KR102358381B1 - Method and apparatus for channel estimation in wireless communication system - Google Patents

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 수신단의 채널 추정 방법 및 장치를 제공한다. 수신 장치는 수신부와 채널 추정부를 포함한다. 수신부는 기준 신호를 수신한다. 채널 추정부는 기준 신호들이 위치한 영역들에 대한 제1 채널 추정치들을 결정한다. 채널 추정부는 제1 채널 추정치들에 대한 보간을 수행함으로써, 나머지 영역들의 제2 채널 추정치들을 결정한다. 보간의 방식은, 채널의 도플러 주파수 및 채널 품질 중에서 적어도 하나에 기초하여 결정된다.The present disclosure relates to a 5th generation ( 5G ) or pre-5G communication system for supporting a higher data rate after a 4th generation (4G) communication system such as Long Term Evolution (LTE). The present disclosure provides a method and apparatus for estimating a channel at a receiving end. The receiving apparatus includes a receiving unit and a channel estimating unit. The receiver receives the reference signal. The channel estimator determines first channel estimates for regions in which reference signals are located. The channel estimator determines second channel estimates of the remaining regions by interpolating the first channel estimates. The method of interpolation is determined based on at least one of a Doppler frequency of a channel and a channel quality.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 추정을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL ESTIMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}Method and apparatus for channel estimation in a wireless communication system

본 개시는 무선 통신 시스템에서 채널 추정에 관한 것이다.The present disclosure relates to channel estimation in a wireless communication system.

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(Long Term Evolution) 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.Efforts are being made to develop an improved 5th generation ( 5G ) communication system or a pre-5G communication system in order to meet the increasing demand for wireless data traffic after commercialization of the 4G (4th generation) communication system. For this reason, the 5G communication system or the pre-5G communication system is called a 4G network after (Beyond 4G Network) communication system or LTE (Long Term Evolution) after (Post LTE) system.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 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.In order to achieve a high data rate, the 5G communication system is being considered for implementation in a very high frequency (mmWave) band (eg, such as a 60 gigabyte (60 GHz) band). In order to alleviate the path loss of radio waves and increase the propagation distance of radio waves in the ultra-high frequency band, in the 5G communication system, beamforming, massive MIMO, and Full Dimensional MIMO (FD-MIMO) are used. ), array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna technologies are being discussed.

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. In addition, to improve the network of the system, in the 5G communication system, an evolved small cell, an advanced small cell, a cloud radio access network (cloud radio access network, cloud RAN), and an ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and reception interference cancellation Technology development is underway.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude M 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.In addition, in the 5G system, FQAM (Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude M Modulation) and SWSC (Sliding Window Superposition Coding), which are advanced coding modulation (Advanced Coding Modulation, ACM) methods, and FBMC (Filter Bank Multi), an advanced access technology, Carrier), Non Orthogonal Multiple Access (NOMA), and Sparse Code Multiple Access (SCMA) are being developed.

무선 통신 시스템에 있어서, 수신단은 수신된 신호의 복조 및 디코딩을 수행하기 위해 수신되는 신호의 채널을 추정할 필요가 있다. 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 방식을 이용하는 LTE의 하향링크 신호에 대한 채널 추정은 셀 기준 신호(cell-specific reference signal, CRS)를 이용하여 수행된다. In a wireless communication system, a receiving end needs to estimate a channel of a received signal in order to perform demodulation and decoding of the received signal. Channel estimation for a downlink signal of LTE using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme is performed using a cell-specific reference signal (CRS).

LTE에서 CRS가 수신되는 자원 성분(resource element, RE)들은 시스템 대역폭에 위치하며, 주파수 영역에서 6개의 부반송파 간격으로 배치된다. 이와 같은 CRS 기반의 채널 추정은 PDCCH(physical downlink control channel) 또는 PDSCH(physical downlink shared channel)의 동기(coherent) 복조에 이용되고, 특히 CRS 기반 고속 페이딩(fast fading) 채널 추정은 빠르게 이동하는 수신단의 PDCCH/PDSCH의 동기 복조에 있어서 중요한 역할을 한다.In LTE, resource elements (REs) through which CRS is received are located in the system bandwidth, and are arranged at intervals of 6 subcarriers in the frequency domain. Such CRS-based channel estimation is used for coherent demodulation of a physical downlink control channel (PDCCH) or a physical downlink shared channel (PDSCH). It plays an important role in synchronous demodulation of PDCCH/PDSCH.

채널 추정은 현재의 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 이미 알고 있다고 가정한 시나리오들이 대다수이기 때문에 중요한 기술로 다뤄진다. 보통 많이 사용되는 훈련 신호 기반 채널 추정 기법은 기준 신호를 이용하여 LS(least square)와 MMSE(minimum mean square error) 방식 등의 선형 복원에 기반한 기법들이 주를 이루고 있다. 이러한 선형 복원은 다중 경로 채널에서 채널 임펄스 응답의 탭(tap)의 개수가 많을 경우 최적의 성능을 내지만, 최근 연구 결과에서 매우 넓은 대역폭을 사용하는 경우 채널 임펄스 응답(channel impulse response, CIR)이 희소(sparse)한 특성을 가진다는 사실이 밝혀졌다. 이러한 사실을 근거로 높은 차원의 신호 공간을 이용하는 무선 통신 시스템의 경우 CIR이 희소한 특성을 가지게 되고, 비선형 복원 알고리즘을 이용한 압축 센싱(compressed sensing) 기반의 채널 추정 기법이 LS와 같은 선형 복원 알고리즘을 이용한 채널 추정 기법보다 여러 가지 성능 측면에서 우수한 것으로 보여지고 있다.Channel estimation is treated as an important technique because most scenarios assume that channel state information is already known in the current wireless communication system. A commonly used training signal-based channel estimation method is mainly based on linear reconstruction using a reference signal, such as least square (LS) and minimum mean square error (MMSE) methods. Although this linear restoration has optimal performance when the number of taps of the channel impulse response in a multipath channel is large, recent research results show that the channel impulse response (CIR) is poor when a very wide bandwidth is used. It has been found to have sparse properties. Based on this fact, in the case of a wireless communication system using a high-dimensional signal space, CIR has a sparse characteristic, and a compressed sensing-based channel estimation method using a nonlinear reconstruction algorithm uses a linear reconstruction algorithm such as LS. It is shown to be superior to the used channel estimation method in various performance aspects.

일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 기준 신호를 이용한 채널 추정 방법 및 장치를 제공한다. An embodiment provides a method and apparatus for estimating a channel using a reference signal in a wireless communication system.

일 실시 예에 따른 수신단의 채널 추정 방법은, 기준 신호들을 수신하는 과정과, 기준 신호들이 위치한 영역들에 대한 제1 채널 추정치들을 결정하는 과정과, 제1 채널 추정치들에 대한 보간을 수행함으로써, 나머지 영역들의 제2 채널 추정치들을 결정하는 과정을 포함하며, 보간의 방식은, 채널의 도플러 주파수 및 채널 품질 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.A method for estimating a channel of a receiving end according to an embodiment includes a process of receiving reference signals, a process of determining first channel estimates for regions in which the reference signals are located, and performing interpolation on the first channel estimates, and determining second channel estimates of the remaining regions, wherein the interpolation method may be determined based on at least one of a Doppler frequency and a channel quality of the channel.

일 실시 예에 따른 수신단은 수신부와 채널 추정부를 포함한다. 수신부는 기준 신호를 수신한다. 채널 추정부는 기준 신호들이 위치한 영역들에 대한 제1 채널 추정치들을 결정한다. 채널 추정부는 제1 채널 추정치들에 대한 보간을 수행함으로써, 나머지 영역들의 제2 채널 추정치들을 결정한다. 보간의 방식은, 채널의 도플러 주파수 및 채널 품질 중에서 적어도 하나에 기초하여 결정된다.A receiver according to an embodiment includes a receiver and a channel estimator. The receiver receives the reference signal. The channel estimator determines first channel estimates for regions in which reference signals are located. The channel estimator determines second channel estimates of the remaining regions by interpolating the first channel estimates. The method of interpolation is determined based on at least one of a Doppler frequency of a channel and a channel quality.

다양한 실시 예들에 따르면, 시간에 따라 빠르게 변화하는 채널에서 최적의 추정 기법에 근접한 성능이 달성될 수 있다.According to various embodiments, performance close to the optimal estimation technique may be achieved in a channel that changes rapidly with time.

본 개시에 대한 보다 완전한 이해를 위해 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명이 이루어진다. 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 수신단의 블록 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 수신단의 통신부의 블록 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 기준 신호(reference signal)들을 도시한다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 채널 추정에 사용되는 CRS 패턴을 도시한다.
도 6a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기준 신호 기반 채널 추정 방법에 대해 도시한다.
도 6b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 시간에 따라 변화하는 채널의 구현 및 선형 보간에 의한 채널 추정치를 도시한다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기준 신호를 이용한 채널 추정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 베이시스 확장 모델(basis expansion model, BEM)을 이용한 채널 추정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 BEM의 개수가 이동 속도에 따라 적응적으로 선택되는 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 BEM의 개수가 적응적으로 선택되는 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 단계적 직교 매칭 퍼슛(stagewise orthogonal matching pursuit, StOMP) 알고리즘을 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM을 이용한 StOMP 알고리즘을 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM을 이용한 StOMP 알고리즘을 수행하는 수신단의 동작의 흐름도이다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM을 이용한 블록 StOMP 알고리즘을 도시한다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM을 이용한 블록 stOMP을 수행하는 수신단의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 16a 및 도 16b는 IDFT 기반 채널 추정 및 StOMP 알고리즘을 이용한 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프를 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 IDFT, StOMP 알고리즘, 및 LP BEM을 결합한 StOMP를 이용한 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프를 도시한다.
도 18a 및 도 18b는 IDFT, StOMP 알고리즘, 및 LP BEM을 결합한 블록 StOMP를 이용한 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프를 도시한다.
도 19a 내지 도 19c는 무선 통신 시스템에서 송신 안테나의 개수에 따른 기준 신호 패턴을 도시한다.
도 20a 내지 도 20c는 MIMO 시스템에서 송신 안테나의 개수가 4개일 때, OFDM 심볼의 영역마다 이용되는 기준 신호 패턴을 도시한다.
도 21a는 MIMO 시스템에서 채널 추정을 위한 StOMP 알고리즘의 동작을 도시한다.
도 21b 내지 도 21c는 MIMO 시스템에서 여러 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프를 도시한다.
도 22a 내지 도 22d는 MIMO 시스템에서 송신 안테나의 개수가 4개일 때, OFDM 심볼의 영역마다 이용되는 기준 신호 패턴을 도시한다.
도 23은 MIMO 시스템에서 본 개시의 실시 예에 따른 StOMP 알고리즘의 동작을 도시한다.
도 24는 MIMO 시스템에서 본 개시의 실시 예에 따른 채널 추정을 위한 흐름도를 도시한다.
도 25는 MIMO 시스템에서 본 개시의 실시 예에 따른 블록 StOMP 알고리즘의 동작을 도시한다.
도 26a 내지 도 26b는 MIMO 시스템에서 여러 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프를 도시한다.
For a more complete understanding of the present disclosure, the following detailed description is made with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numbers indicate like elements.
1 schematically illustrates a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
2 illustrates a block configuration of a receiving end according to an embodiment of the present disclosure.
3 illustrates a block configuration of a communication unit of a receiving end according to an embodiment of the present disclosure.
4 illustrates reference signals of a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
5 illustrates a CRS pattern used for channel estimation according to an embodiment of the present disclosure.
6A illustrates a reference signal-based channel estimation method according to an embodiment of the present disclosure.
6B illustrates an implementation of a time-varying channel and a channel estimate by linear interpolation according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a flowchart illustrating a channel estimation method using a reference signal according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a flowchart illustrating a channel estimation method using a basis expansion model (BEM) according to an embodiment of the present disclosure.
9 is a flowchart in which the number of BEMs is adaptively selected according to a moving speed according to an embodiment of the present disclosure.
10 is a flowchart in which the number of BEMs is adaptively selected according to an embodiment of the present disclosure.
11 illustrates a stagewise orthogonal matching pursuit (StOMP) algorithm according to various embodiments of the present disclosure.
12 illustrates a StOMP algorithm using BEM according to various embodiments of the present disclosure.
13 is a flowchart of an operation of a receiving end performing a StOMP algorithm using BEM according to various embodiments of the present disclosure.
14 illustrates a block StOMP algorithm using BEM according to various embodiments of the present disclosure.
15 is a flowchart illustrating an operation of a receiving end performing block stOMP using BEM according to various embodiments of the present disclosure.
16A and 16B show graphs of BLER performance according to an IDFT-based channel estimation and a channel estimation technique using a StOMP algorithm.
17A and 17B show graphs of BLER performance according to a channel estimation technique using StOMP combining IDFT, StOMP algorithm, and LP BEM.
18A and 18B show graphs of BLER performance according to a channel estimation technique using block StOMP combining IDFT, StOMP algorithm, and LP BEM.
19A to 19C show reference signal patterns according to the number of transmit antennas in a wireless communication system.
20A to 20C show reference signal patterns used for each OFDM symbol area when the number of transmit antennas is 4 in a MIMO system.
21A shows the operation of the StOMP algorithm for channel estimation in a MIMO system.
21B to 21C show graphs of BLER performance according to various channel estimation techniques in a MIMO system.
22A to 22D show reference signal patterns used for each OFDM symbol area when the number of transmit antennas is 4 in a MIMO system.
23 illustrates the operation of the StOMP algorithm according to an embodiment of the present disclosure in a MIMO system.
24 is a flowchart illustrating a channel estimation according to an embodiment of the present disclosure in a MIMO system.
25 illustrates an operation of a block StOMP algorithm according to an embodiment of the present disclosure in a MIMO system.
26A to 26B show graphs of BLER performance according to various channel estimation techniques in a MIMO system.

이하의 첨부된 도면을 참고하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시의 설명에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The operating principle of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings below. In the following description of the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 채널 추정을 위한 기술에 대해 설명한다. Hereinafter, the present disclosure describes a technique for channel estimation in a wireless communication system.

이하 설명에서 사용되는 기준 신호를 지칭하는 용어, 채널 추정치를 지칭하는 용어, 장치의 동작들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다. Terms that refer to a reference signal, a term that refers to a channel estimate, a term that refers to operations of an apparatus, and a term that refer to components of an apparatus used in the following description are exemplified for convenience of description. Accordingly, the present invention is not limited to the terms described below, and other terms having equivalent technical meanings may be used.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.For convenience of description below, some terms and names defined in the 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (3GPP LTE) standard may be used. However, the present invention is not limited by the terms and names, and may be equally applied to systems conforming to other standards.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템 100을 개략적으로 도시한다. 도 1을 참고하면, 무선 통신 시스템 100은 송신단 110 및 수신단 120을 포함한다. 비록, 도 1에서 송신단 110 및 수신단 120이 별개의 개체인 것으로 묘사되나, 송신단 110 및 수신단 120은 모두 송신 및 수신 동작을 모두 수행하도록 송수신단으로 구성될 수 있다. 또한, 비록 도 1에서는 무선 통신 시스템 100이 하나의 송신단 110 및 하나의 수신단 120만을 포함하는 것으로 묘사되나, 무선 통신 시스템 100은 다수의 송신단 110 및 수신단 120을 포함할 수 있다.1 schematically illustrates a wireless communication system 100 according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 1 , a wireless communication system 100 includes a transmitter 110 and a receiver 120 . Although the transmitter 110 and the receiver 120 are depicted as separate entities in FIG. 1, both the transmitter 110 and the receiver 120 may be configured as a transmitter/receiver to perform both transmission and reception operations. Also, although the wireless communication system 100 is depicted as including only one transmitting end 110 and one receiving end 120 in FIG. 1 , the wireless communication system 100 may include a plurality of transmitting end 110 and receiving end 120 .

도 1의 송신단 110 및 수신단 120은 무선 네트워크를 통해 신호를 송신 또는 수신하여 통신할 수 있는 장치를 지칭한다. 송신단 110 및 수신단 120은 이동국(mobile station), 사용자 장치(user equipment), 가입자 스테이션(subscriber station), 원격 단말(remote terminal), 무선 단말(wireless terminal)과 같은 용어에 의해 지칭될 수 있다. 또한, 송신단 110 및 수신단 120은 기지국(base station), eNB(enhanced NodeB), 액세스 포인트(access point, AP)와 같은 용어에 의해 지칭 될 수 있다. 송신단 110 및 수신단 120은 휴대전화 또는 스마트폰과 같은 이동성 장치, 또는 데스크탑 컴퓨터와 같은 정지된 장치일 수 있다.The transmitter 110 and the receiver 120 of FIG. 1 refer to devices capable of communicating by transmitting or receiving a signal through a wireless network. The transmitter 110 and the receiver 120 may be referred to by terms such as a mobile station, user equipment, subscriber station, remote terminal, and wireless terminal. In addition, the transmitter 110 and the receiver 120 may be referred to by terms such as a base station, an enhanced NodeB (eNB), and an access point (AP). The transmitting end 110 and the receiving end 120 may be a mobile device such as a mobile phone or a smart phone, or a stationary device such as a desktop computer.

