminal 604 located between the base station 600 and the RIS 607 determines that RIS OFF A preamble may be transmitted to an RO corresponding to the mapped SSB (e.g., terminal 604 in FIG. 6).
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a process in which a base station 600 and a terminal perform a beam establishment procedure through SSB according to various embodiments of the present disclosure.
  • the RIS controller 608 may perform time synchronization with the base station 600 (step 1201).
  • the base station 600 transmits the RP value of the RIS 607 to the RIS through a new physical channel or interface (e.g. L1 signal, RRC, MAC signal).
  • a scheduling signal can be transmitted to the controller 608, a process in which the base station 600 and the terminal 1110 initially establish a beam through SSB is shown.
  • the base station 600 may transmit a scheduling signal including the RP value of the RIS 607 mapped to each SSB to the RIS controller 608 (step 1202).
  • the RIS controller 608 may set a phase value of each RIS element corresponding to the RP value of the RIS 607 included in the received scheduling signal at a specific scheduled time point.
  • the base station 600 may sequentially transmit L SSBs in the beam direction of the mapped base station 600 after the RIS 607 RP value of the RIS element is set (step 1203).
  • the terminal 1110 may synchronize time, frequency, and cell information with the base station 600 based on the received SSBs. After performing synchronization with the base station 600, the terminal 1110 may measure the RSRP value of each of SSB 0 to SSB L-1 (step 1204).
  • the base station 600 may transmit a scheduling signal including an RP value of the RIS 607 mapped to an SSB associated with RACH occasion 0 to the RIS controller 608 (step 1205).
  • the base station 600 may set the RIS 607 RP value as described in FIG. 10
  • the terminal 1100 may transmit a preamble to the base station 600 on a RACH occasion corresponding to the SSB having the maximum value among the RSRSP values of the SSBs measured in step 1204. If there are a number of RSRPs similar to the maximum RSRP value of each SSB measured by the terminal 1100 in step 1204, the terminal 604 located between the base station 600 and the RIS 607 determines that RIS OFF A preamble may be transmitted in an RO corresponding to the mapped SSB (e.g., terminal 604 in FIG. 6).
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a sequence of an operation of beam sweeping in downlink after a base station and a terminal are connected according to various embodiments of the present disclosure.
  • RS reference signal
  • the base station 600 beam and the RIS 607 RP are transmitted using a reference signal (RS) (e.g. CSI-RS or SSB).
  • RS reference signal
  • the base station 600 determines the best SSB index of each terminal 1100 through a random access procedure in the initial access step (eg, the index of the SSBs having the highest RSRP among the received SSBs). ), it is possible to determine whether each terminal 1100 has a RIS association (step 1301).
  • the base station 600 determines whether each terminal 1100 has a RIS association, based on this, the number of beams of the base station 600 and RIS 607 RPs to perform beam sweeping RS (e.g. CSI-RS) resources can be set (step 1302).
  • CSI-RS beam sweeping RS
  • At least one of the base station 600, the RIS controller 608, and the terminal 1110 may perform an algorithm for determining an optimal RIS location.
  • the location of the optimal RIS for the terminal 1110 may be determined based on at least one of an optimal distance between the terminal and the RIS, a bearing angle of the RIS, and maximum reception power of the terminal.
  • the maximum received power of the terminal may be signal power received by the terminal after the signal transmitted by the base station is reflected by the RIS.
  • the optimal distance between the terminal and the RIS may be determined based on RIS height (RSI height) information and UE height information.
  • RIS height RSI height
  • UE height UE height information
  • a bearing angle of the RIS may be calculated for each of the candidate positions of the RIS separated from the terminal by an optimal distance.
  • the reception power of the terminal may be calculated for each of the candidate locations of the RIS separated by an optimal distance from the terminal.
  • the maximum received power of the UE may be the one having the maximum value among the received powers of the UE calculated for each of the candidate locations of the RIS.
  • a RIS candidate position having an optimal RIS bearing angle and maximum US reception power among candidate positions of the RIS separated by an optimal distance from the terminal may be determined as the position of the RIS.
  • the base station 600 may transmit a preset RS resource configuration and report configuration to the terminal 1100 through RRC signaling (step 1303).
  • the RIS 607 RP value may be maintained at a value set in the initial access step.
  • a mapped RIS RP value may be set or transmitted to the RIS controller (step 1304).
  • the base station 600 may transmit the RS in the beam direction of the base station 600 corresponding to the preset RS resource configuration (step 1306).
  • the RIS controller 608 may apply the phase value of each RIS element corresponding to the RP of the RIS 607 set or transmitted by the base station 600 to the RS resource set by the base station 600 (step 1305 ).
  • the terminal 1100 may measure received signal strength (L1-RSRP) of all configured RSs (step 1307).
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a method in which a base station sets a reference signal (RS) to a terminal through downlink according to various embodiments of the present disclosure.
  • RS reference signal
  • step 1302 of FIG. 13 an example of a method in which the base station 600 configures the RS to the terminal 100 through downlink is shown.
  • the base station 600 checks the best SSB index of each terminal 1110 through a random access procedure, and then uses the SSB corresponding to the best SSB index to determine that the terminal is connected to the RIS 607 603 may be set as a first group, and terminals 605 determined not to be connected to the RIS 607 may be set as a second group.
  • the base station may configure RSs so that the beam sweeping operation using the RIS 607 RP can be performed on the terminal 604 belonging to the first group.
  • the maximum number of RSs that the base station 600 can set is: K * M can be 1 piece.
  • the base station 600 may configure an RS for the terminal 605 belonging to the second group to perform a beam sweeping operation using a base station beam set.
  • the base station 600 may divide the terminals 1100 into a first group and a second group.
  • the base station 600 may set an RS for the terminal 603 belonging to the first group to perform a beam sweeping operation using both the RIS 607 RP and the base station 600 beam set.
  • the maximum number of RSs that can be set by the base station 600 may be K*M 1 +M 2 .
  • the base station 600 may set RS so that the terminal 603 belonging to the second group can perform a beam sweeping operation using the beam set of the base station 600 .
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a method in which a base station sets a reference signal to a terminal through downlink according to various embodiments of the present disclosure.
  • the base station 600 may divide the terminals 1100 into a first group and a second group.
  • a base station 600 provides a RIS 607 RP and a set of beams that can be swept by the base station 600 to a terminal 603 belonging to the first group and a terminal 605 belonging to the second group. ) can be used to set RS so that beam sweeping can be performed.
  • the maximum number of RSs that can be set by the base station 600 may be K*M 1 +M 2 .
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an operation of reporting a reference signal through an uplink by the terminal 1100 according to various embodiments of the present disclosure.
  • RS reference signal
  • the base station 600 beam and the RIS 607 RP are operated using a reference signal (RS) (e.g. CSI-RS or SSB)
  • RS reference signal
  • the base station 600 When the base station 600 transmits the RS configuration to the terminal 1110, it may set or transmit a preset RP value of the RIS 607 to the RIS controller 608 (step 1701). Based on the received RIS (607) RP value, the RIS controller (608) applies the phase value of each RIS element corresponding to the RIS (607) RP value to the reference signal reporting resource set by the base station (600) Yes (step 1702).
  • the terminal 600 transmits RS-report quantities (eg, best 4 RS index, best RSRP value or The difference between the remaining three RSRP values, etc.) can be fed back (step 1703).
  • RS-report quantities eg, best 4 RS index, best RSRP value or The difference between the remaining three RSRP values, etc.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a sequence of a process in which the base station 600 informs the terminal 1100 of the base station 600 beam and RIS 607 RP information to the terminal 1100 through downlink.
  • the base station 600 based on the reference signal report information fed back to the base station 600 by the terminal 1100 in step 1702 of FIG. 17, the base station 600 to be used to transmit data on the downlink A process of notifying the terminal 1100 of beam and RIS 607 RP information is shown.
  • the base station 600 maps a base station beam and RIS 607 RP combination mapped to a reference signal (RS) to M TCI states, and then transmits the RRC signal to the terminal 1100. Yes (step 1801).
  • RS reference signal
  • the base station 600 Based on the reference signal report information fed back from the terminal 1100, the base station 600 uses a MAC control element (MAC CE) for the TCI state index to which the base station 600 beam and the RIS 607 RP are mapped to be used for PDCCH transmission. It can be transmitted to the terminal 1100 through.
  • MAC CE MAC control element
  • PDSCH transmission may be transmitted to the UE through MAC CE or DCI of PDCCH (step 1802).
  • the base station 600 may set or transmit, to the RIS controller 608, the RP value of the RIS 607 mapped to the TCI state indicated to the terminal 1100.
  • the RIS controller 608 may apply the phase value of each RIS element corresponding to the RP value of the RIS 607 when the base station 600 transmits data in downlink there is.
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a terminal 1100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a terminal 1100 includes a controller 1910, a receiver 1920, and a transmitter 1930.
  • the controller 1910 controls overall operations of the terminal 1100, and in particular, controls operations related to beamforming control to be performed. Since the operation of the controller 1910 to control the terminal 1100 is the same as that described in FIGS. 6 to 18 , a detailed description thereof will be omitted here.
  • the receiver 1920 receives various messages and information under the control of the controller 1910.
  • the transmitter 1930 transmits various messages and information under the control of the controller 1910.
  • the terminal 1100 has a controller 1910, a receiver 1920, and a transmitter 1930 implemented as separate units, but at least two of the controller 1910, the receiver 1920, and the transmitter 1930 Dogs can be integrated into one. Also, the controller 1910, the receiver 1920, and the transmitter 1930 may be implemented with at least one processor.
  • 20 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a base station 600 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a base station 600 includes a controller 2010, a receiver 2020, and a transmitter 2030. In addition, it may be implemented by including a processor for controlling setting information related to beamforming and RIS RP of the base station 600 . In addition, the base station 600 may be implemented by including the functions of the terminal 1100 in a server.
  • the controller 2010 controls the overall operation of the terminal 1100, and in particular, controls setting information related to beamforming and RIS RP to perform operations related to control. Since the operation of the controller 2010 to control the base station 600 is the same as that described in FIGS. 6 to 19 , a detailed description thereof will be omitted here.
  • the receiver 2020 receives various messages and information under the control of the controller 2010.
  • the transmitter 2030 transmits various messages and information under the control of the controller 2010.
  • the base station 600 has a controller 2010, a receiver 2020, and a transmitter 2030 implemented as separate units, but at least two of the controller 2010, receiver 2020, and transmitter 2030. Dogs can be integrated into one. Also, the controller 2010, the receiver 2020, and the transmitter 2030 may be implemented with at least one processor.
  • 21 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a RIS controller 608 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the RIS controller 608 includes a controller 2110, a receiver 2120, and a transmitter 2130.
  • the RIS controller 608 may be implemented by including a processor for controlling configuration information related to beamforming and RIS RP.
  • the controller 2110 controls the overall operation of the RIS controller 608, and in particular, controls setting information related to beamforming and RIS RP to perform operations related to control. Since the operation of the controller 2110 to control the RIS controller 608 is the same as that described in FIGS. 6 to 19 , a detailed description thereof will be omitted here.
  • the receiver 2120 receives various messages and information under the control of the controller 2110.
  • the transmitter 2130 transmits various messages and information under the control of the controller 2110.
