KR101550110B1 - Widely-linear framework for estimation of mimo systems - Google Patents

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KR101550110B1
KR101550110B1 KR1020130167287A KR20130167287A KR101550110B1 KR 101550110 B1 KR101550110 B1 KR 101550110B1 KR 1020130167287 A KR1020130167287 A KR 1020130167287A KR 20130167287 A KR20130167287 A KR 20130167287A KR 101550110 B1 KR101550110 B1 KR 101550110B1
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준호 조
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알까뗄 루슨트
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Abstract

광의 선형 프레임워크에서 통신 시스템을 추정 및 모델링하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 일 양태에서, 시스템 및 방법은, MIMO 시스템을 통한 송신을 위해 입력 심볼 행렬 P를 생성함으로써,

Figure 112013120614024-pat00250
송신 포트 및
Figure 112013120614024-pat00251
수신 포트를 갖는 다중-입력 다중-출력 (MIMO) 시스템에 대한 제1 채널 행렬 및 제 2 채널 행렬을 추정하는 단계; 상기
Figure 112013120614024-pat00252
수신 포트를 사용하여 상기 MIMO 시스템을 통한 상기 입력 심볼 행렬 P의 송신에 응답하여 출력 심볼 행렬 Y를 결정하는 단계; 상기 입력 심볼 행렬 P에 기초하여 의사-역(pseudo-inverse) 행렬
Figure 112013120614024-pat00253
를 생성하는 단계; 및 상기 의사-역 행렬
Figure 112013120614024-pat00254
및 상기 출력 심볼 행렬 Y를 사용하여 광의 선형 프레임워크에서의 상기 MIMO 시스템을 모델링하기 위하여 제 1 채널 행렬 H 및 제 2 채널 행렬 G를 추정하는 단계를 포함한다.A system and method for estimating and modeling a communication system in a linear framework of light is provided. In an aspect, a system and method may generate an input symbol matrix P for transmission over a MIMO system,
Figure 112013120614024-pat00250
The transmit port and
Figure 112013120614024-pat00251
Estimating a first channel matrix and a second channel matrix for a multiple-input multiple-output (MIMO) system having a receive port; remind
Figure 112013120614024-pat00252
Determining an output symbol matrix Y in response to the transmission of the input symbol matrix P through the MIMO system using a receive port; Based on the input symbol matrix P , a pseudo-inverse matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00253
≪ / RTI > And the pseudo-inverse matrix
Figure 112013120614024-pat00254
And estimating a first channel matrix H and a second channel matrix G to model the MIMO system in a linear framework of light using the output symbol matrix Y. [

Description

MIMO 시스템의 추정을 위한 광의-선형 프레임워크{WIDELY-LINEAR FRAMEWORK FOR ESTIMATION OF MIMO SYSTEMS}[0001] WIDELY-LINEAR FRAMEWORK FOR ESTIMATION OF MIMO SYSTEMS FOR MIMO SYSTEM [0002]

본 발명은 통신 시스템에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 유선, 무선 및 광 원격통신 시스템과 같은 원격통신 시스템에서의 채널 추정을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a communication system. More particularly, to systems and methods for channel estimation in telecommunication systems such as wired, wireless and optical telecommunications systems.

본 섹션은 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법의 보다 나은 이해를 촉진하는 데 유용할 수 있는 양태들을 도입한다. 따라서, 본 섹션의 설명은 이러한 관점에서 읽혀져야 하며, 종래 기술에 있는지 또는 있지 않은지에 대한 승인으로서 이해되거나 해석되어서는 안 된다.This section introduces aspects that may be useful in facilitating a better understanding of the systems and methods disclosed herein. Accordingly, the description of this section should be read in this light and should not be construed or interpreted as an acknowledgment as to whether or not it is in the prior art.

다중-입력-다중-출력(MIMO: multiple-input-multiple-output) 시스템은 무선 또는 광 통신 시스템과 같은 통신 시스템에서 점점 더 많이 사용되고 있다. MIMO 시스템은 통신 매체(예를 들어, 무선 시스템의 공중 또는 광 시스템에서의 광 섬유)의 송신단과 수신단에서 다중 포트를 채용하여, 무선(radio) 대역폭과 전력 제한을 유지하면서 송신단과 수신단 사이의 통신의 데이터 통신 레이트를 향상시킨다.BACKGROUND OF THE INVENTION Multiple-input-multiple-output (MIMO) systems are increasingly used in communication systems such as wireless or optical communication systems. A MIMO system employs multiple ports at the transmitting end and at the receiving end of a communication medium (e.g., optical fiber in a public or optical system of a wireless system) to provide communication between the transmitting end and the receiving end while maintaining radio bandwidth and power limitations. Thereby improving the data communication rate.

MIMO 송신기는 발신 신호 스트림을 다중 신호 스트림으로 다중화하고, 잠재적으로 잡음이 있는 통신 채널(예를 들어, 공중 또는 섬유)을 통해 별개의 송신 포트로부터 신호 스트림을 송신함으로써, 다중 송신 포트를 사용하여 발신 심볼 신호 스트림을 송신한다. MIMO는 송신 포트와 수신 포트 사이의 다중 신호 전파 경로를 활용하여, 스루풋을 증가시키고 비트 에러 레이트를 감소시키고 송신된 심볼의 송신 전력을 감소시킨다.The MIMO transmitter multiplexes the outgoing signal stream into multiple signal streams and transmits the signal stream from a separate transmit port over a potentially noisy communication channel (e.g., public or fiber) And transmits the symbol signal stream. MIMO utilizes multiple signal propagation paths between transmit and receive ports to increase throughput, reduce bit error rate and reduce transmit power of transmitted symbols.

MIMO 수신기의 다중 수신 포트에 의해 수신된 신호 스트림의 송신된 심볼 신호 스트림으로의 성공적인 디코딩 및 재구축은, 신호 스트림이 MIMO 시스템에 의해 송신 및 수신되는 잡음이 있는 채널을 추정 또는 모델링하는 것을 통상적으로 포함한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 미국 특허공보 제7,813,421호 (2010.10.12.) 및 미국 특허출원공개공보 제2007/0026833호 (2007.2.1.)에 개시되어 있다.
Successful decoding and reconstruction of the signal stream received by the multiple receive ports of the MIMO receiver into the transmitted symbol signal stream is typically performed by estimating or modeling the noisy channel through which the signal stream is transmitted and received by the MIMO system .
The technology underlying the present invention is disclosed in U.S. Patent No. 7,813,421 (Oct. 12, 2010) and U.S. Patent Application Publication No. 2007/0026833 (Feb. 1, 2007).

광의 선형(widely linear) 신호 처리를 사용하여 MIMO 통신 시스템의 채널 추정을 하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명은 MIMO 원격통신 시스템에 적용 가능하고, 여기에서 특정한 참조로 설명되지만, 본 발명의 원리가 다른 신호 처리 시스템 및 어플리케이션에 적용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
A system and method for channel estimation of a MIMO communication system using widely linear signal processing of light is provided. While the present invention is applicable to MIMO telecommunication systems and is described herein with particular reference, it will be appreciated that the principles of the present invention may be applied to other signal processing systems and applications.

일 양태에서, 시스템 및 방법은,

Figure 112013120614024-pat00001
송신 포트를 갖는 송신기를 경유하여 통신 채널을 통한 송신을 위해
Figure 112013120614024-pat00002
입력 심볼 행렬 P를 생성하고 -
Figure 112013120614024-pat00003
Figure 112013120614024-pat00004
초과임 - , 상기 통신 채널을 통한 상기 입력 심볼 행렬 P의 송신에 응답하여, 수신기의
Figure 112013120614024-pat00005
수신 포트에서 수신된
Figure 112013120614024-pat00006
출력 심볼 행렬 Y를 결정하고, 상기 입력 심볼 행렬 P에 기초하여
Figure 112013120614024-pat00007
의사-역 행렬
Figure 112013120614024-pat00008
를 생성하고, 상기 의사-역 행렬
Figure 112013120614024-pat00009
및 상기 출력 심볼 행렬 Y를 사용하여 상기 통신 채널에 대한 제 1 채널 행렬 H 및 제 2 채널 행렬 G를 추정하는 것을 포함한다.In an aspect, a system and method includes:
Figure 112013120614024-pat00001
For transmission over a communication channel via a transmitter with a transmit port
Figure 112013120614024-pat00002
Generates an input symbol matrix P and -
Figure 112013120614024-pat00003
silver
Figure 112013120614024-pat00004
In response to the transmission of the input symbol matrix P over the communication channel,
Figure 112013120614024-pat00005
Received on the receive port
Figure 112013120614024-pat00006
Determines an output symbol matrix Y , and based on the input symbol matrix P
Figure 112013120614024-pat00007
Pseudo-inverse matrix
Figure 112013120614024-pat00008
And the pseudo-inverse matrix
Figure 112013120614024-pat00009
And estimating a first channel matrix H and a second channel matrix G for the communication channel using the output symbol matrix Y. [

다른 양태에서, 시스템 및 방법은,

Figure 112013120614024-pat00010
를 사용하여 상기 제 1 채널 행렬 H 및 상기 제 2 채널 행렬 G를 추정하는 것을 포함한다.In another aspect, a system and method,
Figure 112013120614024-pat00010
And estimating the first channel matrix H and the second channel matrix G using < RTI ID = 0.0 >

다른 양태에서, 시스템 및 방법은, 상기 송신기, 수신기 및 통신 채널의 동작을

Figure 112013120614024-pat00011
을 사용하여 모델링하기 위해 추정된 제 1 채널 행렬 H 및 추정된 제 2 채널 행렬 G를 사용하는 것을 포함하며,
Figure 112013120614024-pat00012
는 상기 통신 채널을 통해 상기
Figure 112013120614024-pat00013
송신 포트를 경유하여 송신되는 입력 신호 스트림을 나타내는 입력 벡터이고,
Figure 112013120614024-pat00014
는 상기 입력 벡터의 공액의 표현이고,
Figure 112013120614024-pat00015
은 상기 통신 채널에 기인하는 독립적이고 동일하게 분포된 가우시안 잡음의 벡터 표현이고,
Figure 112013120614024-pat00016
는 상기 통신 채널을 통해 상기
Figure 112013120614024-pat00017
수신 포트에서 수신된 출력 신호 스트림의 출력 벡터 표현이다.In another aspect, a system and method are provided that allow the operation of the transmitter,
Figure 112013120614024-pat00011
Using an estimated first channel matrix H and an estimated second channel matrix G to model using < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00012
Via the communication channel,
Figure 112013120614024-pat00013
An input vector representing an input signal stream to be transmitted via a transmission port,
Figure 112013120614024-pat00014
Is a conjugate representation of the input vector,
Figure 112013120614024-pat00015
Is a vector representation of independent and identically distributed Gaussian noise due to the communication channel,
Figure 112013120614024-pat00016
Via the communication channel,
Figure 112013120614024-pat00017
Is an output vector representation of the output signal stream received at the receive port.