도 1의 무선 통신의 프로토콜(protocol)은 LTE(long term evolution), LTE-A(LTE-Advanced), WiBro(Wireless Broadband), GSM(Global System for Mobile Communication)과 같은 셀룰러(cellular) 통신을 포함할 수 있고, 또한 WiFi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication)과 같은 근거리 통신을 포함할 수 있다.The protocol of wireless communication of FIG. 1 includes cellular communication such as long term evolution (LTE), LTE-Advanced (LTE-A), Wireless Broadband (WiBro), and Global System for Mobile Communication (GSM). and may also include short-distance communication such as WiFi (Wireless Fidelity), Bluetooth (Bluetooth), and NFC (Near Field Communication).

도 1의 송신단 110 및 수신단 120은 다중화 방식에 있어서, 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 방식을 이용하여 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 또한, 송신단 110 및 수신단 120은 코드 분할 다중 접속(code division multiple access, CDMA), 주파수 분할 다중 접속(frequency division multiple access, FDMA), 또는 시 분할 다중 접속(time division multiple access, TDMA)을 이용하여 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.The transmitter 110 and the receiver 120 of FIG. 1 may transmit or receive a signal using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme in the multiplexing scheme. In addition, the transmitting end 110 and the receiving end 120 using code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), or time division multiple access (TDMA) using It can transmit or receive signals.

도 1의 송신단 110 및 수신단 120은 단일의, 또는 복수의 안테나를 포함할 수 있으며, 이에 따라 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output, MIMO), 다중 입력 단일 출력(multiple-input single-output, MISO), 단일 입력 다중 출력(single-input multiple-output, SIMO), 또는 단일 입력 단일 출력(single-input single-output, SISO)등의 송신 또는 수신 기법이 적용될 수 있다. 이하, 본 개시는 설명의 편의를 위해 송신단 110 및 수신단 120에서 단일한 입력 및 출력 안테나를 갖는 SISO 시스템과 MIMO 시스템에 대하여 설명할 것이다. 그러나, 본 발명이 SISO 시스템과 MIMO 시스템에 한정되는 것이 아니며, 다양한 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다.The transmitting terminal 110 and the receiving terminal 120 of FIG. 1 may include a single or a plurality of antennas, and accordingly, multiple-input multiple-output (MIMO), multiple-input single-output (multi-input single-output) , MISO), single-input multiple-output (SIMO), or single-input single-output (SISO) transmission or reception techniques may be applied. Hereinafter, the present disclosure will describe a SISO system and a MIMO system having single input and output antennas at the transmitting end 110 and the receiving end 120 for convenience of description. However, the present invention is not limited to the SISO system and the MIMO system, and may be implemented in various wireless communication systems.

도 1의 무선 채널은 신호가 송신 또는 수신되는 경로로서, 채널은 산란체(scatterer), 반사체(reflector) 등에 의해 신호가 산란, 반사, 굴절됨으로써 시간 영역에서 지연되거나 다중 경로를 통해 전송될 수 있다. 또한, 송신단 110 또는 수신단 120의 이동에 의해 도플러 효과(Doppler effect)의 영향을 받아 도플러 시프트(Doppler shift) 현상, 즉 수신단 120에서 수신된 신호의 주파수가 송신단 110에서 송신될 때의 주파수와 다를 수 있다. 시간에 따라서 위와 같은 채널의 변화가 빠르게 일어나는 채널은 고속 페이딩(fast fading) 채널로 지칭될 수 있다.The wireless channel of FIG. 1 is a path through which a signal is transmitted or received, and the channel is delayed in the time domain by scattering, reflecting, or refracting a signal by a scatterer, a reflector, etc. or may be transmitted through multiple paths. . In addition, due to the Doppler effect by the movement of the transmitter 110 or the receiver 120, a Doppler shift phenomenon, that is, the frequency of the signal received at the receiver 120 may be different from the frequency when transmitted from the transmitter 110 have. A channel in which the above-described channel change occurs rapidly over time may be referred to as a fast fading channel.

본 개시의 다양한 실시 예는 상술한 바와 같이 시간에 따라서 빠르게 변하거나 정지된 채널에 대해 적응적으로 채널 추정 방법을 선택하는 방법을 제공한다.Various embodiments of the present disclosure provide a method for adaptively selecting a channel estimation method for a channel that is rapidly changing with time or is stopped as described above.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 수신단 120의 블록 구성을 도시한다. 이하 사용되는 '~부', '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.2 illustrates a block configuration of a receiving terminal 120 according to various embodiments of the present disclosure. Terms such as '~ unit' and '~ group' used below mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.

도 2를 참고하면, 수신단 120은 통신부 210, 제어부 220 및 저장부 230을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the receiving terminal 120 includes a communication unit 210 , a control unit 220 , and a storage unit 230 .

통신부 210은 무선 채널을 통해 신호를 수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 210은 RF(radio frequency) 신호의 수신, 주파수 변환, 복조, 복호, 순환 전치(cyclic prefix, CP) 제거, 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT), 채널 추정, 등화(equalizing) 등을 수행할 수 있다. 특히, 통신부 210은 무선 통신 시스템 100의 무선 채널에 대한 채널 추정을 위한 채널 추정부 212를 포함할 수 있다. 통신부 210은 추가적으로 제어부 220에서 처리된 신호를 다른 노드로 송신하는 기능을 수행할 수 있다.The communication unit 210 performs functions for receiving a signal through a wireless channel. For example, the communication unit 210 may be configured to receive a radio frequency (RF) signal, frequency transform, demodulate, decode, remove a cyclic prefix (CP), fast Fourier transform (FFT), channel estimation, and equalizing ) and so on. In particular, the communication unit 210 may include a channel estimator 212 for estimating a channel for a radio channel of the wireless communication system 100 . The communication unit 210 may additionally perform a function of transmitting the signal processed by the control unit 220 to another node.

제어부 220은 수신단 120의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 220은 통신부 210를 통해 신호를 수신한다. 또한, 제어부 220은 저장부 230에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 220은 적어도 하나의 프로세서(processor), 마이크로프로세서(microprocessor), 또는 마이크로컨트롤러(microcontroller)를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다.The controller 220 controls overall operations of the receiver 120. For example, the control unit 220 receives a signal through the communication unit 210 . In addition, the control unit 220 writes and reads data in the storage unit 230 . To this end, the controller 220 may include at least one processor, a microprocessor, or a microcontroller, or may be a part of the processor.

저장부 230은 수신단 120의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 예를 들어, 저장부 230은 제어부 220에서 처리된 데이터를 저장하기 위한 기능들을 수행한다. 저장부 230은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 저장부 230은 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등을 포함할 수 있다.The storage unit 230 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the receiving terminal 120 . For example, the storage unit 230 performs functions for storing data processed by the control unit 220 . The storage unit 230 may be configured as a volatile memory, a non-volatile memory, or a combination of a volatile memory and a non-volatile memory. For example, the storage unit 230 may include a random access memory (RAM), a flash memory, or the like.

도 2에서, 수신단 120이 통신부 210, 제어부 220, 저장부 230을 포함하는 것으로 도시되었다. 다른 실시 예에 따라, 수신단 120은 상술된 구성 외에 추가적인 구성을 더 포함할 수 있다.In FIG. 2 , the receiving terminal 120 is illustrated to include a communication unit 210 , a control unit 220 , and a storage unit 230 . According to another embodiment, the receiving terminal 120 may further include an additional configuration in addition to the aforementioned configuration.

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 수신단 120의 통신부 210의 블록 구성을 도시한다. 도 3을 참고하면, 통신부 210은 RF 수신부 312, OFDM 복조부 314, 신호 디맵퍼(demapper) 316, 등화부 318, 및 채널 추정부 212를 포함할 수 있다.3 illustrates a block configuration of the communication unit 210 of the receiving terminal 120 according to various embodiments of the present disclosure. Referring to FIG. 3 , the communication unit 210 may include an RF receiver 312 , an OFDM demodulator 314 , a signal demapper 316 , an equalizer 318 , and a channel estimator 212 .

RF 수신부 312는 무선 채널로부터 RF 신호를 수신하는 기능을 수행할 수 있다. RF 수신부 312는 안테나를 통해 RF 신호를 수신할 수 있으며, 안테나는 단일 또는 다중 안테나일 수 있다.The RF receiver 312 may perform a function of receiving an RF signal from a wireless channel. The RF receiver 312 may receive an RF signal through an antenna, and the antenna may be a single or multiple antennas.

OFDM 복조부 314는 송신단 110에서 삽입된 CP를 제거하고 FFT를 수행할 수 있다. CP는 OFDM 시스템에서 직교 주파수의 신호들 간의 간섭 및 무선 채널에서의 시간 확산에 따른 주파수 직교성 손실을 방지하기 위해서 추가된 신호이다.The OFDM demodulator 314 may remove the CP inserted in the transmitter 110 and perform FFT. CP is a signal added to prevent interference between signals of orthogonal frequencies and loss of frequency orthogonality due to time spread in a radio channel in the OFDM system.

신호 디맵퍼 316은 OFDM 복조부 314를 통해 출력된 주파수 영역의 신호를 OFDM 심볼(symbol) 및 자원요소(resource element, RE)에 디맵핑(de-mapping)하는 기능을 수행할 수 있다.The signal demapper 316 may perform a function of de-mapping the signal in the frequency domain output through the OFDM demodulator 314 to an OFDM symbol and a resource element (RE).

등화부 318은 심볼 간의 간섭(inter symbol interference, ISI)이나 채널의 잡음에 따른 오차를 보상하는 기능을 수행할 수 있다.The equalizer 318 may perform a function of compensating for an error caused by inter symbol interference (ISI) or channel noise.

채널 추정부 212는 신호 디맵퍼 316으로부터 기준 신호를 추출하고 기준 신호를 이용하여 채널 추정을 수행하고, 출력 데이터를 등화부 318로 전송할 수 있다. 채널 추정부는 시간 영역 또는 주파수 영역에서의 채널 추정을 위해 IFFT 처리부 또는 FFT 처리부를 포함할 수 있다. 채널 추정부는 추가적으로, 기준 신호(reference signal) 또는 파일럿 신호(pilot signal)을 추출하기 위한 모듈(module)을 포함할 수 있다.The channel estimator 212 may extract a reference signal from the signal demapper 316, perform channel estimation using the reference signal, and transmit output data to the equalizer 318 . The channel estimator may include an IFFT processor or an FFT processor for channel estimation in a time domain or a frequency domain. The channel estimator may additionally include a module for extracting a reference signal or a pilot signal.

비록 도 3에서 채널 추정부 212와 등화부 318은 별개의 구성인 것으로 도시되나, 다양한 실시 예에 따라 채널 추정부 212는 등화부 318에 포함되거나 동일한 구성으로서 상술된 기능들을 수행할 수 있다. Although the channel estimator 212 and the equalizer 318 are illustrated as separate components in FIG. 3 , the channel estimator 212 may be included in the equalizer 318 or perform the above-described functions as the same component according to various embodiments.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 LTE의 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB) 400 및 CRS(cell-reference signal) 0이 차지하는 RE의 위치를 도시한다. 이하의 설명에서는, 설명의 간단함을 위해 송신단 110을 기지국의 송신단, 수신단 120을 사용자 장치(user equipment, UE)의 수신단으로 가정하며, 송신단에서 전송되는 신호는 하향링크(downlink, DL) 신호로 설명한다. 다만, 본 개시가 이러한 경우에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 본 개시는 LTE 상향링크 사운딩(sounding) 신호에 대해서도 적용될 수 있다. 4 illustrates a location of an RE occupied by a physical resource block (PRB) 400 and a cell-reference signal (CRS) 0 of LTE according to various embodiments of the present disclosure. In the following description, for simplicity of explanation, it is assumed that the transmitter 110 is the transmitter of the base station and the receiver 120 is the receiver of a user equipment (UE), and a signal transmitted from the transmitter is a downlink (DL) signal. Explain. However, the present disclosure is not limited to this case. For example, the present disclosure may also be applied to an LTE uplink sounding signal.

무선 채널 상에는 다수의 산란체(scatterer) 또는 반사체(reflector) 들로 이루어진 클러스터(cluster)들이 존재한다. 결국 수신단은 송신단으로부터 전송된 신호를 무선 채널 상의 다중 경로를 통해 수신하게 된다. LTE DL OFDM 심볼(symbol)은 유효(net) OFDM 심볼 앞에 CP를 가지고 있어서 수신단에서 CP를 제거하고, FFT 크기만큼의 샘플(sample)을 취했을 때, 심볼간 간섭(inter symbol interferenece)이 발생하지 않는다. LTE에서는 1ms 길이의 시간에 대해 하나의 서브프레임(subframe)으로 정의하며, 1개의 서브프레임은 다수의 물리 자원 블록(physical resource block, PRB)를 포함한다. 1개의 PRB는, CP의 유형이 일반적인 CP인 경우, 시간 영역에서는 14개의 OFDM 심볼, 그리고 주파수 영역에서는 12개의 자원요소(resource element, RE)로 구성된다. 그리하여, 1개의 PRB는 168개의 RE를 포함한다. Clusters of a plurality of scatterers or reflectors exist on the radio channel. As a result, the receiving end receives the signal transmitted from the transmitting end through multiple paths on a radio channel. Since the LTE DL OFDM symbol has a CP in front of the effective (net) OFDM symbol, when the CP is removed at the receiving end and a sample equal to the size of the FFT is taken, inter symbol interference does not occur. . In LTE, it is defined as one subframe for a time of 1 ms length, and one subframe includes a plurality of physical resource blocks (PRBs). One PRB is composed of 14 OFDM symbols in the time domain and 12 resource elements (REs) in the frequency domain when the CP type is a general CP. Thus, one PRB includes 168 REs.

수신단이 수신된 신호에 대해 동기 복조(coherent demodulation)을 하기 위해서, 기지국은 셀 기준 신호(cell-specific reference signal, CRS)를 이용하며, 각 송신 안테나 포트는 CRS와 디스조인트(disjoint)하게 연관된다. LTE 표준은 1개, 2개 및 4개의 CRS 포트를 지원한다. 사용자 장치(user equipment, UE) 또는 수신단은 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH)을 복조하는 과정에서 기지국의 포트 개수를 알 수 있다. 수신단에서 CP를 제거하고 취한 시간 영역에서의 N개의 FFT 샘플에 대해 FFT를 수행하면, 주파수 영역에서 CRS가 할당된 특정 RE에서의 수신 신호를 획득할 수 있다. 도 4에서는 LTE CRS 0이 차지하는 RE의 위치가 도시된다.In order for the receiving end to perform coherent demodulation on the received signal, the base station uses a cell-specific reference signal (CRS), and each transmit antenna port is disjointly associated with the CRS. . The LTE standard supports 1, 2 and 4 CRS ports. A user equipment (UE) or a receiving end may know the number of ports of a base station in a process of demodulating a physical broadcast channel (PBCH). If the receiving end removes the CP and performs FFT on N FFT samples in the taken time domain, it is possible to obtain a reception signal in a specific RE to which CRS is allocated in the frequency domain. In FIG. 4, the location of the RE occupied by LTE CRS 0 is shown.

CP의 길이는 무선 채널에서 신호가 겪는 다중경로(multipath)의 최대 지연길이보다 크게 잡는데, 일반적인 CP인 경우, 14개의 OFDM 심볼 중에서 0번 및 7번 OFDM 심볼의 CP 길이는 5.208us이며, 나머지 OFDM 심볼의 CP 길이는 4.6865us이다. 10MHz의 시스템 대역폭(system bandwidth)의 경우, 칩(FFT 샘플) 간격은 65.104ns 이며, 이때 상술된 OFDM 심볼의 CP의 길이는 각각 80 칩 및 72 칩에 각각 해당한다. 일반적인 야외 환경, 또는 무선 채널 환경에서 UE가 겪는 여러 채널 중에 ETU(enhenced typical urban)로 정의된 채널이 있다. ETU에 따르면 지연 확산(delay spread)값은 각각 5us에 해당하며, 지연 확산 값은 0번 및 7번 OFDM 심볼의 CP의 길이보다 짧고, 나머지 OFDM 심볼 CP의 길이보다 긴 것을 알 수 있다. ETU는 9개의 다중경로로 이루어진 채널이다. 즉, 무선 채널은 지연 확산 값이 대략 OFDM CP 길이 이내에 들어오고 채널 탭이 희소(sparse)하게 생성된다.The length of the CP is set to be larger than the maximum delay length of multipath experienced by a signal in the radio channel. In the case of a general CP, the CP length of OFDM symbols 0 and 7 among 14 OFDM symbols is 5.208us, and the remaining OFDM The CP length of the symbol is 4.6865us. In the case of a system bandwidth of 10 MHz, the chip (FFT sample) interval is 65.104 ns, and the CP length of the above-described OFDM symbol corresponds to 80 chips and 72 chips, respectively. There is a channel defined as an enhanced typical urban (ETU) among several channels experienced by the UE in a general outdoor environment or a radio channel environment. According to the ETU, the delay spread value corresponds to 5 us, respectively, and it can be seen that the delay spread value is shorter than the length of the CPs of OFDM symbols 0 and 7 and longer than the length of the CPs of the remaining OFDM symbols. ETU is a channel consisting of 9 multipaths. That is, in the radio channel, the delay spread value comes within approximately the OFDM CP length and the channel taps are sparsely generated.