  • the RIS controller 608 has a controller 2110, a receiver 2120, and a transmitter 2130 implemented as separate units, but at least one of the controller 2110, the receiver 2120, and the transmitter 2130 The two can be integrated into one. Also, the controller 2110, the receiver 2120, and the transmitter 2130 may be implemented with at least one processor.
  • a technique in which at least one of the base station and the RIS indicates (or provides) pattern information of the RIS and information on a mapped SSB (or mapped beam) is proposed, and FIGS.
  • a technique (or algorithm) for determining the optimal location of the RIS is proposed.
  • the embodiments related to FIGS. 22 to 25 may be performed prior to step 1101 of FIG. 11A or may be performed between steps 1301 and 1302 of FIG. 13 .
  • 22 is a diagram illustrating a channel model between a base station, a RIS, and a terminal according to various embodiments of the present disclosure.
  • the distance between the i-th base station, which is the transmitting side (Tx), and the k-th RIS is , and the distance between the k-th RIS and the k-th terminal (UE) of the receiving side (Rx) is And, the distance between the i-th base station and the k-th terminal (UE) is can be
  • (a) may mean a channel between the base station and the RIS
  • (b) may mean a channel between the RIS and the terminal.
  • An optimum location of the k-th RIS for the k-th terminal may be determined based on at least one of an optimal distance between the terminal and the RIS, a bearing angle of the RIS, and maximum reception power of the terminal.
  • the maximum received power of the terminal may be signal power received by the terminal after the signal transmitted by the base station is reflected by the RIS.
  • the optimal distance between the terminal and the RIS may be determined based on RIS height (RSI height) information and UE height information.
  • RIS height RSI height
  • UE height UE height information
  • a bearing angle of the RIS may be calculated for each of the candidate positions of the RIS separated from the terminal by an optimal distance.
  • the bearing angle of the RIS may be determined based on an azimuth angle for a signal received by the RIS from the base station on the basis of global coordinate systems (GCS) and an azimuth angle for a signal transmitted by the RIS to the terminal on the basis of the GCS. .
  • GCS global coordinate systems
  • the reception power of the terminal may be calculated for each of the candidate locations of the RIS separated by an optimal distance from the terminal.
  • the maximum received power of the UE may be the one having the maximum value among the received powers of the UE calculated for each of the candidate locations of the RIS.
  • the reception power of the terminal is the transmission power of the transmission signal of the base station, the channel coefficient between the IS and the terminal, the channel coefficient between the base station and the terminal, the number of antennas of the base station, the number of antennas of the terminal, the number of elements of RIS, the base station and RIS distance, distance between RIS and UE, height of base station, height of RIS, azimuth angle for signals transmitted from base station to RIS based on RIS location, azimuth angle for signals received by RIS from base station based on RIS location It may be determined based on at least one of , and an azimuth angle for a signal transmitted by the RIS to the terminal based on the RIS location.
  • a RIS candidate position having an optimal RIS bearing angle and maximum US reception power among candidate positions of the RIS separated by an optimal distance from the terminal may be determined as the position of the RIS.
  • the RIS deployment algorithm proposed in the present disclosure may be implemented as follows.
  • the optimal distance between the k-th RIS and the k-th terminal can be obtained.
  • the optimal distance between the kth RIS and the kth terminal Satisfying Equation 11 to obtain can be found.
  • h RIS is the height of the RIS
  • h UE is the height of the terminal.
  • An optimal bearing angle for the RIS can be calculated among candidate positions of the RIS located at m (meter).
  • Equation 15 is the optimal bearing angle for RIS, Is the azimuth angle for the signal received by the RIS from the base station on the basis of global coordinate systems (GCS), is an azimuth angle for a signal transmitted by RIS to a terminal based on GCS.
  • GCS global coordinate systems
  • the reception power of the k-th terminal can be calculated based on Equation 10.
  • Equation 10 P r,k is the terminal reception power when the signal transmitted from the base station is reflected by the RIS and then received by the terminal, P t is the transmission power of the transmission signal of the base station, Is the absolute value of the channel coefficient between RIS and the terminal, May be the absolute value of the channel coefficient between the base station and the terminal.
  • Equation 10 and Can be determined based on Equation 9.
  • Equations 9 and 10 S is the number of antennas of the base station, U is the number of antennas of the terminal, N is the number of elements of RIS, PL () is a function related to path loss, Is the distance between the k-th base station and the k-th RIS, is the distance between the k-th RIS and the k-th terminal, f() is a function for calculating the zenith angle, A() is a function for processing the angle, h BS is the height of the base station, and h RIS is the RIS of is high, Is an azimuth angle for a signal transmitted from the base station to the RIS based on the RIS location, Is the azimuth angle for the signal received by the RIS from the base station based on the RIS position, May be an azimuth angle for a signal transmitted by the RIS to the terminal based on the location of the RIS.
  • An optimal RIS position may be determined among candidate positions of RIS located at m (meter).
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of SINR CDF performance according to various embodiments of the present disclosure.
  • SINR signal-to-interference-plus-noise ratio
  • CDF cumulative distribution function
  • 24a and 24b are diagrams illustrating another example of SINR CDF performance according to various embodiments of the present disclosure.
  • 25 is a diagram illustrating another example of SINR CDF performance according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 25 is a diagram showing SINR CDF performance for different RIS height values. Referring to FIG. 25, SINR CDF performance when RIS heights are 2.5m, 5m, 7.5m, 10m, 12.5m, and 15m is shown.

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Abstract

본 개시의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍(beam forming)을 지원하는 기지국의 방법은 reconfiguration intelligent surface(RIS) 패턴(pattern) 정보와 synchronization signal block (SSB)를 매핑하는 과정과 상기 매핑된 SSB 를 RIS 제어기로 송신하는 과정과 상기 RIS 제어기로부터 단말에 대한 랜덤 억세스(random access) 프리앰블(preamble)을 수신하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 빔 운용 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔을 운용하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (filter bank multi carrier), NOMA (non-orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(Information Technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 5G 통신이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
한편, 최근 통신 시스템의 발전에 따라 5G 기반의 무선 통신 시스템에서는 reconfiguration intelligent surface (RIS)에 관한 연구가 이루어지고 있다.
RIS는 RIS에 포함된 각 RE(reflecting element)들의 위상 및/또는 진폭의 조합으로 반사 패턴을 형성하고 반사 패턴에 따라 RIS에 입사되는 빔을 희망하는 방향으로 반사시킬 수 있다.
기지국의 복수의 빔들을 지원하고 RIS가 복수의 반사 패턴들을 지원하는 환경에서 음영 지역을 해소하기 위해 복수이 빔들과 복수의 반사 패턴들 중에서 적절한 빔과 반사 패턴을 선택하는 방안이 필요하다.
본 개시의 일 측면은 무선 통신 시스템에서 빔을 운용하는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 일 측면은, 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말에게 빔포밍을 이용하여 음영 지역에 있는 단말에게 효율적으로 신호를 송수신할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 일 측면은, 무선 통신 시스템에서 reconfiguration intelligent surface (RIS)를 이용하여 기지국과 단말의 효율적인 통신을 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍(beam forming)을 지원하는 기지국의 방법은 reconfiguration intelligent surface(RIS) 패턴(pattern) 값과 synchronization signal block (SSB)를 매핑하는 과정과 상기 매핑된 SSB 를 RIS 제어기로 송신하는 과정과 상기 RIS 제어기로부터 단말에 대한 랜덤 억세스(random access) 프리앰블(preamble)을 수신하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 지원하는 reconfiguration intelligent surface(RIS) 제어기의 방법은 기지국으로부터 RIS 패턴(pattern) 값과 매핑된 제1 synchronization signal block (SSB)를 수신하는 과정과 상기 수신된 제1 SSB를 기반으로 상기 RIS 패턴 값을 기반으로 RIS의 RIS 요소(element)의 위상(phase) 값을 설정하는 과정과 상기 RIS 요소(element)의 위상(phase)값을 기반으로 상기 제1 SSB를 단말로 송신하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국은 RIS를 이용하여 효율적으로 단말들과 통신할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 음영 지역에 위치하는 단말과 기지국이 효율적으로 통신할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 LTE에서 시간-주파수영역 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 LTE의 하향링크 제어채널을 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 5G에서 하향링크 제어채널의 전송 자원을 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 5G에서 제어영역에 대한 설정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 5G에서 하향링크 RB 구조에 대한 설정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 RIS를 포함하는 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 빔 수립 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 빔 수립 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 빔 수립 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 RACH 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국과 단말이 RIS를 통해 빔 수립 절차를 수행하는 방법을 개시한 순서도이다.
도 12은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국과 단말이 SSB를 통해 빔 수립 절차를 하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국과 단말이 연결된 후, 하향링크로 빔 스위핑하는 동작의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국이 하향링크를 통해 기준 신호를 단말에게 설정해주는 방식의 예시를 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국이 하향링크를 통해 기준신호를 단말에게 설정해주는 방식의 예시를 도시한 도면이다.
도 16는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국이 하향링크를 통해 기준신호를 단말에게 설정해주는 방식의 예시를 도시한 도면이다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 단말이 상향 링크를 통해 기준신호를 보고하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 18은 기지국이 하향 링크로 단말에게 기지국 빔 및 RIS RP 정보를 단말에게 알려주는 과정의 순서를 도시한 순서도이다.
도 19은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 단말의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 20는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 기지국의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 21는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 RIS의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 기지국, RIS, 단말 간 채널 모델을 도시한 도면이다.
도 23은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 SINR CDF 성능을 일 예시를 도시하는 도면이다.
도 24는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 SINR CDF 성능을 다른 예시를 도시하는 도면이다.
도 25는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 SINR CDF 성능을 또 다른 예시를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 개시의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 명세서에서 실시 예를 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.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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.
이 때, 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 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 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.
본 개시의 실시 예들에서 기지국(base station)은 단말의 자원 할당을 수행하는 주체로서, gNode B, gNB, eNode B, eNB, Node B, BS, 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 또한 상기 기지국은 NR 시스템에서 백홀 및 접속 링크들(backhaul and access links)의 네트워크를 통해 단말(들)에게 네트워크 접속을 제공하는 gNB 인 IAB-도너(Integrated Access and Backhaul - donor)와, 단말(들)로의 NR 접속 링크(들)을 지원하고 상기 IAB-도너 or 다른 IAB-노드로의 NR 백홀 링크들을 지원하는 RAN(radio access network) 노드인 IAB-노드 중 적어도 하나를 포함하는 네트워크 엔터티일 수 있다. 단말은 IAB-노드를 통해 무선 접속되고 적어도 하나의 IAB-노드와 백홀 링크를 통해 연결된 IAB-도너와 데이터를 송수신할 수 있다.
또한 상기 단말은 사용자 단말(user equipment: UE), 이동국(Mobile Station: MS), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신 기능을 수행할 수 있는 각종 장치를 포함할 수 있다. 본 개시에서 하향링크(Downlink: DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송 경로이고, 상향링크는(Uplink: UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송 경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 또는 LTE-A 시스템을 일 예로서 설명할 수도 있지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널 형태를 갖는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 실시 예가 적용될 수 있다. 예를 들어 LTE-A 이후에 개발되는 5세대 이동통신 기술(5G, new radio, NR)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.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 또한 이하 설명에서 사용되는 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 네트워크 엔터티들 간의 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 정보를 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.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 LTE에서 시스템에서 시간-주파수 영역 구조를 도시한 도면이다.