다른 양태에서, 시스템 및 방법은, 동일한 놈의 직교 열을 갖는

Figure 112013120614024-pat00018
실수값 행렬
Figure 112013120614024-pat00019
를 생성하고, 상기 입력 심볼 행렬 P를 결정하기 위해
Figure 112013120614024-pat00020
를 사용하는 것을 포함한다.In another aspect, a system and method are disclosed that have the same < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00018
Real-valued matrix
Figure 112013120614024-pat00019
To determine the input symbol matrix P ,
Figure 112013120614024-pat00020
Lt; / RTI >

다른 양태에서, 시스템 및 방법은, 상기 파일럿 심볼 행렬 P를 사용하여 증대된 파일럿 행렬

Figure 112013120614024-pat00021
를 구축하고 -
Figure 112013120614024-pat00022
는 상기 파일럿 심볼 행렬 P의 공액 행렬임 - ,
Figure 112013120614024-pat00023
를 연산함으로써 상기 의사-역 행렬
Figure 112013120614024-pat00024
를 생성하는 것을 포함하며, 상기
Figure 112013120614024-pat00025
Figure 112013120614024-pat00026
의 에르미트 행렬이고,
Figure 112013120614024-pat00027
는 가역적이다.In another aspect, a system and method are disclosed that use an enhanced pilot matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00021
And -
Figure 112013120614024-pat00022
Is a conjugate matrix of the pilot symbol matrix P ,
Figure 112013120614024-pat00023
And the pseudo-inverse matrix
Figure 112013120614024-pat00024
, Wherein said step
Figure 112013120614024-pat00025
The
Figure 112013120614024-pat00026
, ≪ / RTI >
Figure 112013120614024-pat00027
Is reversible.

다른 양태에서, 시스템 및 방법은, 깊이

Figure 112013120614024-pat00028
의 다중-노드 이진 트리를 구축함으로써, 상기 실수값 행렬
Figure 112013120614024-pat00029
를 생성하는 것을 포함하고, 다중-노드 이진 트리의 특정 레벨에서 적어도 하나의 부모 노드
Figure 112013120614024-pat00030
는 관계
Figure 112013120614024-pat00031
Figure 112013120614024-pat00032
를 사용하여 다중-노드 이진 트리의 후속 레벨에서 2개의 자녀 노드로 확장되고,
Figure 112013120614024-pat00033
Figure 112013120614024-pat00034
의 부정을 나타내고,
Figure 112013120614024-pat00035
은 상기 트리의 특정 레벨을 나타내고,
Figure 112013120614024-pat00036
은 상기 트리의 특정 레벨에서의 하나 이상의 노드를 식별한다.In another aspect,
Figure 112013120614024-pat00028
Node binary tree, the real-valued matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00029
Node binary tree at a particular level of the multi-node binary tree,
Figure 112013120614024-pat00030
Relationship
Figure 112013120614024-pat00031
And
Figure 112013120614024-pat00032
Lt; / RTI > is extended to two child nodes at a subsequent level of the multi-node binary tree,
Figure 112013120614024-pat00033
The
Figure 112013120614024-pat00034
And
Figure 112013120614024-pat00035
Represents a particular level of the tree,
Figure 112013120614024-pat00036
Identifies one or more nodes at a particular level of the tree.

일 양태에서, 상기 통신 채널은 무선 매체이고, 상기

Figure 112013120614024-pat00037
송신 포트 및 상기
Figure 112013120614024-pat00038
수신 포트는 안테나이다. 다른 양태에서, 상기 통신 채널은 유선 통신 채널이며, 송신 포트 및 수신 포트는 선을 통해 서로 상호접속된 데이터 포트이다. 또 다른 양태에서, 통신 채널은 광 통신 채널이며, 송신 포트 및 수신 포트는 광섬유를 통해 상호 접속된 광 데이터 포트이다.
In an aspect, the communication channel is a wireless medium,
Figure 112013120614024-pat00037
The transmission port and the above-
Figure 112013120614024-pat00038
The receiving port is an antenna. In another aspect, the communication channel is a wired communication channel, and the transmitting port and the receiving port are data ports mutually interconnected via a line. In another aspect, the communication channel is an optical communication channel, and the transmitting port and receiving port are optical data ports interconnected through optical fibers.

도 1은 본 발명의 양태에 따른 MIMO 시스템의 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 MIMO 시스템의 광의 선형 블록도 표현을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 양태에 따른 MIMO 시스템의 다른 광의 선형 블록도 표현을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 양태에 따른 광의 선형 프레임워크에서의 MIMO 시스템의 채널 행렬을 추정하기 위한 예시적인 프로세스를 나타낸다.
도 5는 도 4에 나타낸 프로세스를 사용하여 채널 행렬을 추정하기 위한 블록도 관계를 나타낸다.
도 6(a) 및 6(b)는 본 발명의 양태에 따른 파일럿 행렬을 결정하기 위해 트리(tree)를 구축하기 위한 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다양한 양태를 구현하기 위한 장치의 예를 나타낸다.
1 shows an example of a MIMO system according to an aspect of the present invention.
Figure 2 shows a linear block diagram representation of light in a MIMO system in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 3 shows a linear block diagram representation of another light in a MIMO system in accordance with an aspect of the present invention.
4 illustrates an exemplary process for estimating a channel matrix of a MIMO system in a linear framework of light in accordance with an aspect of the present invention.
FIG. 5 shows a block diagram relationship for estimating a channel matrix using the process shown in FIG.
Figures 6 (a) and 6 (b) show an example for constructing a tree to determine a pilot matrix according to an aspect of the present invention.
Figure 7 shows an example of an apparatus for implementing various aspects of the present invention.

본 발명의 다양한 양태가 몇몇 예시적인 실시예가 도시되는 첨부 도면을 참조하여 이하 설명된다. 동일한 번호는 도면의 설명의 전체에서 동일한 요소를 나타낸다.Various aspects of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which some illustrative embodiments are shown. Like numbers refer to like elements throughout the description of the drawings.

본 명세서에서 사용되는 "또는"이라는 용어는 달리 나타내지 않는다면(예를 들어, "또는 다른" 또는 "또는 대안에서"), 비배타적인 것을 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 사용되는, 요소들 사이의 관계를 설명하는 데 사용되는 단어는, 달리 나타내지 않는다면, 직접적인 관계 또는 개재되는 요소들의 존재를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 예를 들어, 요소가 다른 요소에 "접속(connected)" 또는 "연결(coupled)"되는 것으로 나타내어지는 경우, 그 요소는 다른 요소에 직접 접속되거나 연결될 수 있거나, 개재되는 요소가 존재할 수도 있다. 반대로, 요소가 다른 요소에 "직접 접속" 또는 "직접 연결"되는 것으로 나타내어지는 경우, 개재되는 요소는 존재하지 않는다. 마찬가지로, "사이에(between)", "인접한(adjacent)" 등과 같은 단어도 유사한 방식으로 해석되어야 한다.The term "or ", as used herein, unless otherwise indicated (e.g.," or another "or" or alternatively "), is non-exclusive. Also, as used herein, the words used to describe the relationship between elements should be broadly interpreted to include the presence of a direct relationship or intervening elements, unless otherwise indicated. For example, when an element is referred to as being "connected " or " coupled" to another element, the element may be directly connected or connected to another element, or intervening elements may be present. Conversely, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, there are no intervening elements. Likewise, words such as " between ", "adjacent ", and the like should be interpreted in a similar manner.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 통신 시스템(100)의 블록도를 나타낸다. MIMO 통신 시스템(100)은 MIMO 송신기(110) 및 MIMO 수신기(120)를 포함한다. MIMO 송신기(110)는 복수의 송신 포트(112 내지 114)를 포함하고, MIMO 수신기(120)는 복수의 수신 포트(122 내지 124)를 포함한다. MIMO 송신기(110)는 MIMO 채널(130)을 통한 송신을 위해 송신 비트 시퀀스(140)로부터 복수의 신호 스트림(t 1 내지 t T )을 생성하도록 구성된다. 한편, MIMO 수신기(120)는 MIMO 채널(130)로부터 수신된 복수의 신호 스트림(r 1 내지 r R )으로부터 원래의 송신 비트 시퀀스(140)를 복구함으로써 출력 비트 시퀀스(150)를 생성하도록 구성된다.1 shows a block diagram of a MIMO communication system 100 in accordance with an embodiment of the present invention. The MIMO communication system 100 includes a MIMO transmitter 110 and a MIMO receiver 120. The MIMO transmitter 110 includes a plurality of transmit ports 112-114 and the MIMO receiver 120 includes a plurality of receive ports 122-124. MIMO transmitter 110 is configured to generate a plurality of signal stream (t 1 to t T) from the transmission bit sequence 140, for transmission over a MIMO channel 130. Meanwhile, the MIMO receiver 120 is configured to generate the output bit sequence 150 by recovering the original transmitted bit sequence 140 from the plurality of signal streams ( r 1 to r R ) received from the MIMO channel 130 .

통신 시스템(100)에서, MIMO 송신기(110)에서의 송신 포트(112 내지 114)의 각각은 MIMO 채널(130)을 통해 신호 스트림(t i )을 송신하며, 여기에서 인덱스 i는 1 내지 T의 범위에 있으며, 이는 송신 포트(112 내지 114)의 전체 수를 나타낸다. 예를 들어, 첫 번째 송신 포트(112)가 신호 스트림(t 1 )을 송신하면서 최종 송신 포트(114)가 신호 스트림(t T )을 송신하도록, i번째 송신 포트는 신호 스트림(t i )을 송신할 수 있다.In communication system 100, each transmit port (112 to 114) at the MIMO transmitter 110 transmits a signal stream (t i) via a MIMO channel 130, where the index i is from 1 to T , Which represents the total number of transmit ports 112-114. For example, the i- th transmitting port may transmit the signal stream t i so that the final transmitting port 114 transmits the signal stream t T while the first transmitting port 112 transmits the signal stream t 1 Can be transmitted.