실제 수신 신호가 겪는 채널은 기지국의 송신 필터, 희소한 무선 채널, 수신 필터의 조합에 의해 생성되며, 본 문서에서는 1개의 서브프레임 내에서 시간에 따라 변화하는 채널을 가정한다.A channel experienced by an actual reception signal is generated by a combination of a transmission filter of a base station, a sparse radio channel, and a reception filter, and in this document, it is assumed that the channel changes with time within one subframe.

이하 단일 안테나 시스템, 또는 SISO 시스템에서의 채널 추정 기법에 관하여 설명한다.Hereinafter, a channel estimation technique in a single antenna system or a SISO system will be described.

아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)에서 샘플링된 수신 신호의 타이밍

Figure 112016033314050-pat00001
에서
Figure 112016033314050-pat00002
번째 채널 탭 값인
Figure 112016033314050-pat00003
은 이하의 수학식 1과 같이 표현된다.Timing of the sampled received signal from an analog-to-digital converter (ADC)
Figure 112016033314050-pat00001
at
Figure 112016033314050-pat00002
The second channel tap value
Figure 112016033314050-pat00003
is expressed as in Equation 1 below.

Figure 112016033314050-pat00004
Figure 112016033314050-pat00004

여기서

Figure 112016033314050-pat00005
은 ADC에서 샘플링된 수신 신호의 타이밍
Figure 112016033314050-pat00006
에서
Figure 112016033314050-pat00007
번째 채널 탭 값,
Figure 112016033314050-pat00008
는 희소한 무선 채널의 다중경로의 개수,
Figure 112016033314050-pat00009
는 칩 길이,
Figure 112016033314050-pat00010
는 수신 신호의 타이밍
Figure 112016033314050-pat00011
에서
Figure 112016033314050-pat00012
번째 경로의 계수이며,
Figure 112016033314050-pat00013
Figure 112016033314050-pat00014
번째 경로의 딜레이(delay)이고,
Figure 112016033314050-pat00015
라고 할 때,
Figure 112016033314050-pat00016
Figure 112016033314050-pat00017
는 각각
Figure 112016033314050-pat00018
Figure 112016033314050-pat00019
으로 정의된다.
Figure 112016033314050-pat00020
는 시간
Figure 112016033314050-pat00021
에서 송신 필터 및 수신 필터에 의한 합성 필터(composite filter)이며,
Figure 112016033314050-pat00022
Figure 112016033314050-pat00023
길이를 가진다고 가정한다.
Figure 112016033314050-pat00024
은 지연 확산 값으로
Figure 112016033314050-pat00025
으로 표현된다.
Figure 112016033314050-pat00026
은 크로네커 델타(Kronecker delta)이다. ADC 샘플 공간(ADC sample space)에서 바라본 타이밍
Figure 112016033314050-pat00027
에서
Figure 112016033314050-pat00028
번째채널 탭
Figure 112016033314050-pat00029
Figure 112016033314050-pat00030
번째 다중경로가 기여하는 성분은
Figure 112016033314050-pat00031
중에서
Figure 112016033314050-pat00032
일 때,
Figure 112016033314050-pat00033
이다.
Figure 112016033314050-pat00034
Figure 112016033314050-pat00035
인 경우, 이하의 수학식 2를 만족하게 하는 상수이다.here
Figure 112016033314050-pat00005
is the timing of the received signal sampled by the ADC
Figure 112016033314050-pat00006
at
Figure 112016033314050-pat00007
second channel tap value,
Figure 112016033314050-pat00008
is the number of multipaths in the sparse radio channel,
Figure 112016033314050-pat00009
is the chip length,
Figure 112016033314050-pat00010
is the timing of the received signal
Figure 112016033314050-pat00011
at
Figure 112016033314050-pat00012
is the coefficient of the th path,
Figure 112016033314050-pat00013
Is
Figure 112016033314050-pat00014
is the delay of the th path,
Figure 112016033314050-pat00015
when said,
Figure 112016033314050-pat00016
and
Figure 112016033314050-pat00017
is each
Figure 112016033314050-pat00018
and
Figure 112016033314050-pat00019
is defined as
Figure 112016033314050-pat00020
is the time
Figure 112016033314050-pat00021
It is a composite filter by a transmit filter and a receive filter in
Figure 112016033314050-pat00022
Is
Figure 112016033314050-pat00023
Assume that it has a length.
Figure 112016033314050-pat00024
is the delay spread value.
Figure 112016033314050-pat00025
is expressed as
Figure 112016033314050-pat00026
is the Kronecker delta. Timing as seen from ADC sample space
Figure 112016033314050-pat00027
at
Figure 112016033314050-pat00028
second channel tab
Figure 112016033314050-pat00029
to
Figure 112016033314050-pat00030
The component contributed by the second multipath is
Figure 112016033314050-pat00031
Between
Figure 112016033314050-pat00032
when,
Figure 112016033314050-pat00033
to be.
Figure 112016033314050-pat00034
Is
Figure 112016033314050-pat00035
In the case of , it is a constant that satisfies Equation 2 below.

Figure 112016033314050-pat00036
Figure 112016033314050-pat00036

여기서

Figure 112016033314050-pat00037
는 기대값(expectation),
Figure 112016033314050-pat00038
은 ADC에서 샘플링된 수신 신호의 타이밍
Figure 112016033314050-pat00039
에서
Figure 112016033314050-pat00040
번째 채널 탭 값,
Figure 112016033314050-pat00041
은 지연 확산값이다.here
Figure 112016033314050-pat00037
is the expected value,
Figure 112016033314050-pat00038
is the timing of the received signal sampled by the ADC
Figure 112016033314050-pat00039
at
Figure 112016033314050-pat00040
second channel tap value,
Figure 112016033314050-pat00041
is the delay spread value.

수학식 1에서

Figure 112016033314050-pat00042
Figure 112016033314050-pat00043
의 선형 중첩으로 표현되므로, 벡터
Figure 112016033314050-pat00044
Figure 112016033314050-pat00045
Figure 112016033314050-pat00046
Figure 112016033314050-pat00047
으로 정의하면,
Figure 112016033314050-pat00048
을 이하의 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.in Equation 1
Figure 112016033314050-pat00042
silver
Figure 112016033314050-pat00043
Since it is expressed as a linear superposition of
Figure 112016033314050-pat00044
and
Figure 112016033314050-pat00045
second
Figure 112016033314050-pat00046
and
Figure 112016033314050-pat00047
If defined as
Figure 112016033314050-pat00048
can be expressed as in Equation 3 below.

Figure 112016033314050-pat00049
Figure 112016033314050-pat00049

여기서

Figure 112016033314050-pat00050
은 누출 행렬(leakage matrix)로 불리며, 수학식 1을 만족한다. 여기서 위 첨자
Figure 112016033314050-pat00051
는 전치(transpose)를 의미한다.here
Figure 112016033314050-pat00050
is called a leakage matrix, and satisfies Equation (1). superscript here
Figure 112016033314050-pat00051
means transpose.

기지국의 송신 안테나로부터 사용자 장치의 수신 안테나로 전송된 서브프레임

Figure 112016033314050-pat00052
의 CRS가 위치한 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00053
,
Figure 112016033314050-pat00054
의 RE
Figure 112016033314050-pat00055
에서의 수신신호를 생각할 수 있다. CRS 값은 기지국과 UE가 서로 알고 있으므로, 수신신호에서 CRS 값을 나눈 신호
Figure 112016033314050-pat00056
는 이하의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.A subframe transmitted from the transmit antenna of the base station to the receive antenna of the user equipment
Figure 112016033314050-pat00052
OFDM symbol where CRS of
Figure 112016033314050-pat00053
,
Figure 112016033314050-pat00054
RE of
Figure 112016033314050-pat00055
We can think of the received signal from Since the CRS value is known to the base station and the UE, a signal obtained by dividing the CRS value from the received signal
Figure 112016033314050-pat00056
can be expressed as in Equation 4 below.

Figure 112016033314050-pat00057
Figure 112016033314050-pat00057

여기서

Figure 112016033314050-pat00058
는 수신 신호에서 CRS 값을 나눈 신호,
Figure 112016033314050-pat00059
는 CRS가 위치한
Figure 112016033314050-pat00060
번째 OFDM 신호에서 RE
Figure 112016033314050-pat00061
에서의 잡음 신호이다. 잡음 신호
Figure 112016033314050-pat00062
의 분산(variance)을
Figure 112016033314050-pat00063
으로 정의한다.
Figure 112016033314050-pat00064
은 지연 확산 값이다. 한 개의 OFDM 심볼 구간 동안 채널이 변화하지 않는다고 가정하면,
Figure 112016033314050-pat00065
은 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00066
마다 채널 탭 값
Figure 112016033314050-pat00067
을 샘플링한 값이다. 도 4에서
Figure 112016033314050-pat00068
이 CRS가 위치한 OFDM 심볼이다. OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00069
에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수를
Figure 112016033314050-pat00070
라고 하고,
Figure 112016033314050-pat00071
을 수신 안테나의 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00072
에서 CRS가 위치한 주파수 영역 잡음을 오름차순으로 나열한 벡터라 하고,
Figure 112016033314050-pat00073
을 수신단에서 수신된 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00074
에서 CRS가 위치한 주파수 영역 수신 신호를 오름차순으로 나열한 벡터라 하자. 여기에서 수신단은 정확한
Figure 112016033314050-pat00075
을 모르므로, 통상적인 채널의 지연 확산 값이 최대 CP 길이
Figure 112016033314050-pat00076
라 가정하고, 송신 및 수신 필터에 의한 추가 지연 확산 값을 고려해서
Figure 112016033314050-pat00077
을 이하의 수학식 5와 같이 정한다.here
Figure 112016033314050-pat00058
is the signal obtained by dividing the CRS value from the received signal,
Figure 112016033314050-pat00059
is where the CRS is located
Figure 112016033314050-pat00060
RE in the second OFDM signal
Figure 112016033314050-pat00061
is the noise signal in noise signal
Figure 112016033314050-pat00062
the variance of
Figure 112016033314050-pat00063
to be defined as
Figure 112016033314050-pat00064
is the delay spread value. Assuming that the channel does not change during one OFDM symbol period,
Figure 112016033314050-pat00065
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00066
per channel tap value
Figure 112016033314050-pat00067
is the sampled value. 4 in
Figure 112016033314050-pat00068
This is the OFDM symbol in which the CRS is located. OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00069
The total number of REs occupied by CRS in
Figure 112016033314050-pat00070
say,
Figure 112016033314050-pat00071
is the OFDM symbol of the receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00072
Let the vector listing the frequency domain noise where the CRS is located in ascending order,
Figure 112016033314050-pat00073
OFDM symbol received at the receiving end
Figure 112016033314050-pat00074
Let it be a vector in which the frequency domain reception signal in which the CRS is located is arranged in ascending order. Here, the receiving end is
Figure 112016033314050-pat00075
Since we do not know, the delay spread value of a typical channel is the maximum CP length.
Figure 112016033314050-pat00076
, and considering the value of the additional delay spread by the transmit and receive filters,
Figure 112016033314050-pat00077
is determined as in Equation 5 below.

Figure 112016033314050-pat00078
Figure 112016033314050-pat00078

Figure 112016033314050-pat00079
은 지연 확산 값,
Figure 112016033314050-pat00080
는 최대 CP길이,
Figure 112016033314050-pat00081
는 송신 및 수신 필터에 의한 추가 지연 확산값이다.
Figure 112016033314050-pat00079
is the delay spread value,
Figure 112016033314050-pat00080
is the maximum CP length,
Figure 112016033314050-pat00081
is the value of the additional delay spread by the transmit and receive filters.

채널 임펄스 응답(channel impulse response, CIR) 벡터를

Figure 112016033314050-pat00082
로 정의하면, 수신 신호 벡터는 이하의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.Channel impulse response (CIR) vector
Figure 112016033314050-pat00082
If defined as , the received signal vector can be expressed as in Equation 6 below.

Figure 112016033314050-pat00083
Figure 112016033314050-pat00083

여기서

Figure 112016033314050-pat00084
은 수신 신호 벡터이고,
Figure 112016033314050-pat00085
은 CIR 벡터,
Figure 112016033314050-pat00086
은 잡음 벡터이며,
Figure 112016033314050-pat00087
Figure 112016033314050-pat00088
번째 행(row)과
Figure 112016033314050-pat00089
번째 열(column) (
Figure 112016033314050-pat00090
)의 엔트리(entry)를
Figure 112016033314050-pat00091
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00092
라 할 때, OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00093
에서 CRS가 위치한 RE의 부반송파 인덱스(subcarrier index)에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00094
의 행 벡터들 및 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00095
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이며,
Figure 112016033314050-pat00096
의 크기는
Figure 112016033314050-pat00097
이다. 도 4에 따르면, CRS 0이 존재하는 OFDM 심볼은 4개이고, CRS 0이 점유하는 RE의 부반송파 인덱스를 고려하면 이하의 수학식 7 및 8과 같다.here
Figure 112016033314050-pat00084
is the received signal vector,
Figure 112016033314050-pat00085
is the CIR vector,
Figure 112016033314050-pat00086
is the noise vector,
Figure 112016033314050-pat00087
silver
Figure 112016033314050-pat00088
the second row and
Figure 112016033314050-pat00089
the second column (
Figure 112016033314050-pat00090
) of the entry
Figure 112016033314050-pat00091
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00092
When , OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00093
Corresponding to the subcarrier index of the RE where the CRS is located in
Figure 112016033314050-pat00094
row vectors and column vectors of 0-to-column vectors
Figure 112016033314050-pat00095
is a submatrix of column vectors up to
Figure 112016033314050-pat00096
the size of
Figure 112016033314050-pat00097
to be. According to FIG. 4, there are 4 OFDM symbols in which CRS 0 exists, and the following Equations 7 and 8 are expressed in consideration of the subcarrier index of the RE occupied by CRS 0.

Figure 112016033314050-pat00098
Figure 112016033314050-pat00098

Figure 112016033314050-pat00099
Figure 112016033314050-pat00099

도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 채널 추정에 사용되는 CRS 패턴을 도시한다. 도 5에서는 하나의 서브프레임이 4개의 구간들로 분할될 수 있다. 예를 들면, 하나의 서브프레임은 도 5의 (a) 내지 (d)에서 각각 음영 표시된 부분과 같이 분할될 수 있다. 각 영역에서 상단에 튀어나온 선은 서브프레임 경계(boundary)를 의미한다. 도 5의 (a)에서 음영 표시된 영역의 4개의 OFDM 심볼들이 서브프레임

Figure 112016033314050-pat00100
에 위치해 있다고 하면, CRS가 위치하는 빗금 표시된 수신 RE가 채널 추정을 위해 이용되며, 서브프레임 및 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00101
이다. 도 5의 (b)에서 음영 표시된 영역의 3개의 OFDM 심볼들이 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00102
에 위치해 있다고 하면, CRS가 위치하는 빗금 표시된 수신 RE가 채널 추정을 위해 이용되며, 서브프레임 및 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00103
이다. 도 5의 (c)에서 음영 표시된 영역의 4개의 OFDM 심볼들이 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00104
에 위치해 있다고 하면, CRS가 위치하는 빗금 표시된 수신 RE가 채널 추정을 위해 이용되며, 서브프레임 및 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00105
이다. 도 5의 (d)에서 음영 표시된 영역의 3개의 OFDM 심볼들이 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00106
에 위치해 있다고 하면, CRS가 위치하는 빗금 표시된 수신 RE가 채널 추정을 위해 이용되며, 서브프레임 및 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00107
이다. 도 5에서는 음영 표시된 영역 내의 첫번째 OFDM 심볼 기준으로 최대 7 OFDM 심볼 지연까지 허용하여 채널 추정을 위해 CRS가 위치한 RE를 관측하였으나, 도 5는 단지 예시에 불과하다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따라 더 큰 심볼 지연이 허용될 수 있으며, 이러한 경우에도 본 개시의 내용이 적용될 수 있다.5 illustrates a CRS pattern used for channel estimation according to an embodiment of the present disclosure. In FIG. 5 , one subframe may be divided into four sections. For example, one subframe may be divided as shown in shaded portions in FIGS. 5A to 5D . A line protruding from the top in each area means a subframe boundary. 4 OFDM symbols in the shaded area in (a) of FIG. 5 are subframes
Figure 112016033314050-pat00100
If it is located in , the hatched received RE in which the CRS is located is used for channel estimation, and the subframe and symbol index are
Figure 112016033314050-pat00101
to be. In FIG. 5B, three OFDM symbols in the shaded area are subframes.
Figure 112016033314050-pat00102
If it is located in , the hatched received RE in which the CRS is located is used for channel estimation, and the subframe and symbol index are
Figure 112016033314050-pat00103
to be. 4 OFDM symbols in the shaded area in (c) of FIG. 5 are subframes
Figure 112016033314050-pat00104
If it is located in , the hatched received RE in which the CRS is located is used for channel estimation, and the subframe and symbol index are
Figure 112016033314050-pat00105
to be. 3 OFDM symbols in the shaded area in (d) of FIG. 5 are subframes
Figure 112016033314050-pat00106
If it is located in , the hatched received RE in which the CRS is located is used for channel estimation, and the subframe and symbol index are
Figure 112016033314050-pat00107
to be. In FIG. 5, the RE in which the CRS is located was observed for channel estimation by allowing up to 7 OFDM symbol delays based on the first OFDM symbol in the shaded area, but FIG. 5 is only an example. Accordingly, a larger symbol delay may be tolerated according to various embodiments, and even in this case, the contents of the present disclosure may be applied.