도 1를 참조하면, 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간 영역에서의 최소 전송단위는 OFDM 심벌로서, Nsymb(101)개의 OFDM 심벌이 모여 하나의 슬롯(102)을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(103)을 구성한다. 상기 슬롯의 길이는 0.5ms이고, 서브프레임의 길이는 1.0ms이다. 그리고 라디오 프레임(104)은 10개의 서브프레임으로 구성되는 시간영역 단위이다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어(Subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역(Transmission Bandwidth)의 대역폭은 총 NBW(105)개의 서브캐리어로 구성된다. 시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(RE; Resource Element, 106)로서 OFDM 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(RB; Resource Block 혹은 PRB; Physical Resource Block, 107)은 시간영역에서 Nsymb (101)개의 연속된 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 NRB(108)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는 Nsymb x NRB 개의 RE(106)로 구성된다. 일반적으로 데이터의 최소 전송단위는 상기 RB 단위이다. LTE 시스템에서 일반적으로 상기 Nsymb = 7, NRB=12 이고, NBW 및 NRB는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다.
다음으로 LTE 및 LTE-A (LTE- Advanced) 시스템에서의 하향링크 제어정보(DCI; Downlink Control Information)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
LTE 시스템에서 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보는 DCI를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달된다. DCI는 여러 가지 포맷을 정의하여, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보인지 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보인지 여부, 제어정보의 크기가 작은 컴팩트 DCI 인지 여부, 다중안테나를 사용한 공간 다중화 (spatial multiplexing)을 적용하는지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등에 따라 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용한다. 예컨대, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 제어정보인 DCI format 1은 적어도 다음과 같은 제어정보들을 포함하도록 구성된다.
- 자원 할당 유형 0/1 플래그(Resource allocation type 0/1 flag): 리소스 할당 방식이 유형 0 인지 유형 1 인지 통지한다. 유형 0 은 비트맵 방식을 적용하여 RBG(resource block group) 단위로 리소스를 할당한다. LTE 시스템에서 스케줄링의 기본 단위는 시간 및 주파수 영역 리소스로 표현되는 RB(resource block)이고, RBG 는 복수개의 RB로 구성되어 유형 0 방식에서의 스케줄링의 기본 단위가 된다. 유형 1 은 RBG 내에서 특정 RB를 할당하도록 한다.
- 자원 블록 할당(Resource block assignment): 데이터 전송에 할당된 RB를 통지한다. 시스템 대역폭 및 리소스 할당 방식에 따라 표현하는 리소스가 결정된다.
- 변조 및 코딩 방식(MCS; Modulation and Coding Scheme): 데이터 전송에 사용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터인 transport block의 크기를 통지한다.
- HARQ 프로세스 번호(HARQ process number): HARQ의 프로세스 번호를 통지한다.
- 새로운 데이터 지시자(New data indicator): HARQ 초기전송인지 재전송인지를 통지한다.
- 중복 버전(Redundancy version): HARQ의 중복 버전을 통지한다.
- PUCCH를 위한 전송 전력 제어 명령(TPC(Transmit Power Control) command for PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)): 상향링크 제어채널인 PUCCH에 대한 전송 전력 제어 명령을 통지한다.
상기 DCI는 채널코딩 및 변조과정을 거쳐 하향링크 물리제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 통해 전송된다.
DCI 메시지 payload에는 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 붙으며, CRC는 단말의 신원에 해당하는 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)로 스크램블링(scrambling) 된다. DCI 메시지의 목적, 예를 들어 단말-특정(UE-specific)의 데이터 전송, 전력제어 명령 혹은 랜덤 엑세스 응답 등에 따라 서로 다른 RNTI 들이 사용된다. 곧, RNTI가 명시적으로 전송되지 않고 CRC 계산과정에 포함되어 전송된다. PDCCH 상으로 전송되는 DCI 메시지를 수신하면 단말은 할당 받은 RNTI를 사용하여 CRC를 확인하여 CRC 확인 결과가 맞으면 해당 메시지는 그 단말에게 전송된 것임을 알 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 LTE의 하향링크 제어채널을 도시한 도면이다. LTE의 하향링크 제어 채널은 일 예로, PDCCH(201)일 수 있다.
도 2를 참조하면, PDCCH(201)은 데이터 전송 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)(202)와 시간 다중화(Multiplex)되고, 전 시스템 대역폭에 걸쳐 전송된다. PDCCH(201)의 영역은 OFDM 심볼 개수로 표현이 되며 이는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)을 통해 전송되는 CFI(Control Format Indicator)로 단말에게 지시된다. PDCCH(201)를 서브프레임의 앞부분에 오는 OFDM 심볼에 할당함으로써, 단말이 최대한 빨리 하향링크 스케줄링 할당을 디코딩할 수 있도록 하고, 이를 통해 DL-SCH(DownLink Shared CHannel)에 대한 디코딩 지연, 즉 전체적인 하향링크 전송 지연을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 하나의 PDCCH는 하나의 DCI 메시지를 운반하고, 하향링크와 상향링크에 다수의 단말들이 동시에 스케줄링될 수 있으므로, 각 셀 내에서는 다수개의 PDCCH의 전송이 동시에 이루어진다. PDCCH(201)의 디코딩을 위한 레퍼런스 신호로는 CRS(Cell-specific Reference Signal, 203)가 사용된다. CRS(203)는 전대역에 걸쳐 매 서브프레임마다 전송되고 셀 ID(IDentity)에 따라 스크램블링 및 자원 맵핑이 달라진다. CRS(203)는 모든 단말들이 공통으로 사용하는 레퍼런스 신호이기 때문에 단말-특정 빔 포밍이 사용될 수 없다. 따라서 LTE의 PDCCH에 대한 다중안테나 송신기법은 개루프 송신 다이버시티로 한정된다. CRS(203)의 포트 수는 PBCH(Physical Broadcast CHannel)의 디코딩으로부터 암묵적으로 단말에게 알려진다.
PDCCH(201)의 자원 할당은 CCE(Control-Channel Element)를 기반으로 하며, 하나의 CCE는 9개의 REG(Resource Element Group), 즉 총 36개의 RE(Resource Element)들로 구성되어 있다. 특정 PDCCH(201)를 위해 필요한 CCE의 개수는 1, 2, 4, 8개가 될 수 있으며, 이는 DCI 메시지 payload의 채널 코딩율에 따라 달라진다. 이와 같이 서로 다른 CCE 개수는 PDCCH(201)의 링크 적응(link adaptation)을 구현하기 위해 사용된다. 단말은 PDCCH(201)에 대한 정보를 모르는 상태에서 신호를 검출해야 하는데, LTE에서는 블라인드 디코딩을 위해 CCE들의 집합을 나타내는 탐색공간(search space)를 정의하였다. 탐색공간은 각 CCE의 aggregation level(AL)에 복수 개의 집합으로 구성되어 있으며, 이는 명시적으로 시그널링되지 않고 단말 신원에 의한 함수 및 서브프레임 번호를 통해 암묵적으로 정의된다. 각 서브프레임 내에서 단말은 설정된 탐색공간 내의 CCE들로부터 만들어질 수 있는 가능한 모든 자원 후보군(candidate)에 대하여 PDCCH (201)에 대한 디코딩을 수행하고, CRC 확인을 통해 해당 단말에게 유효하다고 선언된 정보를 처리한다.
탐색공간은 단말-특정 탐색공간과 공통(Common) 탐색 공간으로 분류된다. 일정 그룹의 단말들 혹은 모든 단말들이 시스템정보에 대한 동적인 스케줄링이나 페이징 메시지와 같은 셀 공통의 제어정보를 수신하기 위해 PDCCH(201)의 공통 탐색 공간을 조사할 수 있다. 예를 들어 셀의 사업자 정보 등을 포함하는 SIB(System Information Block)-1의 전송을 위한 DL-SCH의 스케줄링 할당 정보는 PDCCH(201)의 공통 탐색 공간을 조사하여 수신할 수 있다.
LTE에서 전체 PDCCH 영역은 논리영역에서의 CCE의 집합으로 구성되며, CCE들의 집합으로 이루어진 탐색공간이 존재한다. 탐색 공간은 공통 탐색공간와 단말-특정 탐색공간으로 구분되고, LTE PDCCH에 대한 탐색공간은 3GPP 통신 규격 문서 TS 36.213에서 하기와 같이 정의된다.
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000001
상기에 기술한 PDCCH에 대한 탐색공간의 정의에 따르면 단말-특정 탐색공간은 명시적으로 시그널링되지 않고 단말 신원에 의한 함수 및 서브프레임 번호를 통해 암묵적으로 정의된다. 다시 말하자면, 단말-특정의 탐색공간이 서브프레임 번호에 따라 바뀔 수 있으므로 이는 시간에 따라 바뀔 수 있다는 것을 의미하며 이를 통하여 단말들 사이에서 다른 단말들에 의하여 특정 단말이 탐색공간을 사용하지 못하는 문제(Blocking 문제)를 해결해준다. 만약 자기가 조사하는 모든 CCE들이 이미 같은 서브프레임 내에서 스케줄링된 다른 단말들에 의하여 사용되고 있기 때문에 해당 서브프레임에서 어떠한 단말이 스케줄링되지 못한다면, 이러한 탐색공간은 시간에 따라 변하기 때문에, 그 다음 서브프레임에서는 이와 같은 문제가 발생하지 않게 될 수 있다. 일 예로, 특정 서브프레임에서 단말 #1과 단말 #2의 단말-특정 탐색공간의 일부가 중첩되어 있을지라도, 서브프레임 별로 단말-특정 탐색공간이 변하기 때문에, 다음 서브프레임에서의 중첩은 이와는 다를 것으로 예상할 수 있다.
상기에 기술한 PDCCH에 대한 탐색공간의 정의에 따르면 공통 탐색공간의 경우 일정 그룹의 단말들 혹은 모든 단말들이 PDCCH를 수신해야 하므로 기 약속된 CCE의 집합으로 정의된다. 다시 말하자면, 공통 탐색공간은 단말의 신원이나 서브프레임 번호 등에 따라 변동되지 않는다. 공통 탐색공간이 비록 다양한 시스템 메시지의 전송을 위해 존재하지만, 개별적인 단말의 제어정보를 전송하는데도 사용할 수 있다. 이를 통해 공통 탐색공간은 단말-특정 탐색공간에서 가용한 자원이 부족하여 단말이 스케줄링 받지 못하는 현상에 대한 해결책으로도 사용될 수 있다.
탐색공간은 주어진 aggregation level 상에서 단말이 디코딩을 시도해야 하는 CCE들로 이루어진 후보 제어채널들의 집합이며, 1, 2, 4, 8 개의 CCE로 하나의 묶음을 만드는 여러 가지 aggregation level이 있으므로 단말은 복수개의 탐색공간을 갖는다. LTE PDCCH에서 aggregation level에 따라 정의되는 탐색공간 내의 단말이 모니터링(monitoring)해야 하는 PDCCH 후보군들(candidates)의 수는 3GPP 통신 규격 문서 TS 36.213에서 하기의 표로 정의된다.