MIMO 수신기(120)에서, 각각의 수신 포트(122 내지 124)는 MIMO 채널(130)로부터 신호 스트림(r j )을 수신하며, 여기에서 인덱스 j는 1 내지 R의 범위에 있으며 이는 수신 포트(122 내지 124)의 전체 수를 나타낸다. 예를 들어, 첫 번째 수신 포트(122)가 신호 스트림(r 1 )을 수신하면서 최종 수신 포트(124)가 신호 스트림(r R )을 수신하도록, j번째 수신 포트는 신호 스트림(r j )을 수신할 수 있다. 송신기(110) 및 수신기(120)는 MIMO 구성을 구현하기 위해 임의의 적절한 수의 포트를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.In the MIMO receiver 120, each receive port 122 through 124 receives a signal stream r j from the MIMO channel 130, where the index j is in the range of 1 to R, To 124). For example, a jth receiving port may be coupled to a signal stream r j such that the first receiving port 122 receives the signal stream r 1 while the last receiving port 124 receives the signal stream r R . It is to be understood that the transmitter 110 and the receiver 120 may comprise any suitable number of ports to implement the MIMO configuration.

본 명세서에서 사용되는 "스트림"이라는 용어는 신호 또는 데이터의 시퀀스를 나타낸다. 예를 들어, 신호 스트림(t i )은 순차적으로 송신되는 하나 이상의 신호(예를 들어, 심볼)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 신호 스트림(r j )은 순차적으로 수신되는 하나 이상의 신호(예를 들어, 심볼)를 포함할 수 있다. 또한, MIMO 시스템은 무선 MIMO 시스템, 유선 MIMO 시스템, 또는 광 MIMO 시스템일 수 있다. (도 1의 예에서 도시된 바와 같이) MIMO 시스템이 무선 MIMO 통신 시스템으로서 구현되는 경우, 포트(112 내지 114 및 122 내지 124)는 안테나일 수 있고, MIMO 채널(130)은 공중(air)과 같은 무선 매체일 수 있다. 대안적으로, MIMO 시스템이 유선 또는 광 MIMO 통신 시스템으로서 구현되는 다른 실시예에서는, 포트(112 내지 114 및 122 내지 124)는 유선 또는 광 포트일 수 있고, MIMO 채널(130)은 와이어(예를 들어, 트레이스(trace)) 또는 광 섬유를 포함할 수 있다.As used herein, the term "stream" refers to a sequence of signals or data. For example, the signal stream t i may comprise one or more signals (e.g., symbols) that are transmitted sequentially. Similarly, the signal stream r j may comprise one or more signals (e.g., symbols) that are received sequentially. Further, the MIMO system may be a wireless MIMO system, a wired MIMO system, or a optical MIMO system. When the MIMO system is implemented as a wireless MIMO communication system (as shown in the example of FIG. 1), the ports 112-114 and 122-124 may be antennas and the MIMO channel 130 may be an air Lt; / RTI > Alternatively, the ports 112-114 and 122-124 may be wired or optical ports, and the MIMO channel 130 may be a wire (e. G., ≪ RTI ID = 0.0 > For example, traces, or optical fibers.

일 양태에서, 송신기(110)는 에러 검출 및 보정을 위해 송신 비트 시퀀스(140)를 인코딩하도록 구성된다. 송신 비트 시퀀스(140)를 인코딩함으로써, MIMO 채널(130)을 통해 비트 시퀀스(140)의 송신 동안 발생할 수 있는 에러가 수신기(120)에서 검출 및 보정될 수 있다. 인코딩된 비트 시퀀스는 각각 신호 스트림(t 1 내지 t T )으로서의 변조 및 송신을 위해 T개의 비트 스트림으로 분할될 수 있다.In an aspect, the transmitter 110 is configured to encode the transmit bit sequence 140 for error detection and correction. By encoding the transmitted bit sequence 140, an error that may occur during the transmission of the bit sequence 140 over the MIMO channel 130 can be detected and corrected at the receiver 120. The encoded bit sequence can be divided into T bit-stream for modulation and transmission as each signal stream (t 1 to t T).

일 양태에서, T개의 인코딩된 비트 스트림은 통신 매체(130)를 통한 송신 이전에 콘스텔레이션 평면(constellation plane) 상의 심볼 세트로 매핑(예를 들어, 변조)된다. 예를 들어, 송신기(110)는 각각의 비트 스트림을 콘스텔레이션 평면 상의 점들로 매핑시킴으로써, 심볼(x 1 내지 x T )을 각각 생성할 수 있다. 비트 스트림을 심볼로 매핑하는 데 있어서, 송신기(110)는 펄스 진폭 변조(PAM), 이진 위상 시프트 키잉(BPSK) 등과 같은 임의의 적절한 변조 기술을 적용하도록 구성될 수 있다.In one aspect, the T encoded bit streams are mapped (e.g., modulated) to a set of symbols on a constellation plane prior to transmission via communication medium 130. For example, the transmitter 110 may generate the symbols ( x 1 through x T ), respectively, by mapping each bit stream to points on the constellation plane. In mapping the bit stream to a symbol, the transmitter 110 may be configured to apply any suitable modulation technique, such as Pulse Amplitude Modulation (PAM) , Binary Phase Shift Keying (BPSK), and the like.

일 양태에서, 송신기(110)는 심볼 스트림을 MIMO 채널(130)을 통해 송신되는 아날로그 RF 신호로 변환시키도록 구성된다. 송신 포트(112 내지 114)는 MIMO 채널(130)을 통해 신호 스트림(t 1 내지 t T )으로서 아날로그 RF 신호를 각각 수신 및 송신할 수 있다. 대안적으로, 다른 양태에서 송신 포트(112 내지 114)는 심볼 스트림을 수신하고, MIMO 채널(130)을 통해 신호 스트림(t 1 내지 t T )으로서 송신을 위한 아날로그 RF 신호로 심볼 스트림을 각각 변환시키도록 구성될 수 있다.In an aspect, the transmitter 110 is configured to convert the symbol stream into an analog RF signal that is transmitted over the MIMO channel 130. The transmission port (112 to 114) can respectively receive and transmit the RF signal as an analog signal stream (t 1 to t T) via a MIMO channel 130. Alternatively, converting the symbol stream into an analog RF signal for transmission as the transmission port (112 to 114) is a signal stream (t 1 to t T) through the received symbol streams, and MIMO channel 130. In other embodiments, each . ≪ / RTI >

T 송신 포트(112 내지 114)와 R 수신 포트(122 내지 124) 사이에서, MIMO 채널(130)은 신호(예를 들어, 심볼) 스트림에 대한 송신 매체로서의 역할을 한다. 송신 포트(112 내지 114)가 신호 스트림(t 1 내지 t T )을 각각 송신하는 경우에, 신호 스트림(t 1 내지 t T )은 잡음뿐만 아니라 간섭과 같은 채널 조건에 영향을 쉽게 받을 수 있으며, 수신 포트(122 내지 124)에서 신호 스트림(r 1 내지 r R )으로서 수신될 수 있다.Between the T transmit ports 112-114 and the R receive ports 122-124, the MIMO channel 130 acts as a transmission medium for a signal (e.g., symbol) stream. In the case of transmitting the transmission port (112 to 114) a signal stream (t 1 to t T), respectively, which signal stream (t 1 to t T) it will be affected by channel conditions such as interference as well as noise easily, And may be received as signal streams r 1 to r R at receive ports 122 to 124.

상술한 관점에서,

Figure 112013120614024-pat00039
송신 포트 및
Figure 112013120614024-pat00040
수신 포트를 갖는 MIMO 시스템에 대한 물리적인 MIMO 채널은 협의 선형(strictly-linear)(SL) 시스템
Figure 112013120614024-pat00041
으로서 물리적 MIMO 시스템을 추정함으로써 복소 공간
Figure 112013120614024-pat00042
에서 통상적으로 모델링 또는 추정되며, 여기에서,
Figure 112013120614024-pat00043
는 MIMO 시스템으로 입력되고 MIMO 채널을 통해 복소 공간
Figure 112013120614024-pat00044
에서
Figure 112013120614024-pat00045
송신 포트를 통해 송신되는 신호 스트림(예를 들어, 심볼)의 입력 벡터 표현이며,
Figure 112013120614024-pat00046
는 복소 공간
Figure 112013120614024-pat00047
에서
Figure 112013120614024-pat00048
수신 포트를 통해 MIMO 시스템의 출력으로서 수신되는 신호 스트림(예를 들어, 심볼)의 출력 또는 측정된 벡터 표현이며,
Figure 112013120614024-pat00049
는 복소 공간
Figure 112013120614024-pat00050
에서 MIMO 시스템의 추정된 채널의 행렬 표현이며,
Figure 112013120614024-pat00051
는 통상적으로 제로 평균(zero mean) 및
Figure 112013120614024-pat00052
의 공분산을 갖는 것으로 상정되는 MIMO 시스템의 복소 공간
Figure 112013120614024-pat00053
에서, 독립적이고 동일하게 분포된 가우시안(Gaussian) 잡음의 벡터 표현이며, 여기에서
Figure 112013120614024-pat00054
는 각 송신 포트에서의 신호 전력을 나타내고,
Figure 112013120614024-pat00055
Figure 112013120614024-pat00056
단위 행렬(identity matrix)을 나타낸다.In view of the above,
Figure 112013120614024-pat00039
The transmit port and
Figure 112013120614024-pat00040
A physical MIMO channel for a MIMO system with a receive port is a strictly-linear (SL) system
Figure 112013120614024-pat00041
Lt; RTI ID = 0.0 > MIMO < / RTI &
Figure 112013120614024-pat00042
, Where < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00043
Is input to the MIMO system and is transmitted to the complex space
Figure 112013120614024-pat00044
in
Figure 112013120614024-pat00045
Is an input vector representation of a signal stream (e.g., a symbol) transmitted over a transmit port,
Figure 112013120614024-pat00046
Is a complex space
Figure 112013120614024-pat00047
in
Figure 112013120614024-pat00048
(E.g., a symbol) received as an output of the MIMO system through a receive port,
Figure 112013120614024-pat00049
Is a complex space
Figure 112013120614024-pat00050
≪ / RTI > is the matrix representation of the estimated channel of the MIMO system at &
Figure 112013120614024-pat00051
Lt; RTI ID = 0.0 > zero mean < / RTI >
Figure 112013120614024-pat00052
The complex space of the MIMO system assumed to have the covariance of < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00053
Is a vector representation of independent and identically distributed Gaussian noise,
Figure 112013120614024-pat00054
Represents the signal power at each transmission port,
Figure 112013120614024-pat00055
The
Figure 112013120614024-pat00056
Represents an identity matrix.