서브프레임

Figure 112016033314050-pat00108
의 표시된 영역의 채널 추정을 위해 CRS가 위치한 RE에서의 수신 신호에서 CRS 값을 나눈 수신 신호 벡터
Figure 112016033314050-pat00109
는 이하의 수학식 9와 같이 정의될 수 있다.subframe
Figure 112016033314050-pat00108
Received signal vector obtained by dividing the CRS value from the received signal at the RE where the CRS is located for channel estimation of the indicated area of
Figure 112016033314050-pat00109
may be defined as in Equation 9 below.

Figure 112016033314050-pat00110
Figure 112016033314050-pat00110

여기서

Figure 112016033314050-pat00111
는 수신 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00112
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00113
는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00114
는 잡음 벡터이다.here
Figure 112016033314050-pat00111
is the received signal vector,
Figure 112016033314050-pat00112
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00113
is the channel vector,
Figure 112016033314050-pat00114
is the noise vector.

도 5의 (a) 및 (c)의 경우,

Figure 112016033314050-pat00115
는 이하의 수학식 10과 같이 표현할 수 있다.In the case of (a) and (c) of Figure 5,
Figure 112016033314050-pat00115
can be expressed as in Equation 10 below.

Figure 112016033314050-pat00116
Figure 112016033314050-pat00116

여기서

Figure 112016033314050-pat00117
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00118
Figure 112016033314050-pat00119
번째 행(row)와
Figure 112016033314050-pat00120
번째 열(column) (
Figure 112016033314050-pat00121
)의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00122
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00123
라 할 때, OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00124
에서 CRS가 위치한 RE의 부반송파 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00125
의 행 벡터들 및 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00126
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이다.here
Figure 112016033314050-pat00117
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00118
silver
Figure 112016033314050-pat00119
the second row and
Figure 112016033314050-pat00120
the second column (
Figure 112016033314050-pat00121
) of the entry
Figure 112016033314050-pat00122
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00123
When , OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00124
Corresponding to the subcarrier index of the RE where the CRS is located in
Figure 112016033314050-pat00125
row vectors and column vectors of 0-to-column vectors
Figure 112016033314050-pat00126
Up to is a submatrix of column vectors.

도 5의 (b) 및 (d)의 경우,

Figure 112016033314050-pat00127
는 이하의 수학식 11과 같이 표현할 수 있다.In the case of (b) and (d) of Figure 5,
Figure 112016033314050-pat00127
can be expressed as in Equation 11 below.

Figure 112016033314050-pat00128
Figure 112016033314050-pat00128

여기서

Figure 112016033314050-pat00129
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00130
Figure 112016033314050-pat00131
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00132
번째 열 (
Figure 112016033314050-pat00133
)의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00134
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00135
라 할 때, OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00136
에서 CRS가 위치한 RE의 부반송파 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00137
의 행 벡터들 및 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00138
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이다.here
Figure 112016033314050-pat00129
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00130
silver
Figure 112016033314050-pat00131
second row and
Figure 112016033314050-pat00132
second column (
Figure 112016033314050-pat00133
) of the entry
Figure 112016033314050-pat00134
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00135
When , OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00136
Corresponding to the subcarrier index of the RE where the CRS is located in
Figure 112016033314050-pat00137
row vectors and column vectors of 0-to-column vectors
Figure 112016033314050-pat00138
Up to is a submatrix of column vectors.

도 5의 (a)의 음영 표시된 영역의 경우, 신호 벡터

Figure 112016033314050-pat00139
, 채널 응답 벡터
Figure 112016033314050-pat00140
, 및 잡음 벡터
Figure 112016033314050-pat00141
는 이하의 수학식 12 내지 14와 같이 정의될 수 있다.In the case of the shaded area in Fig. 5 (a), the signal vector
Figure 112016033314050-pat00139
, the channel response vector
Figure 112016033314050-pat00140
, and the noise vector
Figure 112016033314050-pat00141
may be defined as in Equations 12 to 14 below.

Figure 112016033314050-pat00142
Figure 112016033314050-pat00142

Figure 112016033314050-pat00143
Figure 112016033314050-pat00143

Figure 112016033314050-pat00144
Figure 112016033314050-pat00144

도 5의 (b)의 음영 표시된 영역의 경우, 신호 벡터

Figure 112016033314050-pat00145
, 채널 응답 벡터
Figure 112016033314050-pat00146
, 및 잡음 벡터
Figure 112016033314050-pat00147
는 이하의 수학식 15 내지 17과 같이 정의될 수 있다.In the case of the shaded area in Fig. 5 (b), the signal vector
Figure 112016033314050-pat00145
, the channel response vector
Figure 112016033314050-pat00146
, and the noise vector
Figure 112016033314050-pat00147
may be defined as in Equations 15 to 17 below.

Figure 112016033314050-pat00148
Figure 112016033314050-pat00148

Figure 112016033314050-pat00149
Figure 112016033314050-pat00149

Figure 112016033314050-pat00150
Figure 112016033314050-pat00150

도 5의 (c)의 음영 표시된 영역의 경우, 신호 벡터

Figure 112016033314050-pat00151
, 채널 응답 벡터
Figure 112016033314050-pat00152
, 및 잡음 벡터
Figure 112016033314050-pat00153
는 이하의 수학식 18 내지 20과 같이 정의될 수 있다.In the case of the shaded area in Fig. 5(c), the signal vector
Figure 112016033314050-pat00151
, the channel response vector
Figure 112016033314050-pat00152
, and the noise vector
Figure 112016033314050-pat00153
may be defined as in Equations 18 to 20 below.

Figure 112016033314050-pat00154
Figure 112016033314050-pat00154

Figure 112016033314050-pat00155
Figure 112016033314050-pat00155

Figure 112016033314050-pat00156
Figure 112016033314050-pat00156

도 5의 (d)의 음영 표시된 영역의 경우, 신호 벡터

Figure 112016033314050-pat00157
, 채널 응답 벡터
Figure 112016033314050-pat00158
, 및 잡음 벡터
Figure 112016033314050-pat00159
는 이하의 수학식 21 내지 23과 같이 정의될 수 있다.In the case of the shaded area in Fig. 5(d), the signal vector
Figure 112016033314050-pat00157
, the channel response vector
Figure 112016033314050-pat00158
, and the noise vector
Figure 112016033314050-pat00159
may be defined as in Equations 21 to 23 below.

Figure 112016033314050-pat00160
Figure 112016033314050-pat00160

Figure 112016033314050-pat00161
Figure 112016033314050-pat00161

Figure 112016033314050-pat00162
Figure 112016033314050-pat00162

도 5의 그리드 510, 520, 530 및 540 에서 음영 표시된 영역들에 대한 OFDM 심볼

Figure 112016033314050-pat00163
의 RE
Figure 112016033314050-pat00164
에서의 채널 주파수 응답(channel frequency response, CFR)은 이하의 수학식 24와 같이 정의될 수 있다.OFDM symbols for shaded areas in grids 510, 520, 530 and 540 of FIG. 5
Figure 112016033314050-pat00163
RE of
Figure 112016033314050-pat00164
A channel frequency response (CFR) in can be defined as in Equation 24 below.

Figure 112016033314050-pat00165
Figure 112016033314050-pat00165

Figure 112016033314050-pat00166
는 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00167
의 RE
Figure 112016033314050-pat00168
에서의 CFR,
Figure 112016033314050-pat00169
은 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00170
마다 채널 탭 값
Figure 112016033314050-pat00171
을 샘플링한 값이다.
Figure 112016033314050-pat00166
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00167
RE of
Figure 112016033314050-pat00168
CFR in
Figure 112016033314050-pat00169
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00170
per channel tap value
Figure 112016033314050-pat00171
is the sampled value.

본 개시의 다양한 실시 예에 따를 때, CFR

Figure 112016033314050-pat00172
의 추정치는 선형 최소 평균 제곱 오차(linear minimum mean square error, LMMSE) 방식을 이용해서 구할 수 있으며, 이하의 수학식 25와 같다.According to various embodiments of the present disclosure, CFR
Figure 112016033314050-pat00172
The estimated value of can be obtained using a linear minimum mean square error (LMMSE) method, and is expressed in Equation 25 below.

Figure 112016033314050-pat00173
Figure 112016033314050-pat00173

Figure 112016033314050-pat00174
은 CFR,
Figure 112016033314050-pat00175
은 CFR의 추정 값,
Figure 112016033314050-pat00176
는 기대 값,
Figure 112016033314050-pat00177
는 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00178
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00179
는 크기가 4NCRS인 단위 행렬, 윗 첨자 행렬의 H는 복소 공액 및 전치를 의미한다.
Figure 112016033314050-pat00174
Silver CFR,
Figure 112016033314050-pat00175
is an estimate of the CFR,
Figure 112016033314050-pat00176
is the expected value,
Figure 112016033314050-pat00177
is the signal vector,
Figure 112016033314050-pat00178
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00179
is the identity matrix of size 4N CRS , and H in the superscript matrix denotes complex conjugates and transposes.

상술된 바와 같이 채널 응답 벡터

Figure 112016033314050-pat00180
는 채널 탭이 희소하게 형성된 희소 행렬이다. 수학식 25의 LMMSE 방식을 이용한 CFR의 추정치는 채널 응답 벡터
Figure 112016033314050-pat00181
의 0이 아닌 엔트리의 위치를 수신기가 알고 있는 것을 내포하고 있다. 채널 응답 벡터
Figure 112016033314050-pat00182
의 0이 아닌 엔트리는
Figure 112016033314050-pat00183
의 서포트(support)로 지칭될 수 있다.Channel response vector as described above
Figure 112016033314050-pat00180
is a sparse matrix in which channel taps are sparsely formed. Estimation of CFR using the LMMSE method of Equation 25 is a channel response vector
Figure 112016033314050-pat00181
It implies that the receiver knows the location of the non-zero entry in . Channel Response Vector
Figure 112016033314050-pat00182
A non-zero entry in
Figure 112016033314050-pat00183
may be referred to as support of

실제의 수신단은 기지국의 전송 필터가 어떻게 만들어지거나 구성되는지 알 수 없다. 또한 실제의 수신단은 채널 탭의 서포트의 위치를 잡음이 있는 환경에서 정확히 알기 어려우며, LMMSE 추정기의 경우 채널의 2차 모멘트(second moment) 값을 알아야 위 추정치를 구할 수 있다. 따라서, 실제 수신단의 모뎀에서 구현이 용이한 채널 추정기가 요구될 수 있다.The actual receiving end does not know how the base station's transmit filter is made or configured. In addition, it is difficult for the actual receiver to know exactly the position of the channel tap support in a noisy environment, and in the case of the LMMSE estimator, the second moment value of the channel must be known to obtain the above estimate. Therefore, a channel estimator that is easy to implement in the modem of the actual receiving end may be required.

도 6a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 기준 신호 시간영역 보간(reference signal time interpolation, RSTI)을 이용한 역 이산 푸리에 변환(inverse discrete Fourier transform, IDFT) 기반 채널 추정에 대해 도시한다. 도 6a에서는 도 5의 (c)의 경우를 예로서 도시되나, 도 5의 (a) 내지 (d) 뿐만 아니라 확장된 서브프레임의 경우에도 적용될 수 있다. 도 6a에서 검정색으로 표시된 RE의 채널에 대한 정보는 시간 축에서 인접한 RE들에 위치한 2개의 디스크램블(descramble)된 신호들을 선형으로 보간함으로써 구할 수 있다. 이렇게 획득된 3개의 부반송파 간격으로 배치된 RE들에 위치한 수신 신호들은 시간 영역으로 변환되어 채널 추정이 수행된다. 잡음 제거 후, CFR의 추정치는 CIR 추정치를 주파수 영역으로 변환함으로써 획득된다. CRS가 위치하지 않는 OFDM 심볼의 CFR의 추정치는 2개의 인접한 CFR의 추정치를 선형 보간함으로써 획득된다.6A illustrates channel estimation based on inverse discrete Fourier transform (IDFT) using reference signal time interpolation (RSTI) according to various embodiments of the present disclosure. In FIG. 6A , the case of FIG. 5C is illustrated as an example, but may be applied to the case of the extended subframe as well as FIGS. 5A to 5D . Information on the channel of the RE indicated in black in FIG. 6A can be obtained by linearly interpolating two descrambled signals located in adjacent REs on the time axis. The received signals located in the REs arranged at intervals of three subcarriers obtained in this way are transformed into the time domain and channel estimation is performed. After denoising, an estimate of the CFR is obtained by transforming the CIR estimate into the frequency domain. An estimate of the CFR of an OFDM symbol in which the CRS is not located is obtained by linearly interpolating the estimates of two adjacent CFRs.

도 6b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 시간에 따라 변화하는 채널의 구현 및 선형 보간에 의한 채널 추정치를 도시한다. 도 6b는 제이크 모델(Jakes' model)을 따르고, 300Hz의 도플러(Doppler) 주파수를 가정한다. 300Hz의 도플러(Doppler) 주파수는 2.69GHz 대역 통신에서 120.4km/h로 이동하는 환경에 대응한다. 도 6b에서, 가로축은 시간이며, 하나의 샘플은 한 서브프레임 동안의 칩 구간을 의미한다. 도 6b에서 세로축은 dB 스케일의 전력을 의미한다. 수평한 실선은 CRS 또는 기준신호가 포함된 OFDM 심볼 구간을 나타내며, 수평한 실선 사이의 OFDM 심볼에서는 CRS가 존재하지 않는다. 곡선의 실선은 상술된 채널 모델에 따른 시간에 따른 전력을 나타낸다. 점선은 RSTI를 이용한 IFFT 기반 채널 추정 방식을 이용함으로써 CRS가 존재하는 OFDM 심볼 사이를 선형 보간한 결과를 나타낸다. 즉, 점선은 채널이 선형으로 변한다고 가정함으로써 채널을 추정한 결과인데, 점선과 실선과의 전력 차이가 크게는 2dB까지 나타나는 것을 알 수 있다. 따라서 시간에 따라서 빠르게 변하는 채널의 경우, 정교한 채널 추정을 위한 방법이 요구된다.6B illustrates an implementation of a time-varying channel and a channel estimate by linear interpolation according to various embodiments of the present disclosure. 6B follows Jakes' model and assumes a Doppler frequency of 300 Hz. The Doppler frequency of 300 Hz corresponds to the environment moving at 120.4 km/h in 2.69 GHz band communication. In FIG. 6B , the horizontal axis represents time, and one sample means a chip period during one subframe. In FIG. 6B , the vertical axis means power on a dB scale. The horizontal solid line indicates the OFDM symbol section including the CRS or reference signal, and there is no CRS in the OFDM symbol between the horizontal solid lines. The solid line of the curve represents the power over time according to the channel model described above. A dotted line indicates a result of linear interpolation between OFDM symbols in which CRSs exist by using an IFFT-based channel estimation method using RSTI. That is, the dotted line is the result of estimating the channel by assuming that the channel changes linearly, and it can be seen that the difference in power between the dotted line and the solid line is up to 2 dB. Therefore, in the case of a channel that changes rapidly with time, a method for sophisticated channel estimation is required.

먼저, 정지 채널을 가정하고 있을 때의 시스템 수식은 이하의 수학식 26과 같다.First, a system equation assuming a stop channel is as shown in Equation 26 below.

Figure 112016033314050-pat00184
Figure 112016033314050-pat00184

여기서

Figure 112016033314050-pat00185
는 수신 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00186
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00187
는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00188
는 잡음 벡터이다.here
Figure 112016033314050-pat00185
is the received signal vector,
Figure 112016033314050-pat00186
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00187
is the channel vector,
Figure 112016033314050-pat00188
is the noise vector.

여기서 시스템 행렬

Figure 112016033314050-pat00189
는 도 5의 (a) 및 (c)의 경우, 이하의 수학식 27과 같다.where the system matrix
Figure 112016033314050-pat00189
In the case of (a) and (c) of Figure 5, is the same as the following Equation 27.