<표 1>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000002
<표 1>에 따르면 단말-특정 탐색공간의 경우, aggregation level {1, 2, 4, 8}을 지원하며, 이 때 각각 {6, 6, 2, 2}개의 PDCCH 후보군들을 갖는다. 공통 탐색공간(302)의 경우, aggregation level {4, 8}을 지원하며, 이 때 각각 {4, 2}개의 PDCCH 후보군들을 갖는다. 공통 탐색공간이 aggregation level이 {4, 8}만을 지원하는 이유는 시스템 메시지가 일반적으로 셀 가장자리까지 도달해야 하기 때문에 커버리지(coverage) 특성을 좋게 하기 위함이다.
공통 탐색공간으로 전송되는 DCI는 시스템 메시지나 단말 그룹에 대한 전력 조정(Power control) 등의 용도에 해당하는 0/1A/3/3A/1C와 같은 특정 DCI 포맷에 대해서만 정의된다. 공통 탐색공간 내에서는 공간다중화(Spatial Multiplexing)를 갖는 DCI 포맷은 지원하지 않는다. 단말-특정 탐색 공간에서 디코딩해야 하는 하향링크 DCI 포맷은 해당 단말에 대하여 설정된 전송 모드(Transmission Mode)에 따라 달라진다. 전송모드의 설정은 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통하여 이루어지기 때문에, 해당 설정이 해당 단말에 대하여 효력을 발휘하는 지에 대한 정확한 서브프레임 번호가 지정되어 있지 않다. 따라서, 단말은 전송모드와 상관없이 DCI 포맷 1A에 대하여 항상 디코딩을 수행함으로써 통신을 잃지 않도록 동작될 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 5G에서 하향링크 제어채널의 전송자원을 도시한 도면이다. 도 3은 구체적으로 5G에서 사용될 수 있는 하향링크 제어채널을 구성하는 시간 및 주파수 자원의 기본단위의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 제어채널을 구성하는 시간 및 주파수 자원의 기본 단위(resource element group, REG)는 시간 축으로는 1 OFDM 심볼(301)로 구성되어 있고, 주파수 축으로는 12개의 서브캐리어(302) 즉 1 RB로 구성되어 있다. 제어채널의 기본 단위를 구성하는 데 있어서 시간 축 기본 단위를 1 OFDM 심볼(301)로 가정함으로써 한 서브프레임 내에서 데이터채널과 제어채널이 시간 다중화 될 수 있다. 데이터채널보다 제어채널을 앞에 위치시킴으로써 사용자의 프로세싱 시간을 감소시킬 수 있어 지연시간 요구사항을 만족시키기에 용이하다. 제어채널의 주파수축 기본 단위를 1 RB(302)로 설정함으로써 제어채널과 데이터채널 사이의 주파수 다중화를 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면, REG(303)를 연접함으로써 다양한 크기의 제어채널 영역을 설정할 수 있다. 일 예로 5G에서 하향링크 제어채널이 할당되는 기본 단위를 CCE(304)라고 할 경우, 1 CCE(304)는 다수의 REG(303)로 구성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 일 예로, REG(303)는 12개의 RE로 구성될 수 있고 1 CCE(304)가 6개의 REG(303)로 구성된다면 1 CCE(304)는 72개의 RE로 구성될 수 있음을 의미한다. 하향링크 제어영역이 설정되면 해당 영역은 다수의 CCE(304)로 구성될 수 있으며, 특정 하향링크 제어채널은 제어영역 내의 aggregation level (AL)에 따라 하나 또는 다수의 CCE(304)로 맵핑 되어 전송될 수 있다. 제어영역내의 CCE(304)들은 번호로 구분되며 이 때 번호는 논리적인 맵핑 방식에 따라 부여될 수 있다.
도 3을 참조하면, REG(303)에는 DCI가 맵핑되는 RE들과 이를 디코딩하기 위한 레퍼런스 신호인 DMRS(Demodulation Reference Signal, 305)가 맵핑되는 영역이 모두 포함될 수 있다. 일 예로, 1 REG(303) 내에 6개의 RE에서 DMRS(305)가 전송될 수 있다. 참고로 DMRS(303)는 REG(303)내 맵핑되는 제어신호와 같은 프리코딩을 사용하여 전송되기 때문에 단말은 기지국이 어떤 프리코딩을 적용하였는지에 대한 정보가 없어도 제어 정보를 디코딩할 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 5G 무선통신 시스템에서 제어영역에 대한 설정의 일 예를 도시한 도면이다. 도 4는 구체적으로 하향링크 제어채널이 전송되는 제어영역(CORESET; Control Resource Set)에 대한 일 예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 주파수 축으로 시스템 대역폭(410), 시간축으로 1 슬롯(420)내에 2개의 제어영역(제어영역#1(401), 제어영역#2(402))이 설정되어 있을 수 있다. 도 4를 참조하면, 1 슬롯이 7 OFDM 심볼로 구서오디어 있음을 가정하였다. 제어영역(401, 402)는 주파수 축으로 전체 시스템 대역폭(410) 내에서 특정 서브밴드(403)으로 설정될 수 있다. 시간 축으로는 하나 혹은 다수 개의 OFDM 심볼로 설정될 수 있고 이를 제어영역 길이 (Control Resource Set Duration, 404)으로 정의할 수 있다. 도 4를 참조하면, 제어영역#1(401)은 2 심볼의 제어영역 길이로 설정되어 있고, 제어영역#2(402)는 1 심볼의 제어영역 길이로 설정되어 있다.
도 4를 참조하면, 5G에서의 제어영역은 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링(예컨대 시스템 정보(System Information), MIB(Master Information Block), RRC 시그널링)을 통해 설정될 수 있다. 단말에게 제어영역을 설정한다는 것은 제어영역의 위치, 서브밴드, 제어영역의 자원할당, 제어영역 길이 등의 정보 등의 정보를 제공하는 것을 의미한다. 일 예로, 표 2 에 개시된 정보들을 포함할 수 있다.
<표 2>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000003
상기의 설정정보 외에도 하향링크 제어채널을 전송하는데 필요한 다양한 정보들이 단말에게 설정될 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 5G에서 하향링크 RB 구조에 대한 설의 일 예를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 5G 시스템에서 상향링크 데이터 채널(PUSCH; Physical Uplink Shared CHannel) 또은 하향링크 데이터 채널(PDSCH; Physical Downlink Shared CHannel)에 대한 스케줄링 정보는 DCI를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달된다. 단말은 PUSCH 또는 PDSCH에 대하여 대비책(fallback)용 DCI 포맷과 비대비책(non-fallback)용 DCI 포맷을 모니터링(monitoring)할 수 있다. 대비책 DCI 포맷은 기지국과 단말 사이에서 고정된 필드로 구성될 수 있고, 비대비책용 DCI 포맷은 설정 가능한 필드를 포함할 수 있다.
PUSCH를 스케줄링하는 대비책용 DCI는 일 예로, 표 3에 개시된 정보들을 포함할 수 있다.
<표 3>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000004
PUSCH를 스케줄링하는 비대비책용 DCI는 일 예로, 표 4에 개시된 정보들을 포함할 수 있다.
<표 4>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000005
PDSCH를 스케줄링하는 대비책용 DCI는 일 예로, 표 5에 개시된 정보들을 포함할 수 있다.
<표 5>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000006
PDSCH를 스케줄링하는 비대비책용 DCI는 일 예로, 표 6에 개시된 정보들을 포함할 수 있다.
<표 6>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000007
상기 DCI는 채널코딩 및 변조과정을 거쳐 하향링크 물리제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)을 통해 전송될 수 있다. DCI 메시지 payload에는 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 붙으며, CRC는 단말의 신원에 해당하는 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)로 스크램블링(scrambling) 된다. DCI 메시지의 목적, 예를 들어 단말-특정(UE-specific)의 데이터 전송, 전력제어 명령 혹은 랜덤 엑세스 응답 등에 따라 서로 다른 RNTI 들이 사용된다. 곧, RNTI가 명시적으로 전송되지 않고 CRC 계산과정에 포함되어 전송된다. PDCCH 상으로 전송되는 DCI 메시지를 수신하면 단말은 할당 받은 RNTI를 사용하여 CRC를 확인하여 CRC 확인 결과가 맞으면 해당 메시지는 그 단말에게 전송된 것임을 알 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 시스템 정보(SI; System Information)에 대한 PDSCH를 스케줄링하는 DCI는 SI-RNTI로 스크램블링될 수 있다. 일 예로, RAR(Random Access Response) 메시지에 대한 PDSCH를 스케줄링하는 DCI는 RA-RNTI로 스크램블링 될 수 있다. 일 예로, Paging 메시지에 대한 PDSCH를 스케줄링하는 DCI는 P-RNTI로 스크램블링 될 수 있다. 일 예로, SFI(Slot Format Indicator)를 통지하는 DCI는 SFI-RNTI로 스크램블링 될 수 있다. 일 예로, TPC(Transmit Power Control)를 통지하는 DCI는 TPC-RNTI로 스크램블링 될 수 있다. 일 예로, 단말-특정의 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링하는 DCI는 C-RNTI(Cell RNTI)로 스크램블링 될 수 있다.
도 5를 참조하면, 특정 단말이 상기 PDCCH를 통해 데이터 채널, 일 예로, PUSCH 또는 PDSCH를 스케줄링 받으면, 해당 스케줄링된 자원 영역 내에서 데이터들이 DMRS와 함께 송수신된다.
도 5를 참조하면, 특정 단말이 하향링크에서 14개의 OFDM 심볼을 하나의 슬롯(또는 서브프레임)으로 사용하고 초기 두 개의 OFDM 심볼(501)로 PDCCH가 전송되며 세 번째 심볼(502)에서 DMRS가 전송되도록 설정된 경우를 나타내고 있다. PDSCH가 스케줄링 된 특정 RB 내에서 PDSCH는 세 번째 심볼에서 DMRS가 전송되지 않는 RE들과 이후 네 번째부터 마지막 심볼(503)까지의 RE들에 데이터가 맵핑되어 전송될 수 있다. 일본 개시의 일 실시예에 따르면, 부반송파 간격 △f 는 LTE/LTE-A 시스템의 경우에 15kHz이고 5G 시스템의 경우 {15, 30, 60, 120, 240, 480}kHz 중 하나가 사용된다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 하향링크 채널 상태를 측정하기 위하여 기지국은 기준신호(reference signal)을 전송해야 한다. 3GPP의 LTE-A(Long Term Evolution Advanced) 시스템의 경우, 기지국이 전송하는 CRS 또는 CSI-RS를 이용하여 단말은 기지국과 단말 사이의 채널 상태를 측정할 수 있다. 상기 채널 상태는 다양한 요소를 고려하여 측정되어야 하며 여기에는 하향링크에서의 간섭량이 포함될 수 있다. 상기 하향 링크에서의 간섭량에는 인접 기지국에 속한 안테나 의하여 발생되는 간섭신호 및 열잡음 등이 포함되며, 하향링크에서의 간섭량은 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다. 일 예로, 송신안테나가 한 개인 기지국에서 수신안테나가 한 개인 단말로 신호를 전송할 경우, 단말은 기지국으로부터 수신된 기준신호에서 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지와 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하여 Es/Io를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터전송 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되어 기지국으로 채널 품질 지시자(CQI; Channel Quality Indicator)의 형태로 전송되며, 기지국이 단말에게 어떤 데이터 전송속도로 전송을 수행할지를 판단하는 데 사용될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, LTE-A 시스템의 경우 단말은 하향링크의 채널 상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 일 예로, 단말은 하향링크로 기지국이 전송하는 기준 신호를 측정하고 여기에서 추출한 정보를 LTE/LTE-A 표준에서 정의하는 형태로 기지국으로 피드백하는 것이다. 상술한 바와 같이 LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 정보는 채널 상태 정보라 칭할 수 있으며, 채널 상태 정보는 다음의 세가지 정보를 포함할 수 있다.