협의 선형 시스템으로서의 MIMO 시스템을 추정하는 것과는 반대로, 본 발명은 광의 선형(WL) 시스템으로서의 (도 1의 MIMO 시스템(100)과 같은) MIMO 시스템을 추정 및 처리하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. SL 시스템 모델과는 반대로, 측정 y는 입력 신호 스트림 x에만 의존하며, WL 시스템 모델에서 y는 입력 신호 스트림 x뿐만 아니라 입력 신호 스트림 x *의 공액(conjugate)에도 의존하는 것으로 상정되며, 본 명세서에서 사용되는 지수(exponent) *는 일반적으로 복소 공액을 나타낸다. 즉, 광의 선형(WL) 시스템은 입력 신호 x에 대하여만 선형인 협의 선형 시스템과는 반대로, 실제 입력 신호 스트림 x 및 그 공액 신호 스트림 x * 양쪽의 관점에서 선형인 시스템이다.In contrast to estimating a MIMO system as a narrow linear system, the present invention provides a system and method for estimating and processing a MIMO system (such as the MIMO system 100 of FIG. 1) as a linear linear (WL) system of light. In contrast to the SL system model, the measurement y depends only on the input signal stream x , and in the WL system model it is assumed that y is dependent not only on the input signal stream x but also on the conjugate of the input signal stream x * The exponent * used generally represents a complex conjugate. That is, a linear (WL) system of light is a system that is linear in terms of both the actual input signal stream x and its conjugate signal stream x * , as opposed to a narrow linear system that is linear only for the input signal x .

본 명세서에 개시된 다양한 양태에 따른 MIMO 시스템의 WL 추정은, 협의 선형 시스템이 보다 일반적인 광의 선형 시스템의 특수한 경우로 이해될 수 있으므로, 통상적인 협의 선형 처리에 비해 적어도 동등하거나 더욱 양호한 처리 성능을 제공할 수 있다. 특히, WL 처리는 MIMO 시스템에서 회전 변종(또는 부적절한) 입력 심볼이 존재하는 경우 통상적인 협의 선형 처리에 비해 상당한 성능 향상을 달성한다. 하지만, WL 처리의 잠재적인 우수한 성능에도 불구하고, WL 프레임워크에서 하부의 물리적인 MIMO 시스템을 추정하거나, 환언하면 광의 선형 시스템의 채널 행렬을 시스템적으로 추정하는 문제점이 남아 있다.The WL estimation of a MIMO system according to various aspects disclosed herein may provide at least equal or better processing performance than conventional narrow linear processing because a narrow linear system can be understood as a special case of a more general optical linear system . In particular, the WL processing achieves significant performance improvements over conventional narrow-band linear processing in the presence of rotational variant (or inappropriate) input symbols in a MIMO system. However, despite the potential superior performance of WL processing, there remains a problem of estimating the underlying physical MIMO system in the WL framework, or in other words, systematically estimating the channel matrix of the linear optical system.

본 발명의 다양한 양태는 WL 프레임워크에서 도 1의 MIMO 시스템(100)과 같은 MIMO 시스템을 추정하기 위한 시스템 및 방법을 구현하기 위한 시스템적인 접근법을 설명한다. 또한, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 기존의 MIMO 시스템의 처리 성능을 모델링 및 향상시키는 데 유리하게 적용될 수 있다.Various aspects of the present invention describe a systematic approach for implementing a system and method for estimating a MIMO system, such as the MIMO system 100 of FIG. 1, in a WL framework. In addition, the systems and methods disclosed herein can be advantageously applied to model and improve the processing performance of existing MIMO systems.

도 2는 본 발명의 하나 이상의 양태에 따른 광의 선형 프레임워크에서 표현되는 MIMO 시스템(200)의 블록도 예를 나타낸다. 도 2의 MIMO 시스템(200)은 이하와 같이 설명될 수 있다.Figure 2 illustrates an example block diagram of a MIMO system 200 represented in a linear framework of light according to one or more aspects of the present invention. The MIMO system 200 of FIG. 2 can be described as follows.

Figure 112013120614024-pat00057
(1)
Figure 112013120614024-pat00057
(One)

여기에서, 식 1 및 도 2에서, SL 모델에 비해, 추가적인 시스템 행렬

Figure 112013120614024-pat00058
및 입력 신호 벡터 x의 공액
Figure 112013120614024-pat00059
에 기초하여, WL 프레임워크에서의 MIMO 시스템(200)의 측정된 출력값 y가 모델링된다는 것을 알 수 있다.Here, in Equations 1 and 2, compared to the SL model, an additional system matrix
Figure 112013120614024-pat00058
And the conjugation of the input signal vector x
Figure 112013120614024-pat00059
, It can be seen that the measured output value y of the MIMO system 200 in the WL framework is modeled.

도 3에 도시된 바와 같이, 일 양태에서, 상술한 식 (1)에 나타내어진 WL 프레임워크의 채널 행렬 HG

Figure 112013120614024-pat00060
송신 포트 및
Figure 112013120614024-pat00061
수신 포트를 갖는 MIMO 시스템에 대한 입력으로서 개수 m 의 학습(본 명세서에서 파일럿이라고도 칭함) 신호 벡터
Figure 112013120614024-pat00062
를 송신함으로써 추정되며, m 은 송신 포트
Figure 112013120614024-pat00063
의 수보다 큰 것으로 선택된다(예를 들어,
Figure 112013120614024-pat00064
). 그러면, 식 (1)은 입력 파일럿 신호 벡터 p의 항으로 이하와 같이 표현될 수 있다:As shown in FIG. 3, in one aspect, the channel matrixes H and G of the WL framework shown in equation (1)
Figure 112013120614024-pat00060
The transmit port and
Figure 112013120614024-pat00061
Learning (also referred to herein as pilot) of the number m as an input to a MIMO system having a receive port,
Figure 112013120614024-pat00062
And m is a transmission port
Figure 112013120614024-pat00063
Gt; (e. G., ≪ / RTI >
Figure 112013120614024-pat00064
). Equation (1) can then be expressed in terms of the input pilot signal vector p as: < RTI ID = 0.0 >

Figure 112013120614024-pat00065
(2)
Figure 112013120614024-pat00065
(2)

또는, 이하와 같이 행렬을 사용하여 등가적으로 표현될 수 있다:Alternatively, it can be expressed equivalently using a matrix as follows:

Figure 112013120614024-pat00066
(3)
Figure 112013120614024-pat00066
(3)

여기에서,

Figure 112013120614024-pat00067
Figure 112013120614024-pat00068
은 각각 수신된 신호 행렬, 학습 또는 파일럿 신호 행렬 및 잡음 행렬이다.From here,
Figure 112013120614024-pat00067
And
Figure 112013120614024-pat00068
Are the received signal matrix, the learning or pilot signal matrix, and the noise matrix, respectively.

또한,

Figure 112013120614024-pat00069
Figure 112013120614024-pat00070
로, 식 (3)은 이하와 같이 된다:Also,
Figure 112013120614024-pat00069
And
Figure 112013120614024-pat00070
(3) < / RTI > is as follows:

Figure 112013120614024-pat00071
(4)
Figure 112013120614024-pat00071
(4)

송신기에 의해 송신된 파일럿 심볼 P 및 수신기에서 측정된 출력 Y에 기초한

Figure 112013120614024-pat00072
(또한, 본 명세서에서 증대된 파일럿 행렬이라고도 칭해짐)의 지식으로, WL 시스템 행렬
Figure 112013120614024-pat00073
의 최소 제곱(LS) 추정
Figure 112013120614024-pat00074
는 이하와 같이 달성될 수 있다:Based on the pilot symbol P transmitted by the transmitter and the output Y measured at the receiver
Figure 112013120614024-pat00072
(Also referred to herein as an augmented pilot matrix), knowledge of the WL system matrix
Figure 112013120614024-pat00073
Least-squares (LS) estimation of
Figure 112013120614024-pat00074
Can be achieved as follows:

Figure 112013120614024-pat00075
(5)
Figure 112013120614024-pat00075
(5)

여기에서,

Figure 112013120614024-pat00076
는 증대된 파일럿 행렬
Figure 112013120614024-pat00077
의 의사-역(pseudo-inverse) 파일럿 행렬로서 본 명세서에서 칭해지며, 또한 지수 -1은 본 명세서에서 역행렬을 나타내는 데 일반적으로 사용되며, 지수 H 는 본 명세서에서 일반적으로 표준 행렬 표기법에 따라 행렬의 에르미트(Hermitian) 또는 공액 전치(conjugate transpose)를 나타나는 데 사용된다.From here,
Figure 112013120614024-pat00076
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00077
Of the pseudo-inverse (pseudo-inverse) becomes now called herein as a pilot matrix, and index of -1 is commonly used to represent an inverse herein, the index H is herein Generally It is used to represent a Hermitian or conjugate transpose of a matrix according to standard matrix notation.

송신 전력 제한을 이하와 같이 상정한다:The transmit power limit is assumed to be:

Figure 112013120614024-pat00078
(6)
Figure 112013120614024-pat00078
(6)

여기에서,

Figure 112013120614024-pat00079
는 제한값인 것으로 상정되며,
Figure 112013120614024-pat00080
는 이중선 괄호
Figure 112013120614024-pat00081
의 내용의 프로베니우스 놈(Frobenius norm)을 일반적으로 나타내며, 시스템 추정 에러 E 를 최소화하는, MIMO 시스템에 대한 입력으로서의 최적의 파일럿 행렬 P를 결정하는 것은 최적화와 등가이다.From here,
Figure 112013120614024-pat00079
Is assumed to be a limit value,
Figure 112013120614024-pat00080
Double brace
Figure 112013120614024-pat00081
It is equivalent to optimization to determine the optimal pilot matrix P as an input to the MIMO system, which generally represents the Frobenius norm of the contents of the MIMO system and minimizes the system estimation error E.

Figure 112013120614024-pat00082
에 영향받는
Figure 112013120614024-pat00083
(7)
Figure 112013120614024-pat00082
Affected by
Figure 112013120614024-pat00083
(7)

식 (4) 및 식 (5)를 사용하여 이하를 알 수 있다:Using equations (4) and (5), we can find:

Figure 112013120614024-pat00084
(8)
Figure 112013120614024-pat00084
(8)

따라서, 식 (7)의 목적 함수는 이하와 같이 표현될 수 있다:Thus, the objective function of equation (7) can be expressed as:

Figure 112013120614024-pat00085
(9)
Figure 112013120614024-pat00085
(9)

식 (9)에서,

Figure 112013120614024-pat00086
는 괄호 내의 내용의 행렬 트레이스를 나타내고,
Figure 112013120614024-pat00087
인 것으로 추가적으로 상정된다.In equation (9)
Figure 112013120614024-pat00086
Represents a matrix trace of the contents in parentheses,
Figure 112013120614024-pat00087
.