Figure 112016033314050-pat00190
Figure 112016033314050-pat00190

여기서

Figure 112016033314050-pat00191
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00192
Figure 112016033314050-pat00193
번째 행(row)와
Figure 112016033314050-pat00194
번째 열 (
Figure 112016033314050-pat00195
)의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00196
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00197
라 할 때,OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00198
에서 CRS가 위치한 RE의 부반송파 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00199
의 행 벡터들 및 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00200
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이다.here
Figure 112016033314050-pat00191
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00192
silver
Figure 112016033314050-pat00193
the second row and
Figure 112016033314050-pat00194
second column (
Figure 112016033314050-pat00195
) of the entry
Figure 112016033314050-pat00196
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00197
When , OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00198
Corresponding to the subcarrier index of the RE where the CRS is located in
Figure 112016033314050-pat00199
row vectors and column vectors of 0-to-column vectors
Figure 112016033314050-pat00200
Up to is a submatrix of column vectors.

또한, 시스템 행렬

Figure 112016033314050-pat00201
는 도 5의 (b) 및 (d)의 경우, 이하의 수학식 28과 같다.Also, the system matrix
Figure 112016033314050-pat00201
In the case of (b) and (d) of Figure 5, is the same as the following Equation 28.

Figure 112016033314050-pat00202
Figure 112016033314050-pat00202

여기서

Figure 112016033314050-pat00203
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00204
Figure 112016033314050-pat00205
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00206
번째 열 (
Figure 112016033314050-pat00207
)의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00208
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00209
라 할 때,OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00210
에서 CRS가 위치한 RE의 부반송파 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00211
의 행 벡터들 및 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00212
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이다.here
Figure 112016033314050-pat00203
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00204
silver
Figure 112016033314050-pat00205
second row and
Figure 112016033314050-pat00206
second column (
Figure 112016033314050-pat00207
) of the entry
Figure 112016033314050-pat00208
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00209
When , OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00210
Corresponding to the subcarrier index of the RE where the CRS is located in
Figure 112016033314050-pat00211
row vectors and column vectors of 0-to-column vectors
Figure 112016033314050-pat00212
Up to is a submatrix of column vectors.

채널 벡터

Figure 112016033314050-pat00213
는 다음의 수학식 29와 같다.channel vector
Figure 112016033314050-pat00213
is the following Equation 29.

Figure 112016033314050-pat00214
Figure 112016033314050-pat00214

도 5의 (a)의 경우,

Figure 112016033314050-pat00215
Figure 112016033314050-pat00216
는 각각 수학식 12 및 수학식 14, 도 5의 (b)의 경우
Figure 112016033314050-pat00217
Figure 112016033314050-pat00218
는 각각 수학식 15 및 수학식 17, 도 5의 (c)의 경우
Figure 112016033314050-pat00219
Figure 112016033314050-pat00220
는 각각 수학식 18 및 수학식 20, 도 5의 (d)의 경우 및
Figure 112016033314050-pat00221
는 각각 수학식 21 및 수학식 23을 따를 수 있다.In the case of Figure 5 (a),
Figure 112016033314050-pat00215
and
Figure 112016033314050-pat00216
is Equation 12 and Equation 14, respectively, in the case of (b) of FIG.
Figure 112016033314050-pat00217
and
Figure 112016033314050-pat00218
are Equations 15 and 17, respectively, in the case of (c) of FIG.
Figure 112016033314050-pat00219
and
Figure 112016033314050-pat00220
In the case of Equations 18 and 20, FIG. 5 (d), respectively, and
Figure 112016033314050-pat00221
may follow Equations 21 and 23, respectively.

도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 기준 신호를 이용한 채널 추정 방법을 나타내는 흐름도 700이다. 도 7은 수신단 120의 동작 방법의 예시이다.7 is a flowchart 700 illustrating a channel estimation method using a reference signal according to various embodiments of the present disclosure. 7 is an example of an operation method of the receiving terminal 120 .

도 7을 참고하면, 수신단 120은 701 단계에서 기준 신호를 수신한다. 여기서 기준 신호는 채널 추정을 위해 송신단 110 및 수신단 120이 공유하는 신호로, 송신단 110에서 수신단으로 전송하는 신호를 의미하며, CRS 뿐만 아니라, 파일럿(pilot) 신호, 파일럿 톤, 기준 신호 등으로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the receiving terminal 120 receives a reference signal in step 701 . Here, the reference signal is a signal shared by the transmitter 110 and the receiver 120 for channel estimation, and means a signal transmitted from the transmitter 110 to the receiver. can

수신단 120은 703 단계에서 기준 신호가 차지하는 구간에 대한 채널 추정을 수행하여 제1 채널 추정치를 결정한다. 제1 채널 추정치는 수신단에 수신된 기준 신호를 송신단 및 수신단이 공유하는 기준 신호 값(예: CRS 값)으로 나누어 계산될 수 있다. 채널 추정치는 본원에서 채널 벡터 또는 채널 벡터의 엔트리의 추정된 값을 의미한다.In step 703, the receiver 120 determines a first channel estimate by performing channel estimation on the section occupied by the reference signal. The first channel estimate may be calculated by dividing a reference signal received at the receiving end by a reference signal value (eg, CRS value) shared between the transmitting end and the receiving end. Channel estimate means herein the estimated value of a channel vector or entry of a channel vector.

수신단 120은 705 단계에서 기준 신호가 존재하지 않는 나머지 구간에 대해 시간축으로 제1 채널 추정치 사이를 보간함으로써 제2 채널 추정치를 결정한다. 즉, 수신단 120은 제1 채널 추정치들을 보간함으로써, 기준 신호를 포함하는 영역들 외 다른 영역들을 위한 제2 채널 추정치를 계산한다. 703 단계 또는 705 단계에서 수행되는 채널 추정은 직교 매칭 퍼슛(orthogonal matching pursuit, OMP) 알고리즘, 단계적 OMP(stagewise OMP, StOMP) 알고리즘, 압축 샘플링 매칭퍼슛(compressive sampling matching pursuit, CoSaMP) 알고리즘 등에 의해 수행될 수 있다. 제1 채널 추정치 사이를 보간하는 방법은, 2개의 인접한 추정치 사이의 평균값으로 보간하는 방법, 2개의 인접한 추정치 사이를 직선으로 보간하는 방법, 2개의 인접한 추정치 사이를 다차함수를 이용하여 직선 또는 곡선으로 보간하는 방법을 포함한다. In step 705 , the receiver 120 determines the second channel estimate by interpolating between the first channel estimates on the time axis for the remaining section in which the reference signal does not exist. That is, the receiving terminal 120 calculates a second channel estimate for regions other than the regions including the reference signal by interpolating the first channel estimates. The channel estimation performed in step 703 or step 705 may be performed by an orthogonal matching pursuit (OMP) algorithm, a stagewise OMP (StOMP) algorithm, a compressive sampling matching pursuit (CoSaMP) algorithm, etc. can The interpolation method between the first channel estimates includes a method of interpolating with an average value between two adjacent estimates, a method of interpolating a straight line between two adjacent estimates, and a method of interpolating between two adjacent estimates in a straight line or a curve using a multidimensional function. How to interpolate.

705 단계에서, 수신단 120은 베이시스 확장 모델(basis expansion model, BEM)을 이용하여 제1 추정치 사이를 보간함으로써 채널 추정치를 결정할 수 있다. BEM은 적어도 하나의 베이시스(basis) 및 적어도 하나의 계수의 곱으로서 시간축에서 변화하는 채널을 표현한다. BEM을 위해, 다항식(polynomial) 형태를 갖는 르장드르 다항식(Legendre Polynomial, LP)이 이용될 수 있다.In operation 705, the receiving end 120 may determine a channel estimate by interpolating between the first estimates using a basis expansion model (BEM). The BEM represents a channel varying in the time axis as a product of at least one basis and at least one coefficient. For BEM, Legendre Polynomial (LP) having a polynomial form may be used.

705 단계에서 이용되는 보간의 방식은 수신단 110 또는 송신단 120의 이동 속도에 따른 도플러 주파수, 또는 채널의 품질(예: 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR) 또는 반송파 대 잡음비(carrier to noise ratio, CNR))에 따라 결정될 수 있다. 보간의 방식은 채널 변화 패턴의 추정을 위해 이용되는 베이시스의 선택에 따라 달라질 수 있다. 다시 말해, 보간의 방식은, 다수의 베이시스들 중 어느 베이시스를 선택하느냐에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 다수의 베이시스들은 상수 값을 나타내는 제1 베이시스, 선형 변화, 즉, 1차 방정식을 나타내는 제2 베이시스, 곡선 형태의 변화, 즉, 2차 이상의 방정식을 나타내는 제3 베이시스를 포함할 수 있다. LP BEM을 이용하는 경우, 이동 속도 또는 SNR에 따라 BEM 베이시스의 개수가 선택될 수 있다.The interpolation method used in step 705 is a Doppler frequency according to the moving speed of the receiving end 110 or the transmitting end 120, or the quality of the channel (eg, signal to noise ratio (SNR) or carrier to noise ratio, CNR)). The interpolation method may vary according to selection of a basis used for estimating the channel change pattern. In other words, the method of interpolation may vary depending on which basis from among a plurality of basis is selected. For example, the multiple basis may include a first basis representing a constant value, a second basis representing a linear change, i.e., a first-order equation, and a third basis representing a curve-shaped change, i.e., a second-order or higher-order equation. have. In the case of using the LP BEM, the number of BEM basis may be selected according to the moving speed or the SNR.

도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM을 이용한 채널 추정 방법을 나타내는 흐름도 731이다. 도 8의 흐름도 731는 도 7의 701 단계 내지 705 단계에 있어서, 일부로서 포함되거나 701 단계 내지 705 단계에 더 포함될 수 있다.8 is a flowchart 731 illustrating a channel estimation method using BEM according to various embodiments of the present disclosure. The flowchart 731 of FIG. 8 may be included as a part in steps 701 to 705 of FIG. 7 or may be further included in steps 701 to 705 .

도 8을 참고하면, 801 단계에서 수신단은 채널 추정에 이용되는 시스템 행렬을 BEM 계수로 구성된 벡터를 이용해서 재구성하여 표현한다. 상세하게는, 채널 벡터를 BEM 베이시스 벡터 및 각 베이시스의 계수의 곱으로 재구성하고, 새로운 시스템 행렬을 이전의 시스템 행렬과 베이시스 벡터의 곱으로 표현할 수 있다. 803 단계에서 수신단은 801 단계에서 시스템 행렬을 새롭게 표현하는 데에 이용된 BEM 계수를 추정한다. BEM 계수의 추정은 StOMP 알고리즘, 또는 블록 StOMP을 통해 추정될 수 있다. 805 단계에서 수신단은 803 단계에서 추정된 BEM 계수를 이용하여 기준 신호가 수신되지 않는 영역에 대한 채널 추정을 수행한다. 추정된 BEM 계수 및 각 계수에 대응하는 베이시스를 이용하여 기준 신호가 수신된 영역 사이를 보간하여 나머지 구간에 대하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 여기서 베이시스의 개수는 수신단의 이동속도 또는 순시 SNR에 의해 결정될 수 있다.Referring to FIG. 8 , in step 801, the receiving end reconstructs and expresses a system matrix used for channel estimation using a vector composed of BEM coefficients. In detail, a channel vector may be reconstructed as a product of a BEM basis vector and a coefficient of each basis, and a new system matrix may be expressed as a product of a previous system matrix and a basis vector. In step 803, the receiving end estimates the BEM coefficients used to newly express the system matrix in step 801. Estimation of the BEM coefficients may be estimated through the StOMP algorithm, or block StOMP. In step 805, the receiver performs channel estimation for an area in which a reference signal is not received by using the BEM coefficient estimated in step 803. Channel estimation may be performed for the remaining section by interpolating between regions in which the reference signal is received using the estimated BEM coefficients and a basis corresponding to each coefficient. Here, the number of basis may be determined by the moving speed of the receiver or the instantaneous SNR.

도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM의 개수가 수신단의 이동 속도에 따라 적응적으로 선택되는 흐름도 900이다. 수신단의 이동 속도는 도플러 검출기(Doppler detector)를 이용하여 측정될 수 있다.9 is a flowchart 900 in which the number of BEMs is adaptively selected according to a moving speed of a receiver according to various embodiments of the present disclosure. The moving speed of the receiver may be measured using a Doppler detector.

순시 SNR은 하나의 서브프레임 내에서 채널 추정이 이용되는 CRS가 차지하는 OFDM 심볼들의 SNR의 평균값으로 정의될 수 있고, 여러 서브프레임에 걸쳐 수신되고 CRS가 존재하는 OFDM 심볼들의 SNR들의 IIR (infinite impulse response) 필터 또는 FIR (finite impulse response) 필터 출력을 이용하여 정의될 수 있다.The instantaneous SNR may be defined as an average value of SNRs of OFDM symbols occupied by CRS for which channel estimation is used within one subframe, and infinite impulse response (IIR) of SNRs of OFDM symbols received over several subframes and in which CRS exists. ) filter or a finite impulse response (FIR) filter output.

수신단의 이동에 의한 도플러 주파수에 따라, 기준 신호가 존재하지 않는 영역에 대한 채널 추정의 방식이 달라질 수 있다. 일 실시 예에서, 기준 신호가 존재하는 영역에 대한 채널 추정치 사이를 보간하는 경우, 이동 속도에 따라 채널 추정치사이의 평균값, 선형 보간, 곡선 형태의 보간등의 방식이 결정될 수 있다. BEM 방식을 적용하여 채널 추정을 수행하는 경우, BEM 베이시스의 개수 또는 다항식 형태의 BEM에서 다항식의 차수 등이 선택될 수 있다.Depending on the Doppler frequency due to the movement of the receiver, a method of estimating a channel for a region in which a reference signal does not exist may vary. In an embodiment, when interpolating between channel estimates for a region in which a reference signal exists, an average value between channel estimates, linear interpolation, curved interpolation, etc. may be determined according to a moving speed. When channel estimation is performed by applying the BEM method, the number of BEM bases or the order of a polynomial in a polynomial-type BEM may be selected.

이하 상세히 후술될 르장드르 다항식(Legendre polynomial, LP) BEM을 이용하는 도 9의 실시 예에 따르면, 901 단계에서 수신단 102는 도플러 주파수가 낮은 주파수인지 여부를 판단한다. 도플러 주파수가 낮은 주파수인 경우, 907 단계에서 수신단 102는 한 개의 BEM 베이시스

Figure 112016033314050-pat00222
를 이용하도록 결정한다. 도플러 주파수가 낮은 주파수가 아니면, 903 단계에서 수신단 102는 도플러 주파수가 중간의 주파수인지 여부를 판단한다. 도플러 주파수가 중간의 주파수인 경우, 909 단계에서 수신단 102는 두 개의 BEM 베이시스들
Figure 112016033314050-pat00223
Figure 112016033314050-pat00224
를 이용하도록 결정한다. 도플러 주파수가 중간의 주파수가 아닌 경우, 905 단계에서 수신단 102는 도플러 주파수가 높은 주파수로 결정하고, 911 단계에서 수신단 102는 세 개의 BEM 베이시스들
Figure 112016033314050-pat00225
,
Figure 112016033314050-pat00226
, 및
Figure 112016033314050-pat00227
를 이용하도록 결정한다. According to the embodiment of FIG. 9 using a Legendre polynomial (LP) BEM, which will be described in detail below, in step 901 , the receiver 102 determines whether the Doppler frequency is a low frequency. If the Doppler frequency is a low frequency, in step 907, the receiving end 102 receives one BEM basis.
Figure 112016033314050-pat00222
decide to use If the Doppler frequency is not a low frequency, in step 903, the receiver 102 determines whether the Doppler frequency is an intermediate frequency. If the Doppler frequency is an intermediate frequency, in step 909, the receiving end 102 performs two BEM basis values.
Figure 112016033314050-pat00223
and
Figure 112016033314050-pat00224
decide to use If the Doppler frequency is not an intermediate frequency, in step 905, the receiving end 102 determines that the Doppler frequency is a high frequency, and in step 911, the receiving end 102 determines the three BEM bases.
Figure 112016033314050-pat00225
,
Figure 112016033314050-pat00226
, and
Figure 112016033314050-pat00227
decide to use

비록 도 9에서는 최대 3개의 BEM 베이시스들을 이용하는 것으로 도시되었으나, 실시 예에 따라 3 이상의 BEM 베이시스의 개수가 이용될 수 있다.Although it is illustrated in FIG. 9 that a maximum of three BEM basis is used, the number of BEM basis of three or more may be used according to an embodiment.

도 10은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM의 개수가 이동 속도 및 순시 SNR에 따라 적응적으로 선택되는 흐름도 1000이다. 수신단 120은 도플러 주파수 및 SNR의 측정을 위해 도플러 검출기 및 SNR 측정기를 이용할 수 있다.10 is a flowchart 1000 in which the number of BEMs is adaptively selected according to a moving speed and an instantaneous SNR according to various embodiments of the present disclosure. The receiving end 120 may use a Doppler detector and an SNR meter to measure Doppler frequency and SNR.