랭크 지시자(RI; Rank Indicator): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 공간 레이어(spatial layer)의 개수
프리코딩 매트릭스 지시자(PMI; Precoding Matrix Indicator): 단말이 현재의 채널상태에서 선호하는 프리코딩 행렬(precoding matrix)에 대한 지시자
채널 품질 지시자(CQI; Channel Quality Indicator): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률(data rate)
CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 신호 대 간섭 잡음비(SINR; Signal to Interference plus Noise Ratio), 최대의 오류정정 부호화율(code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 채널 상태 정보에 포함되어 있는 RI, PMI 및 CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 일 예로 LTE/LTE-A에서 지원하는 프리코딩 행렬(precoding matrix)은 rank별로 다르게 정의되어 있으므로 RI가 1의 값을 가질 때의 PMI 값 X와 RI가 2의 값을 가질 때의 PMI 값 X는 다르게 해석이 될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 단말이 CQI를 결정할 때에도 자신이 기지국에 통보한 PMI와 X가 기지국에서 적용되었다는 가정을 한다. 일 예로, 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 보고한 것은 랭크(rank)를 RI_X로 하고 PMI를 PMI_Y로 할 때 CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 해당 단말이 수신할 수 있다고 보고하는 것과 같다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 전송방식을 수행할 지를 가정하여 해당 전송방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, LTE/LTE-A에서 단말이 피드백하는 채널상태 정보인 RI, PMI, CQI는 주기적 또는 비주기적 형태로 피드백 될 수 있다. 기지국이 특정 단말의 채널 상태 정보를 비주기적으로 획득하고자 하는 경우, 기지국은 단말에 대한 하향링크 제어정보(DCI; Downlink Control Information)에 포함된 비주기적 피드백 지시자(또는 채널 상태 정보 요청 필드, 채널 상태 정보 요청 정보)를 이용하여 비주기적 피드백(또는 비주기적인 채널 상태 정보 보고)를 수행하도록 설정할 수 있다. 또한, 단말은 비주기적 피드백을 수행하도록 설정된 지시자를 n번째 서브프레임에서 수신하면 n+k번째 서브프레임에서의 데이터 전송에 비주기적 피드백 정보(또는, 채널 상태 정보)를 포함하여 상향링크 전송을 수행할 수 있다. 여기서 k는 3GPP LTE Release 11 표준에 정의된 파라미터로 FDD(Frequency Division Duplexing)에서는 4이며 TDD(Time Division Duplexing)에서는 [표 7]과 같이 정의될 수 있다.
<표 7> TDD UL/DL configuration에서 각 서브프레임 번호 n에 대한 k 값
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비주기적 피드백이 설정된 경우에 피드백 정보(또는 채널 상태 정보)는 RI, PMI, CQI를 포함하며 피드백 설정 (또는, 채널 상태 보고 설정)에 따라 RI와 PMI는 피드백 되지 않을 수도 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예에 Reconfigurable Intelligent Surface (RIS)를 포함하는 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(600), 단말 (603, 604, 605), RIS(607) 및 RIS controller(608)을 포함할 수 있다. 본 발명은, RIS기반의 무선 통신 시스템에서 기지국 빔 (beam) 및 RIS의 pattern (RP) 을 운용 하는 기법에 대해 제안한다. 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 상기 RP는 RIS(607)의 기본 단위인 RIS element의 위상(phase)값 또는 반사 패턴을 설정하여 운용할 수 있다. 도 6을 참조하면, RIS(607)는 RIS controller(608)에 의해 제어될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 기지국(600)과 단말(603, 604, 605)이 연결되기 전 빔 수립 (beam establishment) 단계에서, 기지국(600)이 빔 스위핑(sweeping)을 수행하기 위하여, 기지국(600)의 빔 과 RIS(607)의 RP를 특정하고, 기지국이(600)이 기지국(600)의 빔 및 RIS(607)의 RP 값을 SSB(synchronization signal block)와 매핑(mapping)을 진행한 후 하향링크를 통해 기지국(600)이 단말(603, 604, 605)로 전송하는 방식, 기지국(600)이 SSB를 하향링크를 통해 단말(603, 604, 605)로 전송 할경우에 RIS(607)의 RP값 적용하는 방식, 단말(603, 604, 605)이 기지국(600)으로부터 수신된 SSB의 신호 세기 (RSRP)를 측정 후 상향 링크로 PRACH(Physical Random Access CHannel)를 전송 할 시에 RIS(607)의 RP 값 적용 방식 및 기지국(600)과 단말(603, 604, 605)이 연결 된 후에 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)를 이용한 기지국(600) 빔 및 RIS(607)의 RP를 운용하는 방법을 포함한다.
도 6을 참조하면, M 개의 빔을 운용하는 기지국 및 음영 지역에 위치한 단말(603)을 지원하기 위해 K 개의 RP 값이 가능한 RIS(607)가 존재하는 셀을 나타낸다. 기지국(600)의 M 개의 빔들 중 M1 개의 빔을 통해 송신되는 신호(601)들은 RIS(607)를 향하여 신호가 송신되고, RIS(607)에 의해 반사될 수 있으며, 나머지 M2 개의 빔을 통해 송신되는 신호들(602)은 RIS(607)를 향하지 않아 신호가 RIS(607)를 이용하여 반사되지 않을 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 음영 지역에 위치하는 단말(603), 기지국(600)과 RIS(607) 사이에 위치하는 단말 (604) 및 통신 장애를 일으킬 수 있는 물체가 기지국(600)과 단말(605) 사이에 존재하지 않는 위치에 위치하는 단말(605)이 존재하는 상황에서 기지국(600) 빔 및 RIS(607)의 RP 값을 운용하는 방식을 포함한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 빔 수립 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다. 도 7은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국(600)이 설정한 RIS(607) RP 값을 바로 RIS controller(608)가 적용하는 방식을 도시한다.
도 7를 참조하면, 도 6에서 도시되어 있는 RIS 기반의 무선 통신 시스템에서, 다양한 위치에 존재하는 단말(603, 604, 605)들이 기지국과 최초 빔 수립 (Initial beam establishment) 절차를 수행하기 위하여, 기지국(600)이 SSB를 기지국(600)의 빔 및 RIS(607)의 RP의 조합으로 매핑을 하여 전송하는 방법을 도시하고 있다. 도 7를 참조하면, RIS(607)를 향하는 기지국(600)의 빔 숫자를 2개(M1=2), RIS(607)가 적용할 수 있는 RP 값 K=3 인 상황을 가정하고 있다.
도 7을 참조하면, RIS(607)를 향하는 기지국(600)의 Beam 0 과 Beam 1은 K=3 번 만큼 반복하여 각각 RIS(607)의 RP를 SSB에 매핑되어 있다. (일 예로, SSB 0~SSB 5) 각각의 SSB(일 예로, SSB 0~SSB 5)는 각 Beam에 해당되는 각도로 빔포밍(beamforming) 되어 송신 될 수 있다. 일 예로, 기지국의 Beam 0에 RIS(607) RP의 값 "OFF", RIS(607) RP의 값 "1" 및 RIS(607) RP의 값 "2"이 SSB 0, SSB 1 및 SSB 2가 매핑될 수 있다. 또한, 기지국의 Beam 1에 RIS(607) RP의 값 "OFF", RIS(607) RP의 값 "1" 및 RIS(607) RP의 값 "2"이 SSB 3, SSB 4 및 SSB 5가 매핑될 수 있다. 기지국의 Beam 2에도 Beam 0 및 Beam 1과 마찬가지로 RIS RP와 조합하여 SSB에 매핑될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 각 SSB 들은 RIS(607)의 RP 값이 매핑 될 수 있으며, RIS(607)의 RP 값은 SSB 신호를 반사시키지 않고 흡수하는 "RIS OFF" 모드를 포함할 수 있다. 일 예로, SSB 6~SSB L-1 들은 RIS(607)를 향하지 않은 기지국(600)의 빔들에 매핑되어 각 빔에 해당되는 각도로 빔포밍(beamforming)되어 전송될 수 있으며, 이때 RIS(607)의 RP 값은 "OFF" 모드로 매핑 될 수 있다. 일 예로, SSB 신호를 반사시키지 않고 흡수하는 모드는 기지국(600)과 RIS(607)사이에 위치하는 단말(605)를 위해 이용될 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 빔 수립 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국(600)이 설정한 RIS(607) RP 값을 RIS controller(608)가 적용하는 방식을 설명한다.
도 8을 참조하면, RIS(607)를 향하는 기지국(600)의 빔(beam) 숫자를 2개 (M1=2), RIS(607)가 적용할 수 있는 RP 값 K=3 인 상황을 가정하고 있다.
도 8을 참조하면, SSB0 ~ SSB M-1 은 기지국(600)이 운용하는 beam 0 ~ beam M-1 과 매핑되어 각 기지국(600)의 빔에 해당 되는 각도로 빔포밍(beamforming) 되어 순차적으로 송신 될 수 있으며, 이때 RIS(607)의 RP 값은 "OFF" 모드로 매핑될 수 있다. 일 예로, SSB 0 ~ SSB M-1 은 기지국(600)이 운용하는 beam 0~ beam M-1 과 매핑되어, 빔 스위핑 절차를 수행할 수 있다. 빔 스위핑 절차는 RIS(607)의 RP를 이용하지 않을 수 있으므로, RIS(607)의 RP 값이 "OFF"모드로 각각의 SSB에 매핑될 수 있다.
도 8을 참조하면, 빔 스위핑 절차에 이용되는 SSB0 ~ SSB M-1 을 제외한 나머지 SSB M ~ SSB M+3 의 SSB 들은 RIS(607)를 향하는 기지국(600)의 beam 0 및 beam 1 에 K-1 번 (일 예로, 3) 만큼 반복하여 서로 다른 RIS(607)의 RP 값 (일 예로, {(beam 0, RP 1), (beam 0, RP 2), (beam 1, RP 1), (beam 1, RP 2)})과 매핑되어 기지국(600)의 빔에 해당하는 각도로 빔포밍되어 송신 될 수 있다.본 개시의 일 실시예에 따르면, 기지국 빔을 고정된 빔으로 사용하는 경우, SSB들에 RIS(607) RP 값을 매핑하여, 기지국과의 빔 수립 절차를 수행하는 것도 가능하다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 빔 수립 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 빔 수립 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다. 도 9를 참조하면, RIS(607)를 향하는 기지국(600)의 빔 숫자를 2개 (M1=M, RIS(607)가 적용할 수 있는 RP 값 K=3 인 상황을 가정하고 있다.
도 9를 참조하면, 기지국(600)이 운영하는 모든 beam 0 ~ beam M-1 에 K=3 개의 서로 다른 RIS(607)의 RP 값이 조합으로 각 SSB에 매핑되어 기지국(600)의 beam에 해당하는 각도로 빔포밍되어 송신될 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 다양한 위치에 존재하는 단말들이 기지국과의 RACH 절차를 수행하기 위하여 이용되는 SSB를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9에서 설명하였듯이, 기지국(600)은 기지국(600)의 빔을 각각 SSB에 매핑하여 다양한 위치에 위치하는 단말(603, 604, 605)로 SSB를 송신할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 다양한 위치에 위치하는 단말(603, 604, 605)은 수신한 SSB들 중 가장 수신 전력 세기 (RSRP)가 강한 SSB를 선택하여 기지국(600)과의 랜덤 엑세스 절차를 수행할 수 있다.
