KR-20260060999-A - APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING RECONFIGURABLE INTELLIGENT SURFACE-BASED HANDOVER IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

Abstract

본 개시는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 재구성 가능한 지능형 표면(RIS, Reconfigurable Intelligent Surface)이 설치된 환경에서 효율적인 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 개시에 따른 RIS 기반 핸드오버 제어 방법은 기지국이 단말로 기본 핸드오버 트리거링 임계값을 포함하는 측정 구성 정보를 전송하고, 단말로부터 수신된 RIS 셀 식별자, 단말 위치 정보, 또는 신호 도달각 중 적어도 하나를 이용하여 단말이 직접 빔 영역 또는 RIS 반사빔 영역 중 어느 영역에서 서비스받고 있는지 식별한다. 단말이 RIS 반사빔 영역에서 서비스받고 있는 것으로 식별되는 경우 RIS 반사빔에 접속한 단말 수를 카운팅하여 혼잡 상태를 검출하고, 혼잡 상태가 검출되면 기본 핸드오버 트리거링 임계값보다 낮은 RIS 전용 핸드오버 트리거링 임계값을 포함하는 측정 구성 정보를 단말로 전송하여 타겟 기지국으로의 핸드오버를 가속화한다.

Inventors

• 성낙운
• 정희상

Assignees

• 한국전자통신연구원

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250901

Priority Date

20241025

Claims (1)

1. 무선 통신 시스템에서 재구성 가능한 지능형 표면(RIS, Reconfigurable Intelligent Surface)으로 인한 반사빔 혼잡을 방지하기 위한 기지국의 핸드오버 제어 방법에 있어서, 단말로 기본 핸드오버 트리거링 임계값을 포함하는 측정 구성 정보를 전송하는 과정과, 상기 단말로부터 수신된 RIS 셀 식별자, 단말 위치 정보, 또는 신호 도달각 중 적어도 하나를 이용하여 상기 단말이 직접 빔 영역 또는 RIS 반사빔 영역 중 어느 영역에서 서비스받고 있는지 식별하는 과정과, 상기 단말이 상기 RIS 반사빔 영역에서 서비스받고 있는 것으로 식별되는 경우, 상기 RIS 반사빔에 접속한 단말 수를 카운팅하여 혼잡 상태를 검출하는 과정과, 상기 혼잡 상태가 검출되면, 상기 기본 핸드오버 트리거링 임계값보다 낮은 RIS 전용 핸드오버 트리거링 임계값을 포함하는 측정 구성 정보를 상기 단말로 전송하여 타겟 기지국으로의 핸드오버를 가속화하는 과정을 포함하는 방법.