도플러 주파수 및 순시 SNR에 따라, 기준 신호가 존재하지 않는 영역에 대한 채널 추정의 방식이 달라질 수 있다. 실시 예에 따라, 기준 신호가 존재하는 영역에 대한 채널 추정치 사이를 보간하는 경우, 이동 속도 및 순시 SNR에 따라 채널 추정치사이의 평균값, 선형 보간, 곡선 형태의 보간등의 방식이 결정될 수 있다. BEM 방식을 적용하여 채널 추정을 수행하는 경우, BEM 베이시스의 개수 또는 다항식 형태의 BEM에서 다항식의 차수 등이 선택될 수 있다.Depending on the Doppler frequency and the instantaneous SNR, a method of estimating a channel for a region in which a reference signal does not exist may vary. According to an embodiment, when interpolating between channel estimates for a region in which a reference signal exists, an average value between channel estimates, linear interpolation, curved interpolation, etc. may be determined according to the moving speed and the instantaneous SNR. When channel estimation is performed by applying the BEM method, the number of BEM bases or the order of a polynomial in a polynomial-type BEM may be selected.

이하 상세히 후술될 LP BEM을 이용하는 도 10의 실시 예에 따르면, 수신단 120은 1001 단계에서 도플러 주파수가 낮은 주파수인지 여부를 판단한다. 수신단 120이 도플러 주파수가 낮은 주파수라고 판단하면, 1013 단계에서, 수신단 120은 한 개의 BEM 베이시스

Figure 112016033314050-pat00228
를 이용하도록 결정한다. 수신단 120이 도플러 주파수가 낮은 주파수가 아니라고 판단하면, 1003 단계에서, 수신단 120은 도플러 주파수가 중간의 주파수인지 여부를 판단한다. 수신단 120이 도플러 주파수가 중간의 주파수라고 판단하면, 1005 단계에서, 수신단 120은 슬롯(slot) 또는 서브프레임 레이트로 측정된 순시 SNR 과 특정 기준 값 Tm,1을 비교한다. 수신단 120이 순시 SNR이 특정값 Tm,1보다 크다고 판단하면, 1017 단계에서, 수신단 120은 두 개의 BEM 베이시스
Figure 112016033314050-pat00229
Figure 112016033314050-pat00230
를 이용하도록 결정한다. 수신단 120이 순시 SNR이 특정값 Tm,1보다 같거나 작다고 판단하면 한 개의 BEM 베이시스
Figure 112016033314050-pat00231
를 이용하도록 결정한다. 1003 단계에서 수신단 120이 도플러 주파수가 중간의 주파수가 아니라고 판단하면, 수신단 120은 도플러 주파수가 높은 주파수라고 판단하고, 1009 단계에서, 수신단 120은 순시 SNR이 특정 기준 값 Th,1 을 비교한다. 수신단 120이 순시 SNR이 Th,1보다 작거나 같다고 판단하면, 1019 단계에서, 수신단 120은 한 개의 BEM 베이시스
Figure 112016033314050-pat00232
를 이용하도록 결정한다. 1009 단계에서 수신단 120이 순시 SNR이 Th,1보다 크다고 판단하면, 1011 단계에서, 수신단 120은 순시 SNR과 특정 기준 값 Th,2를 비교한다. 수신단 120이 순시 SNR이 특정 기준 값 Th,2보다 작거나 같다고 판단하면, 1021 단계에서 수신단은 120은 두 개의 BEM 베이시스들
Figure 112016033314050-pat00233
Figure 112016033314050-pat00234
를 이용하도록 결정한다. 수신단 120이 순시 SNR이 Th,2보다 크다고 판단하면, 1023 단계에서, 수신단 120은 세 개의 BEM 베이시스들
Figure 112016033314050-pat00235
,
Figure 112016033314050-pat00236
, 및
Figure 112016033314050-pat00237
를 이용하도록 결정한다.According to the embodiment of FIG. 10 using an LP BEM, which will be described in detail below, the receiving terminal 120 determines whether the Doppler frequency is a low frequency in step 1001 . If the receiving end 120 determines that the Doppler frequency is a low frequency, in step 1013, the receiving end 120 is one BEM basis.
Figure 112016033314050-pat00228
decide to use If the receiving end 120 determines that the Doppler frequency is not a low frequency, in step 1003, the receiving end 120 determines whether the Doppler frequency is an intermediate frequency. When the receiving end 120 determines that the Doppler frequency is an intermediate frequency, in step 1005, the receiving end 120 compares the instantaneous SNR measured at a slot or subframe rate with a specific reference value T m,1 . If the receiving end 120 determines that the instantaneous SNR is greater than the specific value T m,1 , in step 1017, the receiving end 120 has two BEM basis
Figure 112016033314050-pat00229
and
Figure 112016033314050-pat00230
decide to use If the receiver 120 determines that the instantaneous SNR is less than or equal to the specific value T m,1, one BEM basis
Figure 112016033314050-pat00231
decide to use If the receiving end 120 determines that the Doppler frequency is not an intermediate frequency in step 1003, the receiving end 120 determines that the Doppler frequency is a high frequency, and in step 1009, the receiving end 120 compares the instantaneous SNR with a specific reference value T h,1 . If the receiving end 120 determines that the instantaneous SNR is less than or equal to T h,1 , in step 1019, the receiving end 120 sets one BEM basis
Figure 112016033314050-pat00232
decide to use If the receiver 120 determines that the instantaneous SNR is greater than T h,1 in step 1009 , in step 1011 , the receiver 120 compares the instantaneous SNR with a specific reference value T h,2 . If the receiving end 120 determines that the instantaneous SNR is less than or equal to the specific reference value T h,2 , in step 1021, the receiving end 120 determines the two BEM basis
Figure 112016033314050-pat00233
and
Figure 112016033314050-pat00234
decide to use If the receiving end 120 determines that the instantaneous SNR is greater than T h,2 , in step 1023, the receiving end 120 performs three BEM basis values.
Figure 112016033314050-pat00235
,
Figure 112016033314050-pat00236
, and
Figure 112016033314050-pat00237
decide to use

비록 도 10에서 최대 3개의 BEM 베이시스들이 이용되는 것으로 도시되었다. 그러나, 다양한 실시 예들에 따라, 4개 이상의 BEM 베이시스들이 이용될 수 있다.Although in FIG. 10 a maximum of three BEM basis is shown to be used. However, according to various embodiments, four or more BEM basis may be used.

도 11은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 StOMP 알고리즘을 도시한다. 상술한 바와 같이 채널 벡터

Figure 112016033314050-pat00238
가 희소 벡터(sparse vector)이므로 압축 센싱(compressing sensing, CS) 기법을 활용하여 0이 아닌 엔트리, 즉 서포트에 대한 복구를 수행하면, 최적 추정기에 근접한 성능을 얻을 수 있다. CS 기법 중 대표적으로 알려진 것이 OMP 알고리즘이고, OMP 알고리즘을 개량한 StOMP 알고리즘 및 CoSaMP 알고리즘이 있다. 본원에서는 강인하게(robust) 동작하는 StOMP 알고리즘을 기준으로 설명한다.11 illustrates a StOMP algorithm according to various embodiments of the present disclosure. As described above, the channel vector
Figure 112016033314050-pat00238
Since is a sparse vector, performance close to the optimal estimator can be obtained if non-zero entries, ie, supports, are restored using a compression sensing (CS) technique. Among the CS techniques, the OMP algorithm is known as representative, and there are the StOMP algorithm and the CoSaMP algorithm that are improved OMP algorithms. Herein, the description will be made based on the robustly operating StOMP algorithm.

도 11을 참고하면,

Figure 112016033314050-pat00239
은 s번째 단계에서의 잔여 벡터(residual vector)이며, s=1에서
Figure 112016033314050-pat00240
이고, 집합
Figure 112016033314050-pat00241
Figure 112016033314050-pat00242
이다. 여기서,
Figure 112016033314050-pat00243
는 기준 신호들의 수신 값들을 포함하는 벡터이다. Referring to Figure 11,
Figure 112016033314050-pat00239
is the residual vector in the s-th step, where s = 1
Figure 112016033314050-pat00240
and set
Figure 112016033314050-pat00241
Is
Figure 112016033314050-pat00242
to be. here,
Figure 112016033314050-pat00243
is a vector including received values of reference signals.

1110 단계에서, 수신단 120은 s(≥1)번째 반복 스테이지(stage)의 잔여 벡터

Figure 112016033314050-pat00244
에 정합 필터(matched filter)를 적용한 벡터
Figure 112016033314050-pat00245
를 계산한다.
Figure 112016033314050-pat00246
의 정합 필터(matched filter) 출력
Figure 112016033314050-pat00247
의 j번째 엔트리는
Figure 112016033314050-pat00248
Figure 112016033314050-pat00249
의 j번째 열 벡터의 매칭이 어느 정도 되어 있는지 알려주는 엔트리이다. In step 1110, the receiving end 120 receives the residual vector of the s (≥1)-th iteration stage.
Figure 112016033314050-pat00244
vector with matched filter applied to
Figure 112016033314050-pat00245
to calculate
Figure 112016033314050-pat00246
matched filter output of
Figure 112016033314050-pat00247
The jth entry of
Figure 112016033314050-pat00248
Wow
Figure 112016033314050-pat00249
This is an entry that indicates how well the j-th column vector of is matched.

1120 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat00250
의 엔트리 중에 에너지값 또는 절대값이 기준 값
Figure 112016033314050-pat00251
보다 큰 엔트리들의 집합
Figure 112016033314050-pat00252
를 출력하여 1130 단계에서 이전 단계에서 저장되어 있던 서포트 집합
Figure 112016033314050-pat00253
에 추가한다. 즉, 수신단 120은 이전 반복 스테이지에서 저장되어 있던
Figure 112016033314050-pat00254
Figure 112016033314050-pat00255
의 합집합을 구하고 그 결과를
Figure 112016033314050-pat00256
로 정의한다.
Figure 112016033314050-pat00257
는 오름차순으로 나열될 수 있다. s+1번째 반복 스테이지에서는 s번째 반복 스테이지에서 구한
Figure 112016033314050-pat00258
가 합집합의 입력이 될 수 있으며, 이를 위해 딜레이 유닛(delay unit)을 D로 표시하였다. 1120 단계에서의 기준 값
Figure 112016033314050-pat00259
는 이하의 수학식 30과 같이 계산될 수 있다.In step 1120, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00250
The energy value or absolute value is the reference value during the entry of
Figure 112016033314050-pat00251
a larger set of entries
Figure 112016033314050-pat00252
output the support set stored in the previous step in step 1130
Figure 112016033314050-pat00253
add to That is, the receiver 120 receives the stored data in the previous iteration stage.
Figure 112016033314050-pat00254
class
Figure 112016033314050-pat00255
Find the union of
Figure 112016033314050-pat00256
is defined as
Figure 112016033314050-pat00257
may be listed in ascending order. In the s+1th iteration stage, the value obtained in the sth iteration stage is
Figure 112016033314050-pat00258
may be an input of the union, and for this purpose, a delay unit is denoted as D. Reference value at step 1120
Figure 112016033314050-pat00259
can be calculated as in Equation 30 below.

Figure 112016033314050-pat00260
Figure 112016033314050-pat00260

여기서

Figure 112016033314050-pat00261
은 미리 정의된 계수,
Figure 112016033314050-pat00262
는 s 단계에서의 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat00263
의 2 norm,
Figure 112016033314050-pat00264
는 OFDM 심볼에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수이다.here
Figure 112016033314050-pat00261
is the predefined coefficient,
Figure 112016033314050-pat00262
is the residual vector in step s
Figure 112016033314050-pat00263
2 norm of
Figure 112016033314050-pat00264
is the total number of REs occupied by the CRS in the OFDM symbol.

1140 단계에서,

Figure 112016033314050-pat00265
의 열 벡터 중에
Figure 112016033314050-pat00266
의 엔트리에 해당하는 열 벡터 만을 모은 부분행렬이
Figure 112016033314050-pat00267
로 정의되며, s번째 반복 스테이지에서의 시스템 행렬
Figure 112016033314050-pat00268
및 수신 신호 벡터
Figure 112016033314050-pat00269
를 입력 벡터로 하여 제로 포싱(zero forcing) 수신기를 통하여 추정된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00270
가 출력 벡터로서 출력된다.In step 1140,
Figure 112016033314050-pat00265
Among the column vectors of
Figure 112016033314050-pat00266
A submatrix that collects only the column vectors corresponding to the entries of
Figure 112016033314050-pat00267
is defined as, the system matrix at the s-th iteration stage
Figure 112016033314050-pat00268
and received signal vector
Figure 112016033314050-pat00269
CIR vector estimated through a zero forcing receiver with
Figure 112016033314050-pat00270
is output as an output vector.

1150 단계에서, 수신 신호

Figure 112016033314050-pat00271
로부터 추정된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00272
가 기여하는 값을 빼기 위해
Figure 112016033314050-pat00273
를 간섭 벡터로 정의하여 간섭 벡터를 형성한다. 수신 신호
Figure 112016033314050-pat00274
에서
Figure 112016033314050-pat00275
를 빼준 값을
Figure 112016033314050-pat00276
로 정의하며, 이를 위해 딜레이 유닛이 이용될 수 있다.In step 1150, the received signal
Figure 112016033314050-pat00271
CIR vector estimated from
Figure 112016033314050-pat00272
to subtract the value contributed by
Figure 112016033314050-pat00273
is defined as an interference vector to form an interference vector. receive signal
Figure 112016033314050-pat00274
at
Figure 112016033314050-pat00275
minus the value
Figure 112016033314050-pat00276
, and for this purpose, a delay unit may be used.

이러한 반복 동작은 최대 반복 회수를 정하여 그 회수만큼 되었을 때,

Figure 112016033314050-pat00277
의 2 norm
Figure 112016033314050-pat00278
이 기준값보다 작아질 때, 또는
Figure 112016033314050-pat00279
의 엔트리 중 절대값이 가장 큰 엔트리가 기준 값보다 작아질 때 멈출 수 있다.This repetition operation determines the maximum number of repetitions and when the number of repetitions is reached,
Figure 112016033314050-pat00277
of 2 norm
Figure 112016033314050-pat00278
When it becomes less than this reference value, or
Figure 112016033314050-pat00279
It can be stopped when the entry with the largest absolute value among the entries in is smaller than the reference value.

StOMP 알고리즘을 이용하여 추정된 CIR 벡터

Figure 112016033314050-pat00280
는 서포트 집합
Figure 112016033314050-pat00281
이 갖는 인덱스에서는 0이 아닌 값을 갖게되며, 서포트 집합
Figure 112016033314050-pat00282
의 여집합이 갖는 인덱스에서는 0인 값을 갖게된다. 추정된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00283
로부터 CFR을 추정할 수 있으며, 이하의 수학식 31과 같다.CIR vector estimated using StOMP algorithm
Figure 112016033314050-pat00280
is the support set
Figure 112016033314050-pat00281
In this index, it has a non-zero value, and the support set
Figure 112016033314050-pat00282
The index of the complement set has a value of 0. Estimated CIR vector
Figure 112016033314050-pat00283
CFR can be estimated from

Figure 112016033314050-pat00284
Figure 112016033314050-pat00284

Figure 112016033314050-pat00285
는 CFR의 추정치,
Figure 112016033314050-pat00286
은 CIR의 추정치이다.
Figure 112016033314050-pat00285
is the estimate of the CFR,
Figure 112016033314050-pat00286
is an estimate of the CIR.

도 12는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM을 이용한 StOMP 알고리즘 1200을 도시한다. 12 illustrates a StOMP algorithm 1200 using BEM according to various embodiments of the present disclosure.

알고리즘에 대한 소개에 앞서 BEM에 대해서 먼저 설명하며 대표적으로 당업자에게 잘 알려진 BEM 중에 다항식 형태를 갖는 M개의 채널 샘플에 대한 르장드르 다항식(LP)의 베이시스는 이하의 수학식32 내지 34과 같이 표현될 수 있다.Before introducing the algorithm, the BEM will be described first, and the basis of the Legendre polynomial (LP) for M channel samples having a polynomial form among BEMs well known to those skilled in the art is represented by Equations 32 to 34 below. can

Figure 112016033314050-pat00287
Figure 112016033314050-pat00287

Figure 112016033314050-pat00288
Figure 112016033314050-pat00288

Figure 112016033314050-pat00289
Figure 112016033314050-pat00289

여기서

Figure 112016033314050-pat00290
은 0차 다항식을 담당하는 베이시스이며,
Figure 112016033314050-pat00291
는 0차 및 1차 다항식을 담당하는 베이시스,
Figure 112016033314050-pat00292
은 0차, 1차, 및 2차 다항식을 담당하는 베이시스이다. 더 높은 차수의 LP는 이 분야의 당업자에게 잘 알려져 있으므로 생략한다. 이때, 수학식 13, 16, 19, 22의 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00293
는 이하의 수학식 35와 같이 표현될 수 있다.here
Figure 112016033314050-pat00290
is the basis responsible for the zero-order polynomial,
Figure 112016033314050-pat00291
is the basis responsible for the 0th and 1st polynomials,
Figure 112016033314050-pat00292
is the basis responsible for 0th, 1st, and 2nd order polynomials. Higher order LPs are well known to those skilled in the art and are therefore omitted. At this time, the CIR vectors of Equations 13, 16, 19, and 22
Figure 112016033314050-pat00293
can be expressed as in Equation 35 below.