도 10을 참조하면, 다양한 위치에 위치하는 단말(603, 604, 605)이 L 개의 SSB 들의 수신 신호 세기(e.g. L1-RSRP)를 측정 후, 측정한 수신 신호세기가 가장 큰 SSB와 관련된 RACH occasion (RO)에서 Random access Preamble을 상향 링크를 통해 송신하기 위해, 기지국(600)이 특정 RO일 경우 RIS(607) 제어부(controller)로 전송해야 할 RIS(607) RP 값을 도시한다.
기지국(600)의 빔과 단말(604)의 빔이 결정되있으므로, 기지국이 하향 링크로 송신하기 위해 설정한 최적의 RIS(607) RP 값이, 단말(604)이 상향 링크로 송신한 신호를 수신하기 위해 설정해야 하는 최적의 RIS(607) RP 값과 같음을 알 수 있다. 일 예로, 단말(604) 기지국(600)이 특정 RO일 경우, 기지국(600)으로부터 수신한 SSB에 mapping된 RIS(607) RP 값을 기지국으로 송신하는 SSB에 이용되는 RIS(607) RP 값으로 설정할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국과 단말이 RIS를 통해 빔 수립 절차를 수행하는 방법을 개시한 순서도이다.
도 11a 및 도 11b을 참조하면, 기지국(600)과 RIS controller(608)가 시간 동기화(synchronization) 없이 RIS(607) RP 값을 실시간으로 송신하는 상황에서 (일 예로, 무선 또는 유선 통신 (일 예로, Wi-Fi, Bluetooth, 유선 등) 방식을 사용하여 기지국과 RIS controller(608)가 통신을 할 수 있다.), 기지국(600)과 단말(1100)이 SSB를 통해 initial beam establishment 하는 과정을 나타낸다.
1101 단계에 앞서 기지국(600), RIS controller(608), 및 단말(1110) 중에서 적어도 하나는 최적의 RIS의 위치를 결정하는 알고리즘을 수행할 수 있다.
단말(1110)에 대한 최적의 RIS의 위치는 단말과 RIS 간 최적 거리, RIS의 베어링 각도(bearing angle), 및 단말의 최대 수신 파워 중에서 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 단말의 최대 수신 파워는 기지국이 송신한 신호가 RIS에 의해 반사된 후 단말이 수신하는 신호 파워일 수 있다.
실시예에 따라, 단말과 RIS 간 최적 거리는 RIS의 높이(RSI height) 정보 및 단말의 높이(UE height) 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
실시예에 따라, RIS의 베어링 각도(bearing angle)는 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산될 수 있다.
실시예에 따라, 단말의 수신 파워는 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산될 수 있다. 실시예에 따라, 단말의 최대 수신 파워는 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산된 단말의 수신 파워 중에서 최대값을 갖는 것일 수 있다.
실시예에 따라, 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 중에서 최적의 RIS 베어링 각도 및 최대 US 수신 파워를 갖는 RIS 후보 위치가 RIS의 위치로 결정될 수 있다.
기지국(600)은 SSB 0 에 매핑된 RIS(607) RP 값을 포함하는 설정 정보를 RIS controller(608)에게 송신한다 (1101 단계). 일 예로, RIS(607) RP 값은 도 7 내지 도 9 에서 설명한 바와 같이 설정한다. RIS controller(608)는 RIS(607) RP 값을 포함하는 설정 정보를 수신한 후, 수신된 설정 정보내의 RIS(607) RP값에 해당하는 각 RIS element의 위상(phase) 값을 설정한다(1102 단계). 기지국(600)은, RIS(6107)를 통해 SSB 0 에 mapping 된 기지국 beam 방향으로 SSB를 송신 할 수 있다(1103 단계).
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 상기 1101~1103의 단계와 관련하여 기지국(600)과 RIS(607)는 모든 L 개의 SSB 들에 순차적으로 동작을 수행할 수 있다.
단말(1100)은 기지국(600)으로부터 SSB 들을 수신하고, 상기 수신된 SSB들을 통해, 기지국(600)과 시간, 주파수 및 셀 정보 등을 동기화 할 수 있다. 수신된 SSB들을 통해 기지국(600)과 시간, 주파수 및 셀 정보들을 동기화한 후 수신된 SSB 0 ~ SSB L-1 각각의 수신 전력 세기(e.g. RSRP)값을 측정할 수 있다(1104 단계).
기지국은 RACH occasion 0과 과 관련된 SSB에 매핑된 RIS(607) RP 값을 포함하는 설정 정보를 RIS controller(608)로 송신할 수 있다(1105 단계). 일 예로, 기지국은 도 10에서 설명한 것과 같이 RIS(607) RP 값을 설정할 수 있다. RIS controller(608)는 기지국(600)으로부터 RIS(607) RP 값을 포함하는 설정 정보를 수신한 후, 상기 수신된 설정 정보 내의 RIS(607) RP를 기반으로 RIS(607) RP와 대응되는 각 RIS element의 위상(phase)값으로 설정할 수 있다(1106 단계).
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 상기 1105 ~ 1106 단계와 관련하여 기지국(600)과 RIS(607)는 모든 L 개의 RO 에 대하여 순차적으로 동작을 수행 할 수 있다.
단말(1100)은, 1104 단계에서 측정한 각 SSB들의 RSRSP 값 중 최대값을 가지는 SSB에 해당하는 RACH occasion에 preamble을 기지국(600)으로 송신할 수 있다. 단말(1100)이 1104 단계에서 측정한 각 SSB들의 RSRP값의 최대값과 유사한 RSRP가 다수 존재한다면, 기지국(600)과 RIS(607) 사이에 위치하는 단말(604)로 판단하여, RIS OFF 가 mapping 된 SSB에 해당하는 RO에 preamble을 송신할 수 있다(e.g., 도 6의 604 단말).
도 12은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국(600)과 단말이 SSB를 통해 빔 수립 절차를 하는 과정을 도시한 순서도이다. 도 12를 참조하면, RIS controller(608)은 기지국(600)과 시간 동기화 작업을 수행할 수 있다(1201 단계).
도 12를 참조하면, 기지국(600)은 RIS controller(608)와 시간 동기화 작업이 수행된 후, RIS(607) RP 값을 새로운 물리 채널 또는 인터페이스 (e.g. L1 signal, RRC, MAC 신호)를 통해 RIS controller(608)에게 스케줄링 신호를 송신할 수 있을 때, 기지국(600)과 단말(1110)이 SSB를 통해 최초 빔 수립하는 과정을 나타낸다.
기지국(600)은 도 7 내지 도 9에서 설명한 바와 같이, 각 SSB에 매핑된 RIS(607) RP 값을 포함하는 스케줄링 신호를 RIS controller(608)에게 송신할 수 있다(1202 단계).본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, RIS controller(608)는 수신된 스케줄링 신호에 포함된 RIS(607) RP값에 대응되는 각 RIS element의 위상(phase) 값을 스케줄링된 특정 시점에 설정할 수 있다.
기지국(600)은 RIS element의 RIS(607) RP값이 설정된 이후, L 개의 SSB 들을 순차적으로 매핑된 기지국(600) 빔 방향으로 송신할 수 있다(1203 단계).
단말(1110)은 수신된 SSB 들을 기반으로 기지국(600)과 시간, 주파수 및 셀 정보 등을 동기화할 수 있다. 단말(1110)은 기지국(600)과의 동기화 작업을 수행한 후, SSB 0 ~ SSB L-1 각각의 RSRP 값을 측정할 수 있다(1204 단계).
기지국(600)은 RACH occasion 0과 관련된 SSB에 매핑된 RIS(607) RP 값을 포함하는 스케줄링 신호를 RIS controller(608)로 송신할 수 있다(1205 단계). 일 예로, 기지국(600)은 도 10에서 설명한 것과 같이 RIS(607) RP 값을 설정할 수 있다
단말(1100)은, 1204 단계에서 측정한 각 SSB들의 RSRSP 값 중 최대값을 가지는 SSB에 해당하는 RACH occasion에 preamble을 기지국(600)으로 송신할 수 있다. 단말(1100)이 1204 단계에서 측정한 각 SSB들의 RSRP값의 최대값과 유사한 RSRP가 다수 존재한다면, 기지국(600)과 RIS(607) 사이에 위치하는 단말(604)로 판단하여, RIS OFF 가 mapping 된 SSB에 해당하는 RO에서 preamble을 송신할 수 있다(e.g., 도 6의 604 단말).
도 13은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국과 단말이 연결된 후, 하향링크로 빔 스위핑하는 동작의 순서를 나타낸 순서도이다. 도 13을 참조하면, 기지국(600)과 단말(1100)이 연결된 후, 기준신호(reference signal, RS) (e.g. CSI-RS 또는 SSB)을 이용하여 기지국(600) 빔 및 RIS(607) RP를 운용하는 과정에서 하향 링크로 빔 스위핑(sweeping)하는 동작을 나타낸다.
기지국(600)은 초기 억세스(Initial access) 단계에서 랜덤 억세스(random access) 절차를 통해 각 단말(1100)의 best SSB 인덱스(index)(일 예로, 수신된 SSB들 중 가장 RSRP가 큰 SSB들의 인덱스)를 확인 후, 각 단말(1100)의 RIS association 여부를 판단 할 수 있다(1301 단계).
기지국(600)은 각 단말(1100)의 RIS association 여부를 판단한 후, 이를 기반으로 빔 스위핑을 수행할 기지국(600) 빔 및 RIS(607) RP의 수만큼의 RS(e.g. CSI-RS)의 자원을 설정 할 수 있다 (1302 단계).
실시예에 따라, 1301 단계와 1302 단계 사이에 기지국(600), RIS controller(608), 및 단말(1110) 중에서 적어도 하나는 최적의 RIS의 위치를 결정하는 알고리즘을 수행할 수 있다.
단말(1110)에 대한 최적의 RIS의 위치는 단말과 RIS 간 최적 거리, RIS의 베어링 각도(bearing angle), 및 단말의 최대 수신 파워 중에서 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 단말의 최대 수신 파워는 기지국이 송신한 신호가 RIS에 의해 반사된 후 단말이 수신하는 신호 파워일 수 있다.
실시예에 따라, 단말과 RIS 간 최적 거리는 RIS의 높이(RSI height) 정보 및 단말의 높이(UE height) 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
실시예에 따라, RIS의 베어링 각도(bearing angle)는 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산될 수 있다.
실시예에 따라, 단말의 수신 파워는 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산될 수 있다. 실시예에 따라, 단말의 최대 수신 파워는 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산된 단말의 수신 파워 중에서 최대값을 갖는 것일 수 있다.
실시예에 따라, 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 중에서 최적의 RIS 베어링 각도 및 최대 US 수신 파워를 갖는 RIS 후보 위치가 RIS의 위치로 결정될 수 있다.
기지국(600)은 미리 설정된 RS 자원 구성(configuration) 및 report 구성을 RRC signaling 을 통해 단말(1100)으로 송신 할 수 있다 (1303 단계). 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, RIS(607) RP 값은 초기 억세스 단계에서 설정된 값으로 유지할 수 있다.