식 (7)의 최적화는 이하와 등가인 것을 알 수 있다:It can be seen that the optimization of equation (7) is equivalent to:

Figure 112013120614024-pat00088
에 영향받는
Figure 112013120614024-pat00089
(10)
Figure 112013120614024-pat00088
Affected by
Figure 112013120614024-pat00089
(10)

라그랑제 승수법(Lagrange multiplier method)을 사용하여, 최적의 증대된 파일럿 행렬

Figure 112013120614024-pat00090
가 이하와 같이 밝혀진다:Using the Lagrange multiplier method, an optimal augmented pilot matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00090
Lt; RTI ID = 0.0 >

Figure 112013120614024-pat00091
(11)
Figure 112013120614024-pat00091
(11)

여기에서,

Figure 112013120614024-pat00092
는 상수이고, 본 명세서에서 사용되는 지수 T 는 표준 행렬 표기법과 같이 일반적으로 행렬의 전치를 나타낸다.From here,
Figure 112013120614024-pat00092
Is a constant, and the exponent T used herein generally refers to the transpose of the matrix, such as the standard matrix notation.

증대된 파일럿 행렬

Figure 112013120614024-pat00093
에 대해
Figure 112013120614024-pat00094
를 다시 치환하면 이하를 산출한다:An augmented pilot matrix
Figure 112013120614024-pat00093
About
Figure 112013120614024-pat00094
Lt; RTI ID = 0.0 > of: < / RTI >

Figure 112013120614024-pat00095
(12)
Figure 112013120614024-pat00095
(12)

식 (12)를 사용하면, 식 (11)이 이하와 같이 다시 씌어질 수 있다:Using equation (12), equation (11) can be rewritten as:

Figure 112013120614024-pat00096
(13)
Figure 112013120614024-pat00096
(13)

본 명세서에서 사용되는

Figure 112013120614024-pat00097
는 일반적으로 행렬의 실수부를 나타낸다.As used herein,
Figure 112013120614024-pat00097
Represents the real part of the matrix.

식 (13)을 확장하면 이하를 산출한다:Expanding equation (13) yields the following:

Figure 112013120614024-pat00098
(14)
Figure 112013120614024-pat00098
(14)

식 (14)를 다시 쓰면 이하를 산출한다:Rewriting equation (14) yields the following:

Figure 112013120614024-pat00099
(15)
Figure 112013120614024-pat00099
(15)

상술한 바로부터, MIMO 시스템에서 송신된 학습 심볼 행렬 P가 이하를 만족하면, 식 (7)에서 찾아진 WL 프레임워크에서 MIMO 시스템에 대한 채널 추정 에러의 최소화가 달성될 수 있음을 알 수 있다:From the above, it can be seen that minimizing the channel estimation error for the MIMO system in the WL framework found in equation (7) can be achieved if the transmitted training symbol matrix P in the MIMO system satisfies:

Figure 112013120614024-pat00100
(16)
Figure 112013120614024-pat00100
(16)

추가적으로 이하와 같이 나타낸다:In addition, it is represented as follows:

Figure 112013120614024-pat00101
(17)
Figure 112013120614024-pat00101
(17)

여기에서,

Figure 112013120614024-pat00102
Figure 112013120614024-pat00103
는 각각
Figure 112013120614024-pat00104
의 실수 및 허수 지수이며, 식 (16)은 이하와 같이 표현될 수 있다:From here,
Figure 112013120614024-pat00102
And
Figure 112013120614024-pat00103
Respectively
Figure 112013120614024-pat00104
(16) < / RTI > can be expressed as: < RTI ID =

Figure 112013120614024-pat00105
또는
Figure 112013120614024-pat00105
or

Figure 112013120614024-pat00106
(18)
Figure 112013120614024-pat00106
(18)

Figure 112013120614024-pat00107
로 나타내면 이하를 산출한다:
Figure 112013120614024-pat00107
The following is calculated: < RTI ID = 0.0 >

Figure 112013120614024-pat00108
(19)
Figure 112013120614024-pat00108
(19)

식 (6)의 전력 제한의 관점에서, 식 (19)는 이하와 같이 된다:From the viewpoint of the power limitation of equation (6), equation (19) is as follows:

Figure 112013120614024-pat00109
(20)
Figure 112013120614024-pat00109
(20)

따라서, 동일한 놈(norm)

Figure 112013120614024-pat00110
의 직교 열을 갖는 임의의
Figure 112013120614024-pat00111
행렬
Figure 112013120614024-pat00112
는 식 (9)를 최소화하는 최적 행렬로 고려될 수 있다.Therefore, the same norm
Figure 112013120614024-pat00110
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00111
procession
Figure 112013120614024-pat00112
Can be considered as an optimal matrix minimizing Equation (9).

상술한 설명의 관점에서, 일 양태에서 도 1의 MIMO 시스템(100)과 같은 MIMO 시스템의 채널 행렬 HG는 이하와 같이 도 4에 나타낸 프로세스(400)의 스텝 402에서 개시하는 광의 선형 프레임워크에서 추정될 수 있다.In view of the above description, in one aspect, the channel matrices H and G of the MIMO system, such as the MIMO system 100 of FIG. 1, may be represented as linear frameworks of light beginning at step 402 of the process 400 shown in FIG. Lt; / RTI >

동일한 놈(norm)

Figure 112013120614024-pat00113
의 직교 열을 갖는 실수값 행렬
Figure 112013120614024-pat00114
를 결정한다(스텝 404).The same norm
Figure 112013120614024-pat00113
A real-valued matrix with orthogonal columns of
Figure 112013120614024-pat00114
(Step 404).

Figure 112013120614024-pat00115
를 사용하여, 복소값 파일럿 심볼 행렬
Figure 112013120614024-pat00116
를 결정하며, 여기에서,
Figure 112013120614024-pat00117
Figure 112013120614024-pat00118
는 각각
Figure 112013120614024-pat00119
의 상부의 절반 및 하부의 절반이다(스텝 406).
Figure 112013120614024-pat00115
, A complex-valued pilot symbol matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00116
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00117
And
Figure 112013120614024-pat00118
Respectively
Figure 112013120614024-pat00119
Half of the top and bottom half of the top (step 406).

입력 파일럿 심볼 행렬 P를 MIMO 시스템을 통해 송신하고, 출력

Figure 112013120614024-pat00120
를 관측한다(스텝 408).Transmits the input pilot symbol matrix P through the MIMO system, and outputs
Figure 112013120614024-pat00120
(Step 408).

파일럿 심볼 행렬 P를 사용하여, 증대된 파일럿 행렬

Figure 112013120614024-pat00121
를 구축하며, 의사-역 행렬
Figure 112013120614024-pat00122
를 연산하며, 여기에서
Figure 112013120614024-pat00123
는 언제나 구축에 의해 가역적이다(스텝 410).Using the pilot symbol matrix P , an augmented pilot matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00121
, And a pseudo-inverse matrix
Figure 112013120614024-pat00122
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00123
Is always reversible by construction (step 410).

의사-역 행렬

Figure 112013120614024-pat00124
및 측정된 출력 벡터 Y를 사용하여(그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이), 원하는 시스템 행렬 HG
Figure 112013120614024-pat00125
로서 추정한다(스텝 412). 프로세스(400)는 스텝 414에서 종료될 수 있다.Pseudo-inverse matrix
Figure 112013120614024-pat00124
And the measured output vector Y (and, as shown in Figure 5), the desired system matrices H and G
Figure 112013120614024-pat00125
(Step 412). Process 400 may end at step 414.

MIMO 시스템은, 상술한 도 4의 프로세스(400)에 따라 결정된 추정된 HG를 사용하여 식 (1)의

Figure 112013120614024-pat00126
으로서의 WL 양식에서 다른 입력 또는 출력에 대해 이제 일반적으로 처리 또는 모델링될 수 있다.The MIMO system uses the estimated H and G determined according to the process 400 of FIG. 4, described above,
Figure 112013120614024-pat00126
Lt; RTI ID = 0.0 > WL, < / RTI >

모든

Figure 112013120614024-pat00127
송신 포트(예를 들어, 포트)에 대해 동등한 전력을 할당하기 위하여, 그리고 예시적인 일 실시예에서 파일럿 심볼의
Figure 112013120614024-pat00128
수가
Figure 112013120614024-pat00129
인 것으로 상정하면, 실수값
Figure 112013120614024-pat00130
행렬
Figure 112013120614024-pat00131
의 모든 엔트리들이 동일한 절대값을 가져야 한다. 이 경우에, 일 실시예에서 실수값
Figure 112013120614024-pat00132
행렬
Figure 112013120614024-pat00133
는 이하와 같이 결정될 수 있다(스텝 402).all
Figure 112013120614024-pat00127
To allocate equal power for a transmit port (e.g., a port), and in an exemplary embodiment,
Figure 112013120614024-pat00128
Number
Figure 112013120614024-pat00129
, The real value
Figure 112013120614024-pat00130
procession
Figure 112013120614024-pat00131
All entries in the table must have the same absolute value. In this case, in one embodiment,
Figure 112013120614024-pat00132
procession
Figure 112013120614024-pat00133
Can be determined as follows (step 402).

길이

Figure 112013120614024-pat00134
의 이진 시퀀스
Figure 112013120614024-pat00135
를 사용하여 깊이
Figure 112013120614024-pat00136
의 이진 트리를 구축하며, 여기에서
Figure 112013120614024-pat00137
는 트리의 각각의 노드의 깊이(또는 레벨)를 나타내며,
Figure 112013120614024-pat00138
는 트리의 각각의 행 또는 레벨에서 특정 노드를 고유하게 식별한다. 이진 트리의 레벨에서의 각각의 부모 노드는, 깊이
Figure 112013120614024-pat00139
트리가 완료될 때까지 도 6(a)에 나타낸 관계를 사용하여 트리의 후속 레벨에서 2개의 자녀 노드로 확장된다. 트리의 최종 레벨 또는 행에서 길이
Figure 112013120614024-pat00140
Figure 112013120614024-pat00141
이진 시퀀스가 있을 것이라는 데 유의한다.Length
Figure 112013120614024-pat00134
Binary sequence of
Figure 112013120614024-pat00135
Using depth
Figure 112013120614024-pat00136
To build a binary tree of
Figure 112013120614024-pat00137
(Or level) of each node of the tree,
Figure 112013120614024-pat00138
Identifies a particular node uniquely at each row or level of the tree. Each parent node at the level of the binary tree has a depth
Figure 112013120614024-pat00139
And extends to two child nodes at subsequent levels of the tree using the relationship shown in Figure 6 (a) until the tree is complete. The length in the last level or row of the tree.
Figure 112013120614024-pat00140
of
Figure 112013120614024-pat00141
Note that there will be a binary sequence.