Figure 112016033314050-pat00294
Figure 112016033314050-pat00294

Figure 112016033314050-pat00295
는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00296
는 베이시스 행렬,
Figure 112016033314050-pat00297
는 베이시스 계수 벡터이다.
Figure 112016033314050-pat00295
is the channel vector,
Figure 112016033314050-pat00296
is the basis matrix,
Figure 112016033314050-pat00297
is the basis coefficient vector.

여기서 계수 벡터

Figure 112016033314050-pat00298
는 이하의 수학식 36 및 37과 같이 표현될 수 있다.where the coefficient vector
Figure 112016033314050-pat00298
can be expressed as Equations 36 and 37 below.

Figure 112016033314050-pat00299
Figure 112016033314050-pat00299

Figure 112016033314050-pat00300
Figure 112016033314050-pat00300

도 5의 (a) 및 (c)의 경우 CRS를 갖는 OFDM 심볼에서 베이시스 행렬

Figure 112016033314050-pat00301
은 이하의 수학식 38 내지 42와 같이 표현될 수 있다.In the case of (a) and (c) of FIG. 5, the basis matrix in the OFDM symbol with CRS
Figure 112016033314050-pat00301
can be expressed as Equations 38 to 42 below.

Figure 112016033314050-pat00302
Figure 112016033314050-pat00302

Figure 112016033314050-pat00303
Figure 112016033314050-pat00303

Figure 112016033314050-pat00304
Figure 112016033314050-pat00304

Figure 112016033314050-pat00305
Figure 112016033314050-pat00305

Figure 112016033314050-pat00306
Figure 112016033314050-pat00306

여기서

Figure 112016033314050-pat00307
는 베이이스 행렬,
Figure 112016033314050-pat00308
Figure 112016033314050-pat00309
인 단위 행렬(identity matrix)이고,
Figure 112016033314050-pat00310
은 크로네커 곱셈(Kronecket product)이다.here
Figure 112016033314050-pat00307
is the base matrix,
Figure 112016033314050-pat00308
silver
Figure 112016033314050-pat00309
is an identity matrix,
Figure 112016033314050-pat00310
is the Kronecket product.

도 5의 (b) 및 (d)의 경우 CRS를 갖는 OFDM 심볼에서 베이시스 행렬

Figure 112016033314050-pat00311
은 이하의 수학식 43 내지 47로 표현될 수 있다.In the case of (b) and (d) of FIG. 5, the basis matrix in the OFDM symbol with CRS
Figure 112016033314050-pat00311
can be expressed by Equations 43 to 47 below.

Figure 112016033314050-pat00312
Figure 112016033314050-pat00312

Figure 112016033314050-pat00313
Figure 112016033314050-pat00313

Figure 112016033314050-pat00314
Figure 112016033314050-pat00314

Figure 112016033314050-pat00315
Figure 112016033314050-pat00315

Figure 112016033314050-pat00316
Figure 112016033314050-pat00316

수학식 9 및 35로부터 다음의 수학식 48을 얻을 수 있다.From Equations 9 and 35, the following Equation 48 can be obtained.

Figure 112016033314050-pat00317
Figure 112016033314050-pat00317

Figure 112016033314050-pat00318
는 수신 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00319
는 새롭게 정의된 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00320
는 베이시스 계수 벡터, 는
Figure 112016033314050-pat00321
는 잡음 벡터이다.
Figure 112016033314050-pat00318
is the received signal vector,
Figure 112016033314050-pat00319
is the newly defined system matrix,
Figure 112016033314050-pat00320
is the basis coefficient vector, and is
Figure 112016033314050-pat00321
is the noise vector.

여기서 새롭게 정의된 시스템 행렬

Figure 112016033314050-pat00322
는 도 5의 (a) 및 (c)의 경우 이하의 수학식 49와 같이 표현될 수 있다.Here, the newly defined system matrix
Figure 112016033314050-pat00322
In the case of (a) and (c) of Figure 5 can be expressed as in Equation 49 below.

Figure 112016033314050-pat00323
Figure 112016033314050-pat00323

Figure 112016033314050-pat00324
Figure 112016033314050-pat00325
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00326
번째 열 (
Figure 112016033314050-pat00327
)의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00328
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00329
라 할 때, OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00330
에서 CRS가 위치한 RE의 부반송파 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00331
의 행 벡터들 및 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00332
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이고,
Figure 112016033314050-pat00333
는 베이시스 행렬이다.
Figure 112016033314050-pat00324
silver
Figure 112016033314050-pat00325
second row and
Figure 112016033314050-pat00326
second column (
Figure 112016033314050-pat00327
) of the entry
Figure 112016033314050-pat00328
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00329
When , OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00330
Corresponding to the subcarrier index of the RE where the CRS is located in
Figure 112016033314050-pat00331
row vectors and column vectors of 0-to-column vectors
Figure 112016033314050-pat00332
is a submatrix of column vectors up to
Figure 112016033314050-pat00333
is the basis matrix.

새롭게 정의된 시스템 행렬

Figure 112016033314050-pat00334
는 도 5의 (b) 및 (d)의 경우 이하의 수학식 50과 같이 표현될 수 있다.Newly defined system matrix
Figure 112016033314050-pat00334
In the case of (b) and (d) of Figure 5 can be expressed as in Equation 50 below.

Figure 112016033314050-pat00335
Figure 112016033314050-pat00335

Figure 112016033314050-pat00336
Figure 112016033314050-pat00337
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00338
번째 열(column) (
Figure 112016033314050-pat00339
)의 엔트리(entry)를
Figure 112016033314050-pat00340
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00341
라 할 때, OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00342
에서 CRS가 위치한 RE의 부반송파 인덱스(subcarrier index)에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00343
의 행 벡터들 및 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00344
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이고,
Figure 112016033314050-pat00345
는 베이시스 행렬이다.
Figure 112016033314050-pat00336
silver
Figure 112016033314050-pat00337
second row and
Figure 112016033314050-pat00338
the second column (
Figure 112016033314050-pat00339
) of the entry
Figure 112016033314050-pat00340
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00341
When , OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00342
Corresponding to the subcarrier index of the RE where the CRS is located in
Figure 112016033314050-pat00343
row vectors and column vectors of 0-to-column vectors
Figure 112016033314050-pat00344
is a submatrix of column vectors up to
Figure 112016033314050-pat00345
is the basis matrix.

도 12는 새롭게 정의된 수학식 48을 위한 StOMP 알고리즘의 동작을 도시한다. 도 12를 참고하면, 블록 1220에서

Figure 112016033314050-pat00346
의 j번째 열의 정규화된 절대값에 의해 하드 임계처리 및 서브셋 선택이 수행된다.
Figure 112016033314050-pat00347
Figure 112016033314050-pat00348
의 j 번째 열의 2-놈 이다. StOMP 알고리즘의
Figure 112016033314050-pat00349
는 이하의 수학식 51과 같이 계산될 수 있다.12 shows the operation of the StOMP algorithm for the newly defined Equation (48). 12 , in block 1220
Figure 112016033314050-pat00346
Hard thresholding and subset selection are performed by the normalized absolute value of the j-th column of .
Figure 112016033314050-pat00347
silver
Figure 112016033314050-pat00348
is the 2-norm of the j-th column of of the StOMP algorithm.
Figure 112016033314050-pat00349
can be calculated as in Equation 51 below.

Figure 112016033314050-pat00350
Figure 112016033314050-pat00350

여기서

Figure 112016033314050-pat00351
는 미리 정의된 계수,
Figure 112016033314050-pat00352
는 s 단계에서의 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat00353
의 2-놈,
Figure 112016033314050-pat00354
는 OFDM 심볼에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수이다.here
Figure 112016033314050-pat00351
is the predefined coefficient,
Figure 112016033314050-pat00352
is the residual vector in step s
Figure 112016033314050-pat00353
of the 2-nome,
Figure 112016033314050-pat00354
is the total number of REs occupied by the CRS in the OFDM symbol.

StOMP 알고리즘을 이용하여 추정된 베이시스 계수 벡터

Figure 112016033314050-pat00355
는 서포트 집합
Figure 112016033314050-pat00356
이 갖는 인덱스에서는 0이 아닌 값을 가지며,
Figure 112016033314050-pat00357
의 여집합이 갖는 인덱스에서는 0인 값을 갖게 된다. 추정된 베이시스 계수 벡터
Figure 112016033314050-pat00358
로부터 이하의 수학식 52와 같이 원래의 추정된 CIR 벡터를 구할 수 있다.Basis coefficient vector estimated using StOMP algorithm
Figure 112016033314050-pat00355
is the support set
Figure 112016033314050-pat00356
In this index, it has a non-zero value,
Figure 112016033314050-pat00357
At the index of the complement of , it has a value of 0. Estimated basis coefficient vector
Figure 112016033314050-pat00358
From Equation 52 below, the original estimated CIR vector can be obtained.

Figure 112016033314050-pat00359
Figure 112016033314050-pat00359

Figure 112016033314050-pat00360
는 추정된 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00361
는 베이시스 행렬,
Figure 112016033314050-pat00362
는 추정된 베이시스 계수 벡터이다.
Figure 112016033314050-pat00360
is the estimated channel vector,
Figure 112016033314050-pat00361
is the basis matrix,
Figure 112016033314050-pat00362
is the estimated basis coefficient vector.

도 5의 (a) 및 (c)의 경우 베이시스 행렬

Figure 112016033314050-pat00363
는 이하의 수학식 53 내지 57과 같이 표현될 수 있다.In the case of (a) and (c) of Fig. 5, the basis matrix
Figure 112016033314050-pat00363
can be expressed as in Equations 53 to 57 below.

Figure 112016033314050-pat00364
Figure 112016033314050-pat00364

Figure 112016033314050-pat00365
Figure 112016033314050-pat00365

Figure 112016033314050-pat00366
Figure 112016033314050-pat00366

Figure 112016033314050-pat00367
Figure 112016033314050-pat00367

Figure 112016033314050-pat00368
Figure 112016033314050-pat00368

도 5의 (b) 및 (d)의 경우 베이시스 행렬

Figure 112016033314050-pat00369
는 이하의 수학식 58과 같이 표현될 수 있다.In the case of (b) and (d) of Fig. 5, the basis matrix
Figure 112016033314050-pat00369
can be expressed as in Equation 58 below.

Figure 112016033314050-pat00370
Figure 112016033314050-pat00370

여기서

Figure 112016033314050-pat00371
,
Figure 112016033314050-pat00372
, 및
Figure 112016033314050-pat00373
는 수학식 54 내지 56을 따른다.here
Figure 112016033314050-pat00371
,
Figure 112016033314050-pat00372
, and
Figure 112016033314050-pat00373
follows Equations 54 to 56.

도 5의 (a)의 경우, 추정된 CIR 벡터는 이하의 수학식 59와 같이 표현될 수 있다.In the case of (a) of FIG. 5 , the estimated CIR vector may be expressed as Equation 59 below.

Figure 112016033314050-pat00374
Figure 112016033314050-pat00374

도 5의 (b)의 경우, 추정된 CIR 벡터는 이하의 수학식 60과 같이 표현될 수 있다.In the case of (b) of FIG. 5 , the estimated CIR vector may be expressed as Equation 60 below.

Figure 112016033314050-pat00375
Figure 112016033314050-pat00375

도 5의 (c)의 경우, 추정된 CIR 벡터는 이하의 수학식 61과 같이 표현될 수 있다.In the case of (c) of FIG. 5 , the estimated CIR vector may be expressed as Equation 61 below.

Figure 112016033314050-pat00376
Figure 112016033314050-pat00376

도 5의 (d)의 경우, 추정된 CIR 벡터는 이하의 수학식 62와 같이 표현될 수 있다.In the case of (d) of FIG. 5, the estimated CIR vector may be expressed as Equation 62 below.

Figure 112016033314050-pat00377
Figure 112016033314050-pat00377

추정된 CIR 벡터

Figure 112016033314050-pat00378
으로부터 이하의 수학식 63과 같이 CFR을 추정할 수 있다.Estimated CIR vector
Figure 112016033314050-pat00378
From Equation 63 below, the CFR can be estimated.

Figure 112016033314050-pat00379
Figure 112016033314050-pat00379

Figure 112016033314050-pat00380
는 CFR의 추정치,
Figure 112016033314050-pat00381
은 CIR의 추정치이다.
Figure 112016033314050-pat00380
is the estimate of the CFR,
Figure 112016033314050-pat00381
is an estimate of the CIR.

도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 BEM을 이용한 StOMP 알고리즘을 수행하는 수신단 120의 동작의 흐름도 1300이다.13 is a flowchart 1300 of an operation of the receiving terminal 120 performing the StOMP algorithm using the BEM according to various embodiments of the present disclosure.

도 13을 참고하면, 1301 단계에서 수신단 120은 잔여 벡터에 정합 필터를 적용한 벡터를 계산한다. 정합 필터가 적용된 벡터의 각 엔트리는 잔여 신호가 시스템 행렬과 어느 정도 매칭되는지에 대한 정보에 해당한다. Referring to FIG. 13 , in step 1301, the receiver 120 calculates a vector to which a matched filter is applied to the residual vector. Each entry of the vector to which the matched filter is applied corresponds to information on how much the residual signal matches the system matrix.

1303 단계에서, 수신단 120은 1301 단계에서 계산된 벡터의 엔트리 중 에너지값이 기준 값보다 큰 엔트리의 집합을 서포트 집합에 추가한다. 희소 벡터인 채널 벡터에서 0이 아닌 엔트리인 서포트의 인덱스로 구성된 집합을 이전 반복 스테이지에서의 서포트 집합과 합집합하여 서포트 집합에 새롭게 계산된 서포트의 인덱스를 추가할 수 있다.In step 1303, the receiver 120 adds a set of entries having an energy value greater than the reference value among the vector entries calculated in step 1301 to the support set. The newly calculated support index can be added to the support set by unioning the set consisting of the support index, which is a non-zero entry in the channel vector, which is a sparse vector, with the support set in the previous iteration stage.

1305 단계에서, 수신단 120은 1303 단계의 서포트 집합의 엔트리에 해당하는 열 벡터만으로 구성된 시스템 행렬의 부분 행렬을 이용하여 BEM 계수를 추정한다. BEM 계수의 추정은 제로 포싱에 의해 수행될 수 있다. 여기서 BEM 계수는 BEM 베이시스로 재구성된 채널 벡터의 베이시스의 계수를 의미한다.In step 1305, the receiver 120 estimates the BEM coefficients by using a partial matrix of a system matrix consisting only of column vectors corresponding to the entry of the support set in step 1303. Estimation of the BEM coefficient may be performed by zero forcing. Here, the BEM coefficient means the coefficient of the basis of the channel vector reconstructed with the BEM basis.

1307 단계에서, 수신단 120은 잔여 벡터를 갱신한다. 수신단 120은 추정된 BEM 계수가 기여하는 값을 빼기 위해 간섭 벡터를 형성하고 수신 신호에서 간섭 벡터를 빼준 값을 새로운 잔여 벡터로 정의하여, 잔여 벡터를 갱신한다. In step 1307, the receiving end 120 updates the residual vector. The receiver 120 forms an interference vector to subtract a value contributed by the estimated BEM coefficient, defines a value obtained by subtracting the interference vector from the received signal as a new residual vector, and updates the residual vector.

도 14는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM을 이용한 블록 StOMP 알고리즘 1400을 도시한다. 14 illustrates a block StOMP algorithm 1400 using BEM according to various embodiments of the present disclosure.

여기서 블록은 엔트리들의 값이 모두 0이거나 0이 아닌 엔트리들로 정의된다. 즉,

Figure 112016033314050-pat00382
의 엔트리 개수는
Figure 112016033314050-pat00383
인데,
Figure 112016033314050-pat00384
개의 엔트리들을 하나의 블록으로 정의하고 각 블록마다의 엔트리들의 값은 모두 0이거나 0이 아닌 엔트리로 구성된다.Here, a block is defined as entries in which all entries have zero or non-zero values. in other words,
Figure 112016033314050-pat00382
The number of entries in
Figure 112016033314050-pat00383
is,
Figure 112016033314050-pat00384
n entries are defined as one block, and the values of entries for each block are all 0 or non-zero entries.