상기 미리 설정된 RS 자원 중 RIS RP sweeping 이 존재한다면, 매핑된 RIS RP 값을 RIS controller에게 설정 또는 송신 할 수 있다(1304 단계).
기지국(600)은 미리 설정된 RS 자원 구성에 대응되는 기지국(600) 빔 방향으로 RS를 송신할 수 있다(1306 단계).
RIS controller(608)는 기지국(600)이 설정 또는 전송한 RIS(607) RP 에 대응되는 각 RIS element 의 위상(phase) 값을 기지국(600)이 설정한 RS 자원에 적용 할 수 있다(1305 단계). 단말(1100)은 모든 configure 된 RS 의 수신신호 세기 (L1-RSRP)를 측정 할 수 있다(1307 단계).
도 14는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국이 하향링크를 통해 기준신호(Reference signal. RS)를 단말에게 설정해주는 방식의 예시를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 도 13의 1302 단계에서 기지국(600)이 하향 링크를 통해 RS를 단말(100)에게 설정해주는 방식의 예시를 나타낸다. 기지국(600)은 초기 엑세스 단계에서, 랜덤 엑세스 절차를 통해 각 단말(1110)의 best SSB index를 확인 한 후, 상기 best SSB index 에 상응하는 SSB를 이용하여 RIS(607)와 연결된 것으로 판단된 단말(603)을 제1 그룹으로, RIS(607)와 연결되지 않은 것으로 판단된 단말(605)을 제2 그룹으로 설정할 수 있다.
기지국은 제 1 그룹에 속한 단말(604)에게는 RIS(607) RP를 이용한 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있게 RS를 설정할 수 있다.일 예로, 기지국(600)이 설정 가능한 RS의 최대 개수는 : K * M1 개 일 수 있다.
기지국(600)은 제 2 그룹에 속한 단말(605)에게는 기지국 빔 셋(set)를 이용하여 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있게 RS를 설정할 수 있다. 일 예로, 상기 기지국(600)이 설정 가능한 RS의 최대의 개수는 M(=M1+M2) 개 일 수 있다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국이 하향링크를 통해 기준신호를 단말에게 설정해주는 방식의 예시를 도시한 도면이다. 도 15를 참조하면, 도 14에서 설명한 바와 동일하게 기지국(600)은 단말(1100)을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 나눌 수 있다.
기지국(600)은 제1 그룹에 속한 단말(603)에게는 RIS(607) RP와 기지국(600) 빔 셋(set)를 모두 이용하여 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있게 RS를 설정할 수 있다. 일 예로, 기지국(600)이 설정 가능한 RS의 최대의 개수는 K*M1+M2 일 수 있다.
기지국(600)은 제2 그룹에 속한 단말(603)에게는 기지국(600) 빔 셋(set)을 이용하여 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있게 RS를 설정할 수 있다. 일 예로, 기지국(600)이 설정 가능 RS의 최대의 개수는 M(=M1+M2) 일 수 있다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 기지국이 하향링크를 통해 기준신호를 단말에게 설정해주는 방식의 예시를 도시한 도면이다. 도 16를 참조하면, 도 14에서 설명한 바와 동일하게 기지국(600)은 단말(1100)을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 나눌 수 있다.
도 16을 참조하면, 기지국(600)은 제1 그룹에 속한 단말(603) 및 제2 그룹에 속한 단말(605)에게 RIS(607) RP와 기지국(600)에서 스위핑할 수 있는 빔 셋(set)를 모두 이용하여 빔 스위핑을 수행할 수 있게 RS를 설정할 수 있다. 일 예로, 기지국(600)이 설정 가능한 RS의 최대 개수는 K*M1+M2 일 수 있다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 단말(1100)이 상향 링크를 통해 기준신호를 보고하는 동작을 나타낸 도면이다. 도 17를 참조하면, 기지국(600)과 단말(1100)이 연결된 후, 기준신호(reference signal, RS) (e.g. CSI-RS 또는 SSB)을 이용한 기지국(600) 빔 및 RIS(607) RP를 운용하는 과정에서 단말(1100)이 상향 링크를 통해 RS를 보고하는 동작을 나타낸 도면이다.
기지국(600)은 기준신호 구성(RS configuration)을 단말(1110)으로 송신할 때, 미리 설정된 RIS(607) RP 값을 RIS controller(608)에게 설정 또는 송신할 수 있다(1701 단계). RIS controller(608)는 수신한 RIS(607) RP값을 기반으로 상기 RIS(607) RP값에 대응되는 각 RIS element의 위상(phase) 값을 기지국(600)이 설정한 기준신호 보고 자원에 적용할 수 있다 (1702 단계).
단말(600)은 기지국(100)이 송신한 신호에 포함된 기준신호 보고 자원 (RS-report resource)에 기준신호 보고 수량(RS-report quantities) (일 예로, best 4 RS index, best RSRP값 또는 나머지 3개의 RSRP 값 차이 등)을 피드백 할 있다(1703 단계).
도 18은 기지국(600)이 하향 링크로 단말(1100)에게 기지국(600) 빔 및 RIS(607) RP 정보를 단말(1100)에게 알려주는 과정의 순서를 도시한 순서도이다.
도 18을 참조하면, 도 17의 1702 단계에서 단말(1100)이 기지국(600)으로 피드백한 기준 신호 보고 정보를 기반으로, 기지국(600)이 하향 링크로 데이터를 전송하기 위해 사용할 기지국(600) 빔 및 RIS(607) RP 정보를 단말(1100)에게 알려주는 과정을 나타낸다.
도 18을 참조하면, 기지국(600)은 기준신호(RS)에 매핑된 기지국 빔 및 RIS(607) RP 조합을 M 개의 TCI state 에 매핑을 수행한 후 단말(1100)에게 RRC 신호를 통해 송신 할 수 있다(1801 단계).
기지국(600)은 단말(1100)로부터 피드백 받은 기준신호 보고 정보를 기반으로 PDCCH 송신을 위해 사용할 기지국(600) 빔 및 RIS(607) RP 가 mapping 된 TCI state index 를 MAC CE(MAC control element)를 통해 단말(1100)에게 송신할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, PDSCH 전송은 MAC CE 또는 PDCCH의 DCI를 통해 UE에게 전송 할 수 있다(1802 단계).
기지국(600)은 단말(1100)에게 지시한 TCI state 에 매핑된 RIS(607) RP 값을 RIS controller(608)에게 설정 또는 송신 할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, RIS controller(608)는 RIS(607) RP 값에 해당되는 각 RIS element의 위상(phase)값을 기지국(600)이 하향링크로 데이터를 송신할 때 적용할 수 있다.
도 19은 본 개시의 실시 예에 따른 단말(1100)의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 19을 참조하면, 단말(1100)는 제어기(1910), 수신기(1920) 및 송신기(1930)등을 포함한다.
상기 제어기(1910)은 상기 단말(1100)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히, 빔포밍 제어와 관련된 동작을 수행하도록 제어한다. 상기 제어기(1910)가 상기 단말(1100)을 제어하는 동작은 도 6 내지 도 18 에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 수신기(1920)은 상기 제어기(1910)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보등을 수신한다.
상기 송신기(1930)은 상기 제어기 (1910)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보등을 송신한다.
도 19에서는 단말(1100)은 제어기(1910), 수신기(1920) 및 송신기(1930)가 별도의 유닛들로 구현되어 있으나, 상기 제어기(1910), 수신기(1920) 및 송신기(1930) 중 적어도 두 개는 하나로 통합될 수 있다. 또한, 상기 제어기(1910), 수신기(1920) 및 송신기(1930)는 적어도 하나의 프로세서로도 구현될 수 있다.
도 20은 본 개시의 실시 예에 따른 기지국(600)의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 20을 참조하면, 기지국(600)은 제어기(2010), 수신기(2020) 및 송신기(2030)등을 포함한다. 또한 상기 기지국(600) 빔포밍 및 RIS RP와 관련된 설정 정보를 제어하기 위한 프로세서를 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 상기 기지국(600)은 서버에 상기 단말(1100)의 기능을 포함하여 구현될 수도 있다.
상기 제어기(2010)은 상기 단말(1100)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히, 빔포밍 및 RIS RP와 관련된 설정 정보를 제어와 관련된 동작을 수행하도록 제어한다. 상기 제어기(2010)가 상기 기지국(600)을 제어하는 동작은 도 6 내지 도 19 에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 수신기(2020)은 상기 제어기(2010)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보등을 수신한다.
상기 송신기(2030)은 상기 제어기 (2010)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보등을 송신한다.
도 20에서는 기지국(600)은 제어기(2010), 수신기(2020) 및 송신기(2030)가 별도의 유닛들로 구현되어 있으나, 상기 제어기(2010), 수신기(2020) 및 송신기(2030) 중 적어도 두 개는 하나로 통합될 수 있다. 또한, 상기 제어기(2010), 수신기(2020) 및 송신기(2030)는 적어도 하나의 프로세서로도 구현될 수 있다.
도 21은 본 개시의 실시 예에 따른 RIS controller(608)의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 21을 참조하면, RIS controller (608)은 제어부(2110), 수신기(2120) 및 송신기(2130)등을 포함한다. 또한 RIS controller (608)는 빔포밍 및 RIS RP와 관련된 설정 정보를 제어하기 위한 프로세서를 포함하여 구현될 수 있다.
상기 제어기(2110)은 상기 RIS controller (608)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히, 빔포밍 및 RIS RP와 관련된 설정 정보를 제어와 관련된 동작을 수행하도록 제어한다. 상기 제어기(2110)가 상기 RIS controller (608)을 제어하는 동작은 도 6 내지 도 19 에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 수신기(2120)은 상기 제어기(2110)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보등을 수신한다.
상기 송신기(2130)은 상기 제어기 (2110)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보등을 송신한다.
도 21에서는 RIS controller (608)은 제어기(2110), 수신기(2120) 및 송신기(2130)가 별도의 유닛들로 구현되어 있으나, 상기 제어기(2110), 수신기(2120) 및 송신기(2130) 중 적어도 두 개는 하나로 통합될 수 있다. 또한, 상기 제어기(2110), 수신기(2120) 및 송신기(2130)는 적어도 하나의 프로세서로도 구현될 수 있다.
전술한 실시예들에서는 기지국 및 RIS 중에서 적어도 하나가 RIS의 패턴(pattern) 정보 및 매핑된 SSB(또는 매핑된 빔)에 관한 정보를 지시(또는 제공)하는 기술을 제안하고, 이하 도 22 내지 도 25에 관련된 실시예들에서는 RIS의 최적의 위치를 결정하는 기술(또는 알고리즘)을 제안한다.
구체적으로, 도 22 내지 도 25에 관련된 실시예들은 도 11a의 1101 단계에 앞서 수행되거나, 도 13의 1301 단계와 1302 단계 사이에서 수행될 수 있다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 기지국, RIS, 단말 간 채널 모델을 도시한 도면이다.
도 22를 참조하면, 송신 측(Tx)인 i번째 기지국과 k번째 RIS 간 거리는
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000009
이고, k번째 RIS 와 수신 측(Rx)인 k번째 단말(UE) 간 거리는
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000010
이고, i번째 기지국과 k번째 단말(UE) 간 거리는
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000011
일 수 있다. 여기서, (a)는 기지국과 RIS 간 채널을 의미하고, (b)는 RIS와 단말 간 채널을 의미할 수 있다.