3-레벨 트리의 구체적인 예가 도 6(b)에 도시된다.

Figure 112013120614024-pat00142
를 트리의 루트 노드(602)로서 설정하면, 루트 노드(602)의 2개의 자녀(604, 606)는
Figure 112013120614024-pat00143
Figure 112013120614024-pat00144
를 연산함으로써 도 6(a)에 나타낸 관계를 사용하여 결정되며, 여기에서
Figure 112013120614024-pat00145
Figure 112013120614024-pat00146
의 부정(negation)을 나타낸다.A specific example of the 3-level tree is shown in Fig. 6 (b).
Figure 112013120614024-pat00142
Is set as the root node 602 of the tree, the two children 604, 606 of the root node 602
Figure 112013120614024-pat00143
And
Figure 112013120614024-pat00144
Is determined by using the relationship shown in Fig. 6 (a) by calculating
Figure 112013120614024-pat00145
The
Figure 112013120614024-pat00146
And the negation of

마찬가지로, 각각의 노드(604 및 606)를 개별적으로 부모 노드

Figure 112013120614024-pat00147
로서 취하면, 각각 차례로 608, 610 및 612, 614로 표기되는 2개의 자녀는 관계
Figure 112013120614024-pat00148
Figure 112013120614024-pat00149
를 사용하여 다시 연산되며, 여기에서
Figure 112013120614024-pat00150
는 다시
Figure 112013120614024-pat00151
의 부정을 나타낸다.Likewise, each node 604 and 606 may be individually < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00147
The two children, in turn, designated 608, 610, and 612, 614, respectively,
Figure 112013120614024-pat00148
And
Figure 112013120614024-pat00149
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00150
Again
Figure 112013120614024-pat00151
.

일단 깊이

Figure 112013120614024-pat00152
트리가 상술한 바와 같이 완료되면, 행렬
Figure 112013120614024-pat00153
는 트리를 사용하여 일 양태에서 구축된다. 이에 대하여,
Figure 112013120614024-pat00154
(n+1)번째 행은
Figure 112013120614024-pat00155
에 대하여
Figure 112013120614024-pat00156
에 의해 구축되며, 전력 연산은 엘리먼트별로 수행된다(예를 들어,
Figure 112013120614024-pat00157
Figure 112013120614024-pat00158
).Once deep
Figure 112013120614024-pat00152
When the tree is completed as described above,
Figure 112013120614024-pat00153
Is constructed in one embodiment using a tree. On the other hand,
Figure 112013120614024-pat00154
The (n + 1) < th >
Figure 112013120614024-pat00155
about
Figure 112013120614024-pat00156
And the power operation is performed on an element-by-element basis (e.g.,
Figure 112013120614024-pat00157
Figure 112013120614024-pat00158
).

따라서, 도 6(b)에 나타내어진 3-레벨 트리의 구체적인 예에 있어서, 2-입력 2-출력 MIMO 시스템에 대한 행렬

Figure 112013120614024-pat00159
는 이하와 같이 결정될 수 있다:Thus, for a specific example of a three-level tree shown in Figure 6 (b), a matrix for a two-input two-output MIMO system
Figure 112013120614024-pat00159
Can be determined as follows: < RTI ID = 0.0 >

Figure 112013120614024-pat00160
Figure 112013120614024-pat00160

상술한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 상술한 스텝들을 따라 구축된 구조화된 파일럿 행렬

Figure 112013120614024-pat00161
는 식 (16)의 조건을 만족하며, 그에 따라 최적의 행렬로 고려될 수 있다. 또한, 모든 송신기 포트에 대한 동등한 전력 제한이 만족되도록, 파일 행렬 P의 모든 엘리먼트는 동일한 전력
Figure 112013120614024-pat00162
를 갖는다.As can be seen from the above, the structured pilot matrix constructed according to the steps described above
Figure 112013120614024-pat00161
Satisfies the condition of equation (16), and can be considered as an optimal matrix accordingly. Also, to ensure that the equivalent power limit for all transmitter ports is satisfied, all elements of the file matrix P are equal in power
Figure 112013120614024-pat00162
.

본 명세서에서 개시된 하부의 신호 처리 시스템의 상술한 WL 특성화로, WL 신호 처리 방법이 적용될 수 있으며, 그에 의해 SL 시스템 특성화에 비해 성능 향상을 달성한다.With the above-described WL characterization of the underlying signal processing system disclosed herein, the WL signal processing method can be applied, thereby achieving a performance improvement over the SL system characterization.

상술한 실시예들이 WL 시스템을 추정하는 LS 접근법을 이용하지만, 예를 들어 최소 평균 제곱 오차(MMSE)와 같은 다른 추정 접근법도 적용될 수 있다.While the embodiments described above use the LS approach to estimate the WL system, other estimation approaches such as, for example, minimum mean square error (MMSE) may be applied.

상술한 본 발명은, SL 프레임워크에서 시스템 행렬 H만을 추정하는 데 사용되는 수보다 더 큰 수(수의 2배 포함)의 파일럿 심볼 벡터

Figure 112013120614024-pat00163
를 송신함으로써, WL 프레임워크에서 보통의 그리고 공액의 시스템 행렬을 동시에 추정하기 위한 시스템적인 접근법을 설명한다. SL 시스템 추정에 대하여
Figure 112013120614024-pat00164
인 것이 통상적이지만, 다양한 양태에서 본 발명은 WL 시스템 추정에 대하여
Figure 112013120614024-pat00165
를 사용하며,
Figure 112013120614024-pat00166
은 상술한 바와 같이 시스템적으로 결정되는 파일럿 벡터 또는 심볼의 수를 나타낸다.The above-described invention is based on the fact that in the SL framework, a pilot symbol vector (including twice the number) larger than the number used for estimating only the system matrix H
Figure 112013120614024-pat00163
To describe a systematic approach for simultaneously and regularly estimating the conjugate system matrices in the WL framework. About SL system estimation
Figure 112013120614024-pat00164
, But in various aspects the present invention provides for WL system estimation
Figure 112013120614024-pat00165
Lt; / RTI >
Figure 112013120614024-pat00166
Denotes the number of pilot vectors or symbols that are systematically determined as described above.

SL 프레임워크에서 보통의 시스템 행렬 H만을 추정하는 데 사용되는 측정의 더 큰 수(수의 2배 포함)에 기초하여, LS, MMSE 또는 임의의 다른 추정과 같은 추정법이 광의 선형 프레임워크에서 식 (1)의 보통의 그리고 공액의 시스템 행렬을 추정하는 데 유리하게 사용될 수 있다.Based on a larger number (including twice the number) of measurements used to estimate only the normal system matrix H in the SL framework, an estimation method such as LS, MMSE or any other estimation can be performed in a linear framework of light 1) < / RTI > of the normal and conjugate system matrices.

본 발명의 하나 이상의 양태가 하드웨어, 소프트웨어 또는 그 조합을 사용해서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 7은 본 발명의 하나 이상의 양태를 구현하는 데 적절한 예시적인 연산 장치(700)의 하이-레벨 블록도를 도시한다. 장치(700)는 다양한 입력/출력 디바이스(704) 및 메모리(706)와 통신 가능하게 상호 접속되어 있는 프로세서(702)를 포함한다.It will be appreciated that one or more aspects of the present invention may be implemented using hardware, software, or a combination thereof. FIG. 7 illustrates a high-level block diagram of an exemplary computing device 700 suitable for implementing one or more aspects of the present invention. Apparatus 700 includes a processor 702 that is communicatively interconnected with various input / output devices 704 and memory 706.

프로세서(702)는 범용 중앙 처리 장치("CPU") 또는 매립형 마이크로컨트롤러 또는 디지털 신호 프로세서("DSP")와 같은 전용 마이크로프로세서와 같은 임의의 유형의 프로세서일 수 있다. 입력/출력 디바이스(704)는 프로세서(702)의 제어 하에서 동작하는 임의의 주변 디바이스일 수 있으며, 예를 들어 네트워크 어댑터, 데이터 포트와 같은 장치(700)와, 키보드, 키패드, 마우스 또는 디스플레이와 같은 다양한 사용자 인터페이스 디바이스로 데이터를 입력하고 이로부터 데이터를 출력하도록 구성될 수 있다.Processor 702 may be any type of processor, such as a general purpose central processing unit ("CPU") or a dedicated microprocessor such as a flush-type microcontroller or digital signal processor ("DSP"). The input / output device 704 may be any peripheral device that operates under the control of the processor 702 and may include a device 700 such as, for example, a network adapter, a data port, and the like, such as a keyboard, a keypad, And may be configured to input data to and output data from the various user interface devices.

메모리(706)는 데이터 및 프로세서(702)에 의해 실행 가능한 명령을 포함하는 전자 정보를 저장하는 데 적절한 임의의 유형의 메모리일 수 있다. 메모리(706)는 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브 메모리, 컴팩트-디스크 메모리, 광 메모리 등의 하나 이상의 조합으로서 구현될 수 있다. 또한, 장치(700)는 운영 체제, 큐(queue) 관리자, 디바이스 드라이버, 또는 일 실시예에서 메모리(706)에 저장될 수 있고 프로세서(702)에 의해 실행될 수 있는 하나 이상의 네트워크 프로토콜도 포함할 수 있다.The memory 706 may be any type of memory suitable for storing electronic information, including data and instructions executable by the processor 702. The memory 706 may be implemented as one or more of, for example, random access memory (RAM), read only memory (ROM), flash memory, hard disk drive memory, compact disk memory, The device 700 may also include an operating system, a queue manager, a device driver, or one or more network protocols that may be stored in memory 706 and executed by processor 702 in one embodiment. have.