Description

무선 통신 시스템에서 재구성 가능한 지능형 표면 기반 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING RECONFIGURABLE INTELLIGENT SURFACE-BASED HANDOVER IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM} 본 개시는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 재구성 가능한 지능형 표면(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)이 설치된 환경에서 효율적인 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 5G/6G 시대에는 초고속, 초저지연, 대규모 연결성이 요구된다. 이를 위해 차세대 통신네트워크는 보다 지능화될 필요가 있으며 이에 더해 보다 향상된 데이터 전송률, 네트워크 커버리지, 그리고 에너지 효율을 요구한다. 6G의 높은 데이터 전송률 요구사항으로 인하여 지금까지 이동통신에서 사용한 주파수 대역보다 높은 대역의 주파수가 사용될 것으로 전망된다. 고주파 대역의 사용은 전송 속도면에서 향상을 가져오겠지만 짧아지는 파장으로 인해 전송경로의 장애물 또는 실내로 들어오는 상황에서는 전파 손실이 보다 증가하는 문제가 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 최근 부각되고 있는 것이 재구성 가능한 지능형 표면(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS) 기술이다. 무선 전파 환경을 인공적으로 재구성할 수 있는 RIS 기술은 높은 주파수 대역신호의 물리적 한계를 보완하고, 도심환경의 복잡성으로부터 발생하는 커버리지 제한 및 신호품질 저하를 문제를 극복할 수 있게 하며, 동시에 무선통신 시스템의 에너지 효율성을 보장할 수 있다. RIS는 표면에 수천개의 작은 안테나 또는 메타물질로 구성된다. 메타물질의 특성은 모양, 기하학적인 구조, 크기, 방향 및 배열에 따라 결정되며 제어 가능하다. RIS는 안테나 표면의 전자기적인 특성(반사, 투과, 회절, 산란, 흡수 등)을 활용하여 입사하는 전파와 소자 사이의 상호작용을 동적으로 조절하여 원하는 방향과 성질을 가지는 빔을 형성할 수 있다. 이러한 빔 튜닝을 이용하여 비가시(Non Line of Sight, NLoS) 음영 지역에 반사 효과를 제공함으로써 셀 커버리지를 확장하거나 투과 효과를 개선하여 외부 기지국 신호에 대한 건물 내 수신 전력 증가를 제공함으로써 전파 투과율을 증가시킬 수 있다. 또한 스펙트럼 효율 개선으로 네트워크 전체 처리량을 향상할 수 있다. RIS는 최적의 반사 빔 패턴을 이용하여 입사 신호를 수신기 방향으로 조향하여 수신 신호의 품질을 향상시키는 것이 주요 목적이다. 따라서 RIS는 기지국으로부터 수신한 신호를 최적의 반사 빔을 갖도록 반사 빔 패턴을 설정해야 하는데 기지국과 단말은 각각의 RIS 패턴에 대하여 신호 품질을 측정하여 최적의 값을 갖는 RIS 패턴을 찾는다. 이러한 과정을 통해 장애물 등으로 인한 음영지역에 반사효과를 제공함으로써 셀 커버리지가 확장되게 된다. 이러한 RIS에 의한 셀 커버리지 확장은 셀 경계에 위치한 단말에게 향상된 수신 신호 품질을 제공하지만 기지국과 단말의 동작에 큰 영향을 주지 않는다. 하지만 셀 경계 지역에 위치한 단말의 핸드오버 측면에서는 추가적으로 고려되어야 할 부분이 있다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따라, 일반적인 측정 이벤트 A3를 이용한 핸드오버 절차의 일례를 도시한 도면이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라, LTE 및 NR 핸드오버 기본 절차를 도시한 시퀀스 다이어그램이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라, RIS를 포함하는 무선 통신 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라, 서빙 기지국에 RIS가 지원되는 경우 셀 영역 변화를 도시한 도면이다. 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라, RIS가 지원되는 환경에서 측정 이벤트 A3를 이용한 핸드오버 절차를 도시한 도면이다. 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 RIS 환경에서 혼잡 방지를 위한 핸드오버 제어 방법의 일례를 도시한 흐름도이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라, 타겟 기지국에 RIS가 지원되는 환경에서 핸드오버의 일례를 도시한 도면이다. 도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 RIS 기반 핸드오버 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 본 개시의 장치에 대한 구성을 도시한 블록도이다. 본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다. 이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다. 또한, 본 개시의 상세한 설명 및 청구항에서는 “적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B, and C)는, “오직 A”, “오직 B”, “오직 C” 또는 “A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B, and C)”를 의미할 수 있다. 또한, “적어도 하나의 A, B 또는 C(at least one of A, B, or C)”나 적어도 하나의 A, B, 및/또는 C(at least one of A, B, and/or C)”는 “적어도 하나의 A, B, 및 C(at least one of A, B, and C)”를 의미할 수 있다. 이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 재구성 가능한 지능형 표면 기반 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 RIS가 설치된 환경에서 반사빔 혼잡을 방지하여 효율적인 핸드오버를 수행하기 위한 기술을 설명한다. 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. 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. 먼저 일반적인 핸드오버 절차에 대해 설명한다. 핸드오버(Handover)는 다수의 기지국(gNB) 중에서 현재 단말기가 연결된 서빙 기지국(S-gNB)으로부터 단말(UE) 주변에 위치하는 다수의 이웃 기지국(Neighboring gNB) 중에서 선택된 타겟 기지국(T-gNB)으로 이동할 때 현재 사용중인 서비스를 끊김없이 이어주는 기능을 일컫는다. LTE 및 NR(New Radio)의 핸드오버 방식은 기본적으로 UE(User Equipment)-Assisted and Network-Controlled 핸드오버 방식이다. 이 방법에서 기지국은 Measurement configuration 정보를 RRC(Radio Resource Control) 연결 상태의 단말로 전송하여 단말이 어떤 측정 정보를 보고해야 하는지 설정한다. 이에 사용자 단말은 Measurement Configuration 조건에 따라 주기적으로 서빙 기지국을 포함한 다수의 이웃 기지국으로부터 수신 신호 세기를 측정한다. 그리고 측정된 수신 신호 세기가 Measurement Configuration에 정의된 Reporting Configuration(Triggering Event)에 상응하는 경우 서빙 기지국과 주변 이웃 기지국에 대한 Measurement Report를 생성하여 소스 기지국으로 전송한다. 3GPP에서 정의된 6개의 Measurement Triggering Event는 아래 표 1과 같다. 이벤트 타입정의A1Serving becomes better than thresholdA2Serving becomes worse than thresholdA3Neighbor becomes offset than ServingA4Neighbor becomes better than thresholdA5Serving becomes worse than threshold1 and neighbor becomes better than threshold2A6Neighbor becomes offset better than Scell 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따라, 일반적인 측정 이벤트 A3를 이용한 핸드오버 절차의 일례를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, Measurement Event A3를 핸드오버 Triggering Event으로 이용하는 핸드오버 절차(100)의 일례가 도시되어 있다. Event A3를 이용하는 경우 타겟 기지국(T-gNB)의 수신 신호 세기를 나타내는 곡선(110)이 서빙 기지국(S-gNB)의 수신 신호를 나타내는 곡선(120)보다 A3 오프셋 구간(130)만큼 더 커지면 A3 이벤트가 발생하고 단말은 소스 기지국 및 이웃 기지국들의 수신신호를 측정하여 기지국으로 보고한다. 만약 A3 이벤트가 트리거된 후 TTT(Time-to-Trigger)