설명의 편의를 위해, k번째 기지국, k번째 RIS, 및 k번째 단말 간 신호를 송수신하는 것으로 가정한다.
k번째 단말에 대한 최적의 k번째 RIS의 위치는 단말과 RIS 간 최적 거리, RIS의 베어링 각도(bearing angle), 및 단말의 최대 수신 파워 중에서 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 단말의 최대 수신 파워는 기지국이 송신한 신호가 RIS에 의해 반사된 후 단말이 수신하는 신호 파워일 수 있다.
실시예에 따라, 단말과 RIS 간 최적 거리는 RIS의 높이(RSI height) 정보 및 단말의 높이(UE height) 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
실시예에 따라, RIS의 베어링 각도(bearing angle)는 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산될 수 있다. 실시예에 따라, RIS의 베어링 각도는 GCS(global coordinate systems) 기준으로 RIS가 기지국으로부터 수신하는 신호에 대한 azimuth angle 및 GCS 기준으로 RIS가 단말로 송신하는 신호에 대한 azimuth angle에 기반하여 결정될 수 있다.
실시예에 따라, 단말의 수신 파워는 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산될 수 있다. 실시예에 따라, 단말의 최대 수신 파워는 RIS의 후보 위치들 각각에 대하여 계산된 단말의 수신 파워 중에서 최대값을 갖는 것일 수 있다.
실시예에 따라, 단말의 수신 파워는 기지국의 송신 신호의 송신 파워, IS와 단말 간의 채널 계수, 기지국과 단말 간의 채널 계수, 기지국의 안테나 개수, 단말의 안테나 개수, RIS의 element 개수, 기지국과 RIS 간 거리, RIS 와 단말 간 거리, 기지국의 높이, RIS의 높이, RIS 위치를 기준으로 기지국에서 RIS로 송신하는 신호에 대한 azimuth angle, RIS 위치를 기준으로 RIS가 기지국으로부터 수신하는 신호에 대한 azimuth angle, 및 RIS 위치를 기준으로 RIS가 단말로 송신하는 신호에 대한 azimuth angle 중에서 적어도 하나를 기반으로 결정될 수 있다.
실시예에 따라, 단말과 최적 거리 만큼 떨어진 RIS의 후보 위치들 중에서 최적의 RIS 베어링 각도 및 최대 US 수신 파워를 갖는 RIS 후보 위치가 RIS의 위치로 결정될 수 있다.
예를 들어, 본 개시에서 제안하는 RIS 디플로이먼트 알고리즘(deployment algorithm)은 아래와 같이 구현될 수 있다.
<RIS 디플로이먼트 알고리즘>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000012
RIS 디플로이먼트 알고리즘에서, k번째 사용자(또는 단말)에 대하여, 수학식 11에 기반하여 k번째 RIS 와 k번째 단말 간 최적거리인
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000013
를 획득할 수 있다.
<수학식 11>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000014
k번째 RIS 와 k번째 단말 간 최적거리인
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000015
를 획득하기 위해 수학식 11을 만족하는
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000016
를 찾을 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000017
는 k번째 RIS 와 k번째 단말 간 거리이고, hRIS는 RIS의 높이이고, hUE는 단말의 높이이다.
RIS 디플로이먼트 알고리즘에서, 인터벌
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000018
에서 k번째 단말로부터 반경
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000019
m(meter)에 위치하는 RIS 의 후보 위치 중에서 RIS에 대한 최적의 베어링 각도(bearing angle)를 계산할 수 있다.
<수학식 15>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000020
수학식 15에서
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000021
는 RIS에 대한 최적의 베어링 각도이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000022
는 GCS(global coordinate systems) 기준으로 RIS가 기지국으로부터 수신하는 신호에 대한 azimuth angle이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000023
는 GCS 기준으로 RIS가 단말로 송신하는 신호에 대한 azimuth angle이다.
RIS 디플로이먼트 알고리즘에서, 수학식 10에 기반하여 k번째 단말의 수신 파워를 계산할 수 있다.
<수학식 10>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000024
수학식 10에서, Pr,k는 기지국에서 송신된 신호가 RIS에 의해 반사된 후 단말에 의해 수신되는 경우의 단말 수신 파워이고, Pt는 기지국의 송신 신호의 송신 파워이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000025
는 RIS와 단말 간의 채널 계수의 절대값이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000026
는 기지국과 단말 간의 채널 계수의 절대값일 수 있다.
또한, 수학식 10에서
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000027
및
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000028
는 수학식 9에 기반하여 결정될 수 있다.
<수학식 9>
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000029
수학식 9 및 수학식 10에서 S는 기지국의 안테나 개수이고, U는 단말의 안테나 개수이고, N은 RIS의 element 개수이고, PL()은 경로 손실에 관한 함수이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000030
는 k번째 기지국과 k번째 RIS 간 거리이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000031
는 k번째 RIS 와 k번째 단말 간 거리이고, f()는 zenith angle을 계산하기 위한 함수이고, A()는 angle을 처리하기 위한 함수이고, hBS는 기지국의 높이이고, hRIS는 RIS의 높이이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000032
는 RIS 위치를 기준으로 기지국에서 RIS로 송신하는 신호에 대한 azimuth angle이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000033
는 RIS 위치를 기준으로 RIS가 기지국으로부터 수신하는 신호에 대한 azimuth angle이고,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000034
는 RIS 위치를 기준으로 RIS가 단말로 송신하는 신호에 대한 azimuth angle일 수 있다.
이후, RIS 디플로이먼트 알고리즘에서. RIS의 최적의 베어링 각도 및 단말의 최대 수신 파워에 기반하여. 반경
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000035
m(meter)에 위치하는 RIS 의 후보 위치 중에서 최적의 RIS의 위치가 결정될 수 있다.
도 23은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 SINR CDF 성능을 일 예시를 도시하는 도면이다.
도 23에서는 서로 다른
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000036
값들에 대한 SINR (signal-to-interference-plus-noise ratio) CDF (cumulative distribution function) 성능을 나타낸 도면이다. 여기서,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000037
는 k번째 RIS 와 k번째 단말 간 거리이다.
도 23을 참조하면,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000038
가 3m, 7m, 11m, 15m, 19m 인 경우 SINR CDF 성능을 도시한다.
도 24a 및 24b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 SINR CDF 성능을 다른 예시를 도시하는 도면이다.
도 24a 및 24b에서는 기지국 다운틸트 각도(BS downtilt angle,
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000039
)에 따른 SINR CDF 성능을 나타낸 도면이다. 도 24a에서는
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000040
인 경우의 SINR CDF 성능을 나타내고, 도 24b에서는
Figure PCTKR2022012841-appb-img-000041
인 경우의 SINR CDF 성능을 나타낸다.
도 25는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 SINR CDF 성능을 또 다른 예시를 도시하는 도면이다.
도 25에서는 서로 다른 RIS 높이(RIS height) 값들에 대한 SINR CDF 성능을 나타낸 도면이다. 도 25를 참조하면, RIS height가 2.5m, 5m, 7.5m, 10m, 12.5m, 15m인 경우의 SINR CDF 성능을 도시한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 빔포밍(beamforming)을 지원하는 기지국의 방법에 있어서,
    상기 기지국의 빔을 반사하기 위한 RIS(reconfiguration intelligent surface)의 패턴(pattern) 정보와 동기 신호 블록(SSB)을 매핑하는 과정;
    상기 RIS 패턴 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 RIS를 제어하는 RIS 제어기로 송신하는 과정;
    상기 설정 정보를 근거로 상기 매핑된 SSB를 상기 RIS를 통해 단말에게 송신하는 과정; 및
    상기 RIS를 통해 상기 단말로부터 랜덤 억세스(random access) 프리앰블(preamble)을 수신하는 과정을 포함하는 기지국의 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 RIS 패턴 정보와 상기 SSB를 매핑하는 과정은
    상기 기지국의 빔과 상기 RIS 패턴 정보의 조합을 상기 SSB에 매핑하는 과정을 더 포함하는 기지국의 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 RIS와 상기 기지국 사이에 상기 단말이 위치할 경우, 상기 RIS 패턴 정보는 'OFF'으로 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국의 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 RIS 패턴 정보와 상기 SSB를 매핑하는 과정은:
    상기 SSB를 기반으로 상기 RIS 제어기와 동기화 동작을 수행하는 과정; 및
    상기 기지국의 상기 빔과 상기 RIS 패턴 정보의 조합을 상기 SSB에 매핑하는 과정을 더 포함하는 기지국의 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 매핑된 SSB는 스케줄링 신호를 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 기지국의 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 빔포밍(beamforming)을 지원하는 기지국에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 기지국의 빔을 반사하기 위한 RIS(reconfiguration intelligent surface)의 패턴(pattern) 정보과 동기 신호 블록(synchronization signal block)을 매핑하고, 상기 RIS 패턴 정보를 포함하는 설정 정보를 상기 RIS를 제어하는 RIS 제어기로 송신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 설정 정보를 근거로 상기 매핑된 SSB를 상기 RIS를 통해 단말에게 송신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 RIS 제어기를 통해 상기 단말로부터 랜덤 억세스(random access) 프리앰블(preamble)을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 기지국.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기지국의 상기 빔 및 상기 RIS 패턴 정보의 조합을 상기 SSB에 매핑하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 RIS와 상기 기지국 사이에 상기 단말이 위치하는 경우, 상기 RIS 패턴 정보는 'OFF'으로 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 SSB를 기반으로 상기 RIS 제어기와 동기화 동작을 수행하고, 상기 기지국의 상기 빔과 상기 RIS 패턴 정보의 조합을 상기 SSB에 매핑하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 매핑된 SSB는 스케줄링 신호를 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 무선 통신 시스템에서, 빔포밍(beamforming)을 지원하는 빔을 반사하기 위한 RIS(reconfiguration intelligent surface) 제어기의 방법에 있어서,
    기지국으로부터 상기 RIS의 패턴(pattern) 정보와 매핑된 동기화 신호 블록 (SSB)를 수신하는 과정;
    상기 수신된 SSB를 기반으로 상기 RIS의 RIS 요소(element)의 위상(phase) 값을 설정하는 과정; 및
    상기 RIS 요소(element)의 위상(phase)값을 기반으로 상기 SSB를 단말로 송신하는 과정을 포함하는 RIS 제어기의 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단말로부터 SSB 인덱스(index)를 포함하는 구성 정보를 수신하는 과정; 및
    상기 기지국으로, 상기 구성 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 RIS 제어기의 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 SSB는 상기 기지국의 빔 개수 및 상기 RIS 패턴 정보의 조합과 매핑된 것을 특징으로 하는 RIS 제어기의 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서, 빔포밍을 지원하는 빔을 반사하기 위한 RIS(reconfiguration intelligent surface) 제어기에 있어서,
    송수신부; 및
    기지국으로부터 RIS 패턴(pattern) 정보와 매핑된 동기화 신호 블록(SSB)를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 수신된 SSB를 기반으로 상기 RIS의 RIS 요소(element)의 위상(phase) 값을 설정하고, 상기 RIS 요소(element)의 위상(phase)값을 기반으로 상기 SSB를 단말로 송신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 RIS 제어기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 단말로부터 SSB 인덱스(index)를 포함하는 구성 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 기지국으로, 상기 구성 정보를 송신하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 RIS 제어기.
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