메모리(706)는, 프로세서(702)에 의한 실행 시에 명령이 장치(700)로 하여금 다양한 양태들과 상술한 스텝(예를 들어, 도 4의 프로세스(400)의 하나 이상의 스텝)에 따라 기능을 수행하게 하도록 구성할 수 있는 실행 가능한 명령과 데이터를 저장하는 비일시적 메모리를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 프로세서(702)는, 명령의 실행 시에, 본 발명에서 설명된 다양한 양태들(또는 스텝들)에 따라 프로세서(702)에 의해 결정되는 파일럿 심볼 벡터(들)

Figure 112013120614024-pat00167
를 통신 채널(130)을 통해 송신기가 (예를 들어, 네트워크를 통해) 송신하게 하는 MIMO 시스템(100)의 송신기(110)와 통신하고 및/또는 이를 제어하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 프로세서(702)는, 통신 채널(130)을 통해 송신되는 파일럿 심볼 벡터(들)
Figure 112013120614024-pat00168
에 응답하여 수신기(120)에서 생성되는 측정된 출력값
Figure 112013120614024-pat00169
를 (예를 들어, 네트워크를 통해) 수신하는 MIMO 시스템(100)의 수신기(120)와 통신하고 및/또는 이를 제어하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 실시예에서, 프로세서(702)는 수신기(120)에서 측정되는 출력값 y 및 송신기에 의해 송신되는 파일럿 심볼 벡터(들)
Figure 112013120614024-pat00170
에 기초하여 도 4의 프로세스(400)에 따라 채널 행렬 HG를 결정하거나 추정하도록 구성될 수도 있고, 상세하게 상술한 바와 같이 식 (1)의
Figure 112013120614024-pat00171
과 같은 WL 양식에 따라 WL 프레임워크에서 MIMO 시스템을 모델링하기 위해 추정된 채널 행렬 HG를 사용하도록 구성될 수도 있다.The memory 706 may store instructions that cause the device 700 to function in response to various aspects and the steps described above (e.g., one or more steps of the process 400 of FIG. 4) And non-volatile memory that stores executable instructions and data that can be configured to cause the computer to perform instructions. In one or more embodiments, the processor 702 may be configured to, upon execution of an instruction, generate a pilot symbol vector (s) determined by the processor 702 in accordance with the various aspects (or steps)
Figure 112013120614024-pat00167
May be configured to communicate with and / or control the transmitter 110 of the MIMO system 100 to cause the transmitter to transmit (e.g., via a network) over the communication channel 130. [ In one or more embodiments, processor 702 may be configured to receive pilot symbol vector (s) transmitted via communication channel 130,
Figure 112013120614024-pat00168
The measured output value < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00169
May be configured to communicate with and / or control the receiver 120 of the MIMO system 100 receiving (e.g., via a network) In one or more embodiments, the processor 702 may use the output y measured at the receiver 120 and the pilot symbol vector (s) transmitted by the transmitter,
Figure 112013120614024-pat00170
May be configured to determine or estimate the channel matrices H and G according to the process 400 of FIG. 4 based on Equation (1)
Figure 112013120614024-pat00171
May be configured to use the estimated channel matrices H and G to model the MIMO system in the WL framework according to a WL form such as < RTI ID = 0.0 >

특정 장치의 구성이 도 7에 도시되었지만, 본 발명은 임의의 특정 구현에 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 장치(700)는 하나 이상의 어플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 하드웨어 또는 소프트웨어의 임의의 다른 조합을 사용하여 구현될 수 있다.Although the configuration of a particular device is shown in FIG. 7, it will be understood that the invention is not limited to any particular implementation. For example, in other embodiments, the device 700 may be implemented using one or more application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), or any other combination of hardware or software.

본 명세서의 양태들이 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이러한 실시예들은 본 발명의 원리 및 용례를 단지 예시하고 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 다양한 변형이 예시적인 실시예에 가해질 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고도 다른 구성이 고안될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.Although aspects of the disclosure have been described with reference to specific embodiments, it should be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles and applications of the present invention. It is, therefore, to be understood that various modifications may be made to the exemplary embodiments, and that other configurations may be devised without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (15)

Figure 112015019438904-pat00172
송신 포트 및
Figure 112015019438904-pat00173
수신 포트를 갖는 다중-입력 다중-출력 (MIMO) 시스템에서 채널 행렬을 추정하기 위한 방법으로서,
프로세서를 사용하여, 상기
Figure 112015019438904-pat00174
송신 포트를 사용한 상기 MIMO 시스템을 통한 송신을 위해
Figure 112015019438904-pat00175
입력 심볼 행렬 P를 생성하는 단계 -
Figure 112015019438904-pat00176
Figure 112015019438904-pat00177
보다 큼 - 와,
상기
Figure 112015019438904-pat00178
수신 포트를 사용한 상기 MIMO 시스템을 통한 상기 입력 심볼 행렬 P의 송신에 응답하여
Figure 112015019438904-pat00179
출력 심볼 행렬 Y를 결정하는 단계와,
상기 입력 심볼 행렬 P에 기초하여
Figure 112015019438904-pat00180
의사-역(pseudo-inverse) 행렬
Figure 112015019438904-pat00181
를 생성하는 단계와,
상기 의사-역 행렬
Figure 112015019438904-pat00182
및 상기 출력 심볼 행렬 Y를 사용하여 상기 MIMO 시스템에 대한 제 1 채널 행렬 H 및 제 2 채널 행렬 G를 추정하는 단계를 포함하는
채널 행렬 추정 방법.
Figure 112015019438904-pat00172
The transmit port and
Figure 112015019438904-pat00173
A method for estimating a channel matrix in a multiple-input multiple-output (MIMO) system having a receive port,
Using the processor,
Figure 112015019438904-pat00174
For transmission over the MIMO system using a transmit port
Figure 112015019438904-pat00175
Generating an input symbol matrix P ,
Figure 112015019438904-pat00176
silver
Figure 112015019438904-pat00177
Greater than -
remind
Figure 112015019438904-pat00178
In response to the transmission of the input symbol matrix P via the MIMO system using the receive port
Figure 112015019438904-pat00179
Determining an output symbol matrix Y ,
Based on the input symbol matrix P
Figure 112015019438904-pat00180
A pseudo-inverse matrix
Figure 112015019438904-pat00181
,
The pseudo-inverse matrix
Figure 112015019438904-pat00182
And estimating a first channel matrix H and a second channel matrix G for the MIMO system using the output symbol matrix Y
Channel matrix estimation method.
제 1 항에 있어서,
상기 MIMO 시스템에 대한 상기 제 1 채널 행렬 H 및 상기 제 2 채널 행렬 G
Figure 112013120614024-pat00183
로서 추정하는 단계를 더 포함하는
채널 행렬 추정 방법.
The method according to claim 1,
The first channel matrix H for the MIMO system and the second channel matrix G for
Figure 112013120614024-pat00183
Lt; RTI ID = 0.0 >
Channel matrix estimation method.
제 2 항에 있어서,
상기 MIMO 시스템의 동작을
Figure 112015019438904-pat00184
으로서 모델링하기 위해 추정된 제 1 채널 행렬 H 및 추정된 제 2 채널 행렬 G를 사용하는 단계를 더 포함하고,
Figure 112015019438904-pat00185
는 상기 MIMO 시스템을 통해 상기
Figure 112015019438904-pat00186
송신 포트를 경유하여 송신되는 입력 신호 스트림을 나타내는 입력 벡터이고,
Figure 112015019438904-pat00187
는 상기 입력 벡터의 공액의 표현이고,
Figure 112015019438904-pat00188
은 상기 MIMO 시스템의 독립적이고 동일하게 분포된 가우시안(Gaussian) 잡음의 벡터 표현이고,
Figure 112015019438904-pat00189
는 상기 MIMO 시스템의 상기
Figure 112015019438904-pat00190
수신 포트에서 수신된 출력 신호 스트림의 출력 벡터 표현인
채널 행렬 추정 방법.
3. The method of claim 2,
The operation of the MIMO system
Figure 112015019438904-pat00184
Using an estimated first channel matrix H and an estimated second channel matrix G for modeling as a channel matrix H ,
Figure 112015019438904-pat00185
Through the MIMO system,
Figure 112015019438904-pat00186
An input vector representing an input signal stream to be transmitted via a transmission port,
Figure 112015019438904-pat00187
Is a conjugate representation of the input vector,
Figure 112015019438904-pat00188
Is a vector representation of independent and identically distributed Gaussian noise of the MIMO system,
Figure 112015019438904-pat00189
Gt; MIMO < / RTI >
Figure 112015019438904-pat00190
The output vector representation of the output signal stream received at the receive port.
Channel matrix estimation method.
제 1 항에 있어서,
동일한 놈(norm)의 직교 열(orthogonal column)을 갖는
Figure 112013120614024-pat00191
실수값 행렬
Figure 112013120614024-pat00192
를 생성하는 단계와,
상기 입력 심볼 행렬 P를 결정하기 위해
Figure 112013120614024-pat00193
를 사용하는 단계를 더 포함하는
채널 행렬 추정 방법.
The method according to claim 1,
Having the same orthogonal column of the same norm
Figure 112013120614024-pat00191
Real-valued matrix
Figure 112013120614024-pat00192
,
To determine the input symbol matrix P
Figure 112013120614024-pat00193
RTI ID = 0.0 >
Channel matrix estimation method.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 심볼 행렬 P를 사용하여 증대된 파일럿 행렬
Figure 112015019438904-pat00194
를 구축하는 단계 -
Figure 112015019438904-pat00195
는 상기 입력 심볼 행렬 P의 공액 행렬임 - 와,
Figure 112015019438904-pat00196
를 연산함으로써 상기 의사-역 행렬
Figure 112015019438904-pat00197
를 생성하는 단계 -
Figure 112015019438904-pat00198
Figure 112015019438904-pat00199
의 에르미트(Hermitian) 행렬이고,
Figure 112015019438904-pat00200
는 가역적임 - 를 더 포함하는
채널 행렬 추정 방법.
The method according to claim 1,
Using the input symbol matrix P , an augmented pilot matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112015019438904-pat00194
Step -
Figure 112015019438904-pat00195
Is a conjugate matrix of the input symbol matrix P ,
Figure 112015019438904-pat00196
And the pseudo-inverse matrix
Figure 112015019438904-pat00197
≪ / RTI >
Figure 112015019438904-pat00198
The
Figure 112015019438904-pat00199
Hermitian < / RTI > matrix of < RTI ID =
Figure 112015019438904-pat00200
Lt; RTI ID = 0.0 >
Channel matrix estimation method.
제 4 항에 있어서,
상기 실수값 행렬
Figure 112013120614024-pat00201
를 생성하는 단계는,
깊이
Figure 112013120614024-pat00202
의 다중-노드 이진 트리를 구축하는 단계를 더 포함하고,
다중-노드 이진 트리의 특정 레벨에서 적어도 하나의 부모 노드
Figure 112013120614024-pat00203
는 관계
Figure 112013120614024-pat00204
Figure 112013120614024-pat00205
를 사용하여 다중-노드 이진 트리의 후속 레벨에서 2개의 자녀 노드로 확장되고,
Figure 112013120614024-pat00206
Figure 112013120614024-pat00207
의 부정(negation)을 나타내고,
Figure 112013120614024-pat00208
은 상기 트리의 특정 레벨을 나타내고,
Figure 112013120614024-pat00209
은 상기 트리의 특정 레벨에서의 하나 이상의 노드를 식별하는
채널 행렬 추정 방법.
5. The method of claim 4,
The real value matrix
Figure 112013120614024-pat00201
Wherein:
depth
Figure 112013120614024-pat00202
Further comprising constructing a multi-node binary tree of < RTI ID = 0.0 >
At a particular level of the multi-node binary tree, at least one parent node
Figure 112013120614024-pat00203
Relationship
Figure 112013120614024-pat00204
And
Figure 112013120614024-pat00205
Lt; / RTI > is extended to two child nodes at a subsequent level of the multi-node binary tree,
Figure 112013120614024-pat00206
The
Figure 112013120614024-pat00207
And < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00208
Represents a particular level of the tree,
Figure 112013120614024-pat00209
Lt; / RTI > identifies one or more nodes at a particular level of the tree
Channel matrix estimation method.
채널 행렬을 추정하기 위한 시스템으로서,
Figure 112013120614024-pat00210
송신 포트를 갖는 송신기와,
Figure 112013120614024-pat00211
수신 포트를 갖는 수신기 - 상기 송신기와 상기 수신기는 통신 채널을 통해 통신 가능하게 연결됨 - 와,
프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
상기
Figure 112013120614024-pat00212
송신 포트를 경유하여 상기 송신기에 의한, 상기 통신 채널을 통한 송신을 위해
Figure 112013120614024-pat00213
입력 심볼 행렬 P를 생성하고 -
Figure 112013120614024-pat00214
Figure 112013120614024-pat00215
보다 큼 - ,
상기 통신 채널을 통한 상기 입력 심볼 행렬 P의 송신에 응답하여, 상기 수신기의
Figure 112013120614024-pat00216
수신 포트에서 수신된
Figure 112013120614024-pat00217
출력 심볼 행렬 Y를 결정하고,
상기 입력 심볼 행렬 P에 기초하여
Figure 112013120614024-pat00218
의사-역 행렬
Figure 112013120614024-pat00219
를 생성하고,
상기 의사-역 행렬
Figure 112013120614024-pat00220
및 상기 출력 심볼 행렬 Y를 사용하여 상기 통신 채널에 대한 제 1 채널 행렬 H 및 제 2 채널 행렬 G를 추정하도록 구성되는
채널 행렬 추정 시스템.
A system for estimating a channel matrix,
Figure 112013120614024-pat00210
A transmitter having a transmit port,
Figure 112013120614024-pat00211
A receiver having a receive port, the transmitter and the receiver being communicatively coupled via a communications channel;
A processor, comprising:
remind
Figure 112013120614024-pat00212
For transmission over the communication channel by the transmitter via a transmission port
Figure 112013120614024-pat00213
Generates an input symbol matrix P and -
Figure 112013120614024-pat00214
silver
Figure 112013120614024-pat00215
Greater than -
In response to the transmission of the input symbol matrix P over the communication channel,
Figure 112013120614024-pat00216
Received on the receive port
Figure 112013120614024-pat00217
Determines an output symbol matrix Y ,
Based on the input symbol matrix P
Figure 112013120614024-pat00218
Pseudo-inverse matrix
Figure 112013120614024-pat00219
Lt; / RTI >
The pseudo-inverse matrix
Figure 112013120614024-pat00220
And estimating a first channel matrix H and a second channel matrix G for the communication channel using the output symbol matrix Y
Channel matrix estimation system.
제 7 항에 있어서,
상기 프로세서는,
Figure 112013120614024-pat00221
를 사용하여 상기 제 1 채널 행렬 H 및 상기 제 2 채널 행렬 G를 추정하도록 더 구성되는
채널 행렬 추정 시스템.
8. The method of claim 7,
The processor comprising:
Figure 112013120614024-pat00221
To estimate the first channel matrix H and the second channel matrix G using < RTI ID = 0.0 >
Channel matrix estimation system.
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 송신기, 상기 수신기 및 상기 통신 채널의 동작을
Figure 112013120614024-pat00222
으로서 모델링하기 위해 추정된 제 1 채널 행렬 H 및 추정된 제 2 채널 행렬 G를 사용하도록 더 구성되고,
Figure 112013120614024-pat00223
는 상기 통신 채널을 통해 상기
Figure 112013120614024-pat00224
송신 포트를 경유하여 송신되는 입력 신호 스트림을 나타내는 입력 벡터이고,
Figure 112013120614024-pat00225
는 상기 입력 벡터의 공액의 표현이고,
Figure 112013120614024-pat00226
은 상기 통신 채널에 기인하는 독립적이고 동일하게 분포된 가우시안 잡음의 벡터 표현이고,
Figure 112013120614024-pat00227
는 상기 통신 채널을 통해 상기
Figure 112013120614024-pat00228
수신 포트에서 수신된 출력 신호 스트림의 출력 벡터 표현인
채널 행렬 추정 시스템.
9. The method of claim 8,
The processor comprising:
The operation of the transmitter, the receiver and the communication channel
Figure 112013120614024-pat00222
Lt; RTI ID = 0.0 > H < / RTI > and the estimated second channel matrix G for modeling as a second channel matrix H ,
Figure 112013120614024-pat00223
Via the communication channel,
Figure 112013120614024-pat00224
An input vector representing an input signal stream to be transmitted via a transmission port,
Figure 112013120614024-pat00225
Is a conjugate representation of the input vector,
Figure 112013120614024-pat00226
Is a vector representation of independent and identically distributed Gaussian noise due to the communication channel,
Figure 112013120614024-pat00227
Via the communication channel,
Figure 112013120614024-pat00228
The output vector representation of the output signal stream received at the receive port.
Channel matrix estimation system.
제 7 항에 있어서,
상기 프로세서는,
동일한 놈의 직교 열을 갖는
Figure 112013120614024-pat00229
실수값 행렬
Figure 112013120614024-pat00230
를 생성하고,
상기 입력 심볼 행렬 P를 결정하기 위해
Figure 112013120614024-pat00231
를 사용하도록 더 구성되는
채널 행렬 추정 시스템.
8. The method of claim 7,
The processor comprising:
Having the same orthomorphic column
Figure 112013120614024-pat00229
Real-valued matrix
Figure 112013120614024-pat00230
Lt; / RTI >
To determine the input symbol matrix P
Figure 112013120614024-pat00231
Is further configured to use
Channel matrix estimation system.
제 7 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 입력 심볼 행렬 P를 사용하여 증대된 파일럿 행렬
Figure 112015019438904-pat00232
를 구축하고 -
Figure 112015019438904-pat00233
는 상기 입력 심볼 행렬 P의 공액 행렬임 - ,
Figure 112015019438904-pat00234
를 연산함으로써 상기 의사-역 행렬
Figure 112015019438904-pat00235
를 생성하도록 더 구성되고,
상기
Figure 112015019438904-pat00236
Figure 112015019438904-pat00237
의 에르미트 행렬이고,
Figure 112015019438904-pat00238
는 가역적인
채널 행렬 추정 시스템.
8. The method of claim 7,
The processor comprising:
Using the input symbol matrix P , an augmented pilot matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112015019438904-pat00232
And -
Figure 112015019438904-pat00233
Is a conjugate matrix of the input symbol matrix P ,
Figure 112015019438904-pat00234
And the pseudo-inverse matrix
Figure 112015019438904-pat00235
, ≪ / RTI >
remind
Figure 112015019438904-pat00236
The
Figure 112015019438904-pat00237
, ≪ / RTI >
Figure 112015019438904-pat00238
Is reversible
Channel matrix estimation system.
제 10 항에 있어서,
상기 프로세서는,
깊이
Figure 112013120614024-pat00239
의 다중-노드 이진 트리를 구축함으로써, 상기 실수값 행렬
Figure 112013120614024-pat00240
를 생성하도록 더 구성되고,
다중-노드 이진 트리의 특정 레벨에서 적어도 하나의 부모 노드
Figure 112013120614024-pat00241
는 관계
Figure 112013120614024-pat00242
Figure 112013120614024-pat00243
를 사용하여 다중-노드 이진 트리의 후속 레벨에서 2개의 자녀 노드로 확장되고,
Figure 112013120614024-pat00244
Figure 112013120614024-pat00245
의 부정을 나타내고,
Figure 112013120614024-pat00246
은 상기 트리의 특정 레벨을 나타내고,
Figure 112013120614024-pat00247
은 상기 트리의 특정 레벨에서의 하나 이상의 노드를 식별하는
채널 행렬 추정 시스템.
11. The method of claim 10,
The processor comprising:
depth
Figure 112013120614024-pat00239
Node binary tree, the real-valued matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013120614024-pat00240
, ≪ / RTI >
At a particular level of the multi-node binary tree, at least one parent node
Figure 112013120614024-pat00241
Relationship
Figure 112013120614024-pat00242
And
Figure 112013120614024-pat00243
Lt; / RTI > is extended to two child nodes at a subsequent level of the multi-node binary tree,
Figure 112013120614024-pat00244
The
Figure 112013120614024-pat00245
And
Figure 112013120614024-pat00246
Represents a particular level of the tree,
Figure 112013120614024-pat00247
Lt; / RTI > identifies one or more nodes at a particular level of the tree
Channel matrix estimation system.
제 7 항에 있어서,
상기
Figure 112013120614024-pat00248
송신 포트 및 상기
Figure 112013120614024-pat00249
수신 포트는 안테나를 포함하고, 상기 통신 채널은 무선 매체를 포함하는
채널 행렬 추정 시스템.
8. The method of claim 7,
remind
Figure 112013120614024-pat00248
The transmission port and the above-
Figure 112013120614024-pat00249
The receiving port includes an antenna, and the communication channel includes a wireless medium
Channel matrix estimation system.
제 7 항에 있어서,
상기 통신 채널은 유선 통신 채널인
채널 행렬 추정 시스템.
8. The method of claim 7,
The communication channel is a wired communication channel
Channel matrix estimation system.
제 7 항에 있어서,
상기 통신 채널은 광 통신 채널을 포함하는
채널 행렬 추정 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the communication channel comprises an optical communication channel
Channel matrix estimation system.
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