도 14를 참고하면,

Figure 112016033314050-pat00385
은 s번째 단계에서의 잔여 벡터이며, s=1에서
Figure 112016033314050-pat00386
이고, 집합
Figure 112016033314050-pat00387
Figure 112016033314050-pat00388
이다. s(≥1)번째 반복 스테이지의 1410단계에서 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat00389
에 정합 필터를 적용한 벡터
Figure 112016033314050-pat00390
를 계산한다.
Figure 112016033314050-pat00391
의 정합 필터 출력
Figure 112016033314050-pat00392
의 j번째 엔트리는
Figure 112016033314050-pat00393
와 의 j번째 열 벡터의 매칭이 어느 정도 되어 있는지 알려주는 엔트리이다.
Figure 112016033314050-pat00394
의 엔트리 개수는
Figure 112016033314050-pat00395
인데,
Figure 112016033314050-pat00396
개의 엔트리들을 하나의 블록으로 정의한다. 그리하여
Figure 112016033314050-pat00397
Figure 112016033314050-pat00398
개의 블록을 갖게 된다. 1420단계에서
Figure 112016033314050-pat00399
Figure 112016033314050-pat00400
(
Figure 112016033314050-pat00401
)번째 블록 내의 엔트리들의 파워를
Figure 112016033314050-pat00402
으로 나눈 값의 합의 제곱근이 기준 값
Figure 112016033314050-pat00403
보다 큰 블록들의 집합
Figure 112016033314050-pat00404
를 출력한다. 여기서 기준 값과 비교되는 블록 에너지 값은 블록 내부의 엔트리들의 1 norm, 2 norm, 3 norm등의 값이 될 수도 있다. 기준 값
Figure 112016033314050-pat00405
는 반복 스테이지마다 바뀔 수 있다. 1430 단계에서 이전 반복 스테이지에서 저장되어 있던 서포트 집합
Figure 112016033314050-pat00406
에 추가한다. 즉, 이전 반복 스테이지에서 저장되어 있던
Figure 112016033314050-pat00407
Figure 112016033314050-pat00408
의 합집합을 구하고 그 결과를
Figure 112016033314050-pat00409
로 정의한다.
Figure 112016033314050-pat00410
는 오름차순으로 나열될 수 있다. s+1번째 반복 스테이지에서는 s번째 반복 스테이지에서 구한
Figure 112016033314050-pat00411
가 합집합의 입력이 될 수 있으며, 이를 위해 딜레이 유닛(delay unit)을 D로 표시하였다. 1420단계에서의 기준 값
Figure 112016033314050-pat00412
Figure 112016033314050-pat00413
과 같이 계산될 수 있으며, 여기서
Figure 112016033314050-pat00414
은 미리 정의된 계수이다.Referring to Figure 14,
Figure 112016033314050-pat00385
is the residual vector at the s-th step, at s=1
Figure 112016033314050-pat00386
and set
Figure 112016033314050-pat00387
Is
Figure 112016033314050-pat00388
to be. Residual vector at step 1410 of the s(≥1)th iteration stage
Figure 112016033314050-pat00389
vector with matched filter applied to
Figure 112016033314050-pat00390
to calculate
Figure 112016033314050-pat00391
matched filter output of
Figure 112016033314050-pat00392
The jth entry of
Figure 112016033314050-pat00393
This is an entry indicating how well the j-th column vector of and is matched.
Figure 112016033314050-pat00394
The number of entries in
Figure 112016033314050-pat00395
is,
Figure 112016033314050-pat00396
n entries are defined as one block. therefore
Figure 112016033314050-pat00397
Is
Figure 112016033314050-pat00398
have blocks. At step 1420
Figure 112016033314050-pat00399
of
Figure 112016033314050-pat00400
(
Figure 112016033314050-pat00401
) the power of the entries in the block
Figure 112016033314050-pat00402
The square root of the sum of the values divided by
Figure 112016033314050-pat00403
set of larger blocks
Figure 112016033314050-pat00404
to output Here, the block energy value compared with the reference value may be a value of 1 norm, 2 norm, 3 norm, etc. of entries in the block. reference value
Figure 112016033314050-pat00405
may change for each iteration stage. At step 1430, the set of supports stored in the previous iteration stage
Figure 112016033314050-pat00406
add to i.e. the previous iteration stage
Figure 112016033314050-pat00407
class
Figure 112016033314050-pat00408
Find the union of
Figure 112016033314050-pat00409
is defined as
Figure 112016033314050-pat00410
may be listed in ascending order. In the s+1th iteration stage, the value obtained in the sth iteration stage is
Figure 112016033314050-pat00411
may be an input of the union, and for this purpose, a delay unit is denoted as D. Reference value in step 1420
Figure 112016033314050-pat00412
Is
Figure 112016033314050-pat00413
can be calculated as, where
Figure 112016033314050-pat00414
is a predefined coefficient.

1440 단계에서는

Figure 112016033314050-pat00415
의 열 벡터 중에
Figure 112016033314050-pat00416
의 블록 엔트리에 해당하는 열 벡터 만을 모은 부분행렬이
Figure 112016033314050-pat00417
로 정의되며, s번째 반복 스테이지에서의 시스템 행렬
Figure 112016033314050-pat00418
및 수신 신호 벡터
Figure 112016033314050-pat00419
를 입력 벡터로 하여 제로 포싱 수신기를 통하여 추정된 베이시스 계수 벡터
Figure 112016033314050-pat00420
가 출력 벡터로서 출력된다.At step 1440
Figure 112016033314050-pat00415
Among the column vectors of
Figure 112016033314050-pat00416
A submatrix that collects only the column vectors corresponding to the block entries of
Figure 112016033314050-pat00417
is defined as, the system matrix at the s-th iteration stage
Figure 112016033314050-pat00418
and received signal vector
Figure 112016033314050-pat00419
The basis coefficient vector estimated through the zero-forcing receiver with
Figure 112016033314050-pat00420
is output as an output vector.

1450 단계에서, 수신 신호

Figure 112016033314050-pat00421
로부터 추정된 베이시스 계수 벡터
Figure 112016033314050-pat00422
가 기여하는 값을 빼기 위해
Figure 112016033314050-pat00423
를 간섭 벡터로 정의하여 간섭 벡터를 형성한다. 수신 신호
Figure 112016033314050-pat00424
에서
Figure 112016033314050-pat00425
를 빼준 값을
Figure 112016033314050-pat00426
로 정의하며, 이를 위해 딜레이 유닛이 이용될 수 있다.In step 1450, the received signal
Figure 112016033314050-pat00421
Basis coefficient vector estimated from
Figure 112016033314050-pat00422
to subtract the value contributed by
Figure 112016033314050-pat00423
is defined as an interference vector to form an interference vector. receive signal
Figure 112016033314050-pat00424
at
Figure 112016033314050-pat00425
minus the value
Figure 112016033314050-pat00426
, and for this purpose, a delay unit may be used.

이러한 반복 동작은 최대 반복 회수를 정하여 그 회수만큼 되었을 때,

Figure 112016033314050-pat00427
의 2 norm
Figure 112016033314050-pat00428
이 기준값보다 작아질 때, 또는
Figure 112016033314050-pat00429
의 블록 엔트리 중 절대값이 가장 큰 블록 엔트리가 기준 값보다 작아질 때 멈출 수 있다.This repetition operation determines the maximum number of repetitions and when the number of repetitions is reached,
Figure 112016033314050-pat00427
of 2 norm
Figure 112016033314050-pat00428
When it becomes less than this reference value, or
Figure 112016033314050-pat00429
It can be stopped when the block entry with the largest absolute value among the block entries of is smaller than the reference value.

블록 StOMP 알고리즘을 이용하여 추정된 베이시스 계수 벡터

Figure 112016033314050-pat00430
는 서포트 집합
Figure 112016033314050-pat00431
이 갖는 인덱스에서는 0이 아닌 값을 갖게되며, 서포트 집합
Figure 112016033314050-pat00432
의 여집합이 갖는 인덱스에서는 0인 값을 갖게된다.Basis coefficient vector estimated using block StOMP algorithm
Figure 112016033314050-pat00430
is the support set
Figure 112016033314050-pat00431
In this index, it has a non-zero value, and the support set
Figure 112016033314050-pat00432
The index of the complement set has a value of 0.

수학식 52 내지 63을 이용하여 추정된

Figure 112016033314050-pat00433
로부터 CIR 추정값과 CFR 추정 값을 구할 수 있다.Estimated using Equations 52 to 63
Figure 112016033314050-pat00433
CIR estimates and CFR estimates can be obtained from

도 15는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 BEM을 적용한 블록 stOMP을 수행하는 수신단 120의 동작을 도시한 흐름도 1500이다.15 is a flowchart 1500 illustrating an operation of the receiving terminal 120 performing block stOMP to which BEM is applied according to various embodiments of the present disclosure.

도 15를 참고하면, 1501 단계에서 수신단 120은 잔여 벡터에 정합 필터를 적용한 벡터를 계산한다. 정합 필터가 적용된 벡터의 각 엔트리는 잔여 신호가 시스템 행렬과 어느 정도 매칭되는지에 대한 정보에 해당한다. Referring to FIG. 15 , in step 1501, the receiver 120 calculates a vector to which a matched filter is applied to the residual vector. Each entry of the vector to which the matched filter is applied corresponds to information on how much the residual signal matches the system matrix.

1503 단계에서, 수신단 120은 1501 단계로부터 계산된 벡터의 엔트리 블록 중 블록 에너지값이 기준 값보다 큰 엔트리의 집합을 서포트 집합에 추가한다. 여기서 블록은 엔트리들의 값이 모두 0이거나 0이 아닌 엔트리들로 정의된다. 희소 벡터인 채널 벡터에서 0이 아닌 엔트리인 서포트 블록의 인덱스로 구성된 집합을 이전 반복 스테이지에서의 서포트 집합과 합집합하여 서포트 집합에 새롭게 계산된 서포트의 블록 인덱스를 추가할 수 있다.In step 1503, the receiver 120 adds a set of entries having a block energy value greater than a reference value among the vector entry blocks calculated in step 1501 to the support set. Here, a block is defined as entries in which all entries have zero or non-zero values. The newly calculated block index of support can be added to the support set by unioning the set consisting of the index of the support block, which is a non-zero entry in the channel vector, which is a sparse vector, with the support set of the previous iteration stage.

1505 단계에서, 수신단 120은 1503 단계에서 결정된 서포트 집합의 엔트리에 해당하는 열 벡터만으로 구성된 시스템 행렬의 부분 행렬을 이용하여 BEM 계수를 추정한다. BEM 계수의 추정은 제로 포싱에 의해 수행될 수 있다. 여기서 BEM 계수는 BEM 베이시스로 재구성된 채널 벡터의 베이시스의 계수를 의미한다.In step 1505, the receiver 120 estimates the BEM coefficients by using the partial matrix of the system matrix consisting only of column vectors corresponding to the entries of the support set determined in step 1503. Estimation of the BEM coefficient may be performed by zero forcing. Here, the BEM coefficient means the coefficient of the basis of the channel vector reconstructed with the BEM basis.

1507 단계에서, 수신단 120은 잔여 벡터를 갱신한다. 수신단 120은 추정된 BEM계수가 기여하는 값을 빼기 위해 간섭 벡터를 형성하고 수신 신호에서 간섭 벡터를 빼준 값을 새로운 잔여 벡터로 정의하여, 잔여 벡터를 갱신한다. In step 1507, the receiving end 120 updates the residual vector. The receiver 120 forms an interference vector to subtract a value contributed by the estimated BEM coefficient, defines a value obtained by subtracting the interference vector from the received signal as a new residual vector, and updates the residual vector.

본 개시에서는 BEM 중에 다항식 형태를 갖는 LP 을 사용하였지만, 여기에 한정 되는 것은 아니며, 테일러 다항식(Taylor polynomial), 프로레이트 스페로이덜 시퀀스(Prorate spheroidal sequence), 콤플렉스 익스퍼넨셜(complex exponential), 오버샘플 컴플렉스 익스퍼넨셜(oversampled complex exponential) 등 다양한 BEM 을 사용하여 StOMP 과 block StOMP 에 결합할 수 있다.In the present disclosure, although LP having a polynomial form is used in BEM, it is not limited thereto, and Taylor polynomial, Prorate spheroidal sequence, complex exponential, oversample StOMP and block StOMP can be combined using various BEMs such as oversampled complex exponential.

도 16a 및 도 16b는 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme, MCS)에 따른 IDFT 기반 채널 추정 및 StOMP 알고리즘을 이용한 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프 1600을 도시한다.16A and 16B show a graph 1600 for BLER performance according to an IDFT-based channel estimation according to a modulation and coding scheme (MCS) and a channel estimation scheme using a StOMP algorithm.

도 16a는 MCS가 0일 때 BLER(block error rate) 성능 시뮬레이션 결과 1600을 도시한다. 가로축은 데시벨(decibel, dB)단위의 평균 캐리어 대 잡음 비(carrier to noise ratio, CNR)을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 시뮬레이션 대상 채널의 딜레이 및 파워 프로필은 각각

Figure 112016033314050-pat00434
Figure 112016033314050-pat00435
이며, 채널의 다중경로는 각각 독립이며, 영-평균 정규(zero-mean normal) 분포를 따르고, 도플러 주파수는 300Hz이다. 위 분포를 따르도록 구현된 채널은 총 앙상블 파워가 1이 되도록 스케일된다. 시스템 대역폭은 10MHz이고, 변조방식은 QPSK(quadrature phase shift keying)이며, 수신단에게 스케쥴된 PRB 개수는 50개이며, SISO이다. 전송 블록 크기는 1384 비트이며, 50개의 PRB에 포함될 수 있는 비트는 15000비트이므로 유효 채널 코드 레이트(effective channel code rate)는 1384/15000 = 0.0923이며, 채널 디코더는 맥스 로그-맵(max log-map) 방식으로 동작한다. 터보 디코더(turbo decoder)의 반복 동작 회수는 8회이며, 4000 서브프레임 구간 동안의 채널을 가지고 실험을 하였다. 도 16a의 BLER 곡선을 살펴보면 StOMP 방식이 BLER = 0.1에서 최적 채널 추정기인 LMMSE 방식에 비해 0.65dB의 성능 열화를 보이는 것을 알 수 있다. Genie는 채널을 알고 있을 때의 BLER 곡선을 의미한다. 즉, 낮은 반송파 대 잡음비(CNR)에서 동작하는 MCS인 경우에는 채널을 일정한(static) 것으로 가정하고 StOMP를 이용해도 최적 성능에 근접함을 알 수 있다.16A shows a block error rate (BLER) performance simulation result 1600 when MCS is 0. FIG. The horizontal axis represents an average carrier to noise ratio (CNR) in units of decibels (dB), and the vertical axis represents BLER. The delay and power profiles of the simulated channels are each
Figure 112016033314050-pat00434
and
Figure 112016033314050-pat00435
, and the channel multipath is independent, follows a zero-mean normal distribution, and the Doppler frequency is 300 Hz. A channel implemented to follow the above distribution is scaled so that the total ensemble power becomes 1. The system bandwidth is 10 MHz, the modulation method is QPSK (quadrature phase shift keying), the number of PRBs scheduled to the receiving end is 50, and SISO. The transport block size is 1384 bits, and the number of bits that can be included in 50 PRBs is 15000 bits, so the effective channel code rate is 1384/15000 = 0.0923, and the channel decoder is a max log-map ) works in this way. The number of repetitions of the turbo decoder is 8, and an experiment was conducted with channels for 4000 subframes. Looking at the BLER curve of FIG. 16A , it can be seen that the StOMP method exhibits performance degradation of 0.65 dB compared to the LMMSE method, which is an optimal channel estimator, at BLER = 0.1. Genie means the BLER curve when the channel is known. That is, in the case of an MCS operating at a low carrier-to-noise ratio (CNR), it can be seen that the optimal performance is close to the optimal performance even if the channel is assumed to be static and StOMP is used.

도 16b는 MCS가 21일 때 BLER 성능 시뮬레이션 결과 1610을 도시한다. 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 실험환경은 MCS를 제외하고 도 16a의 경우와 동일하다. 전송 블록 크기가 21384비트이며 50 PRB에 포함될 수 있는 비트는 45000비트이므로 유효 채널 코드 레이트는 21384/45000 = 0.4752이다. 도 16b의 BLER 곡선을 살펴보면, 최적 채널 추정기인 LMMSE 방식 및 Genie 방식은 BLER < 0.01이 가능함을 알 수 있다. 이에 비해 IDFT 기반 채널 추정 및 StOMP 알고리즘을 이용한 채널 추정 방식은 높은 CNR영역에서 에러 플로어(error floor) 현상을 보이므로, 에러가 발생했을 때, 송신단에서 재전송을 하여도 큰 성능 이득이 없을 것임을 예상할 수 있다.16B shows a BLER performance simulation result 1610 when MCS is 21. FIG. The horizontal axis represents the average CNR in dB, and the vertical axis represents BLER. The experimental environment is the same as in the case of FIG. 16A except for the MCS. Since the transport block size is 21384 bits and the number of bits that can be included in 50 PRBs is 45000 bits, the effective channel code rate is 21384/45000 = 0.4752. Looking at the BLER curve of FIG. 16B , it can be seen that BLER < 0.01 is possible in the LMMSE method and the Genie method, which are the optimal channel estimators. In contrast, IDFT-based channel estimation and channel estimation using the StOMP algorithm show an error floor in a high CNR region. can

도 17a 및 도 17b는 IDFT, StOMP 알고리즘, 및 LP BEM을 결합한 StOMP를 이용한 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프를 도시한다.17A and 17B show graphs for BLER performance according to a channel estimation technique using StOMP combining IDFT, StOMP algorithm, and LP BEM.

도 17a는 MCS가 0일 때의 IDFT, StOMP 알고리즘, 및 LP BEM을 결합한 StOMP를 이용한 채널 추정의 BLER 평가 시뮬레이션 결과 1700을 도시한다. 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 실험환경은 도 16a의 경우와 동일하다. BLER 곡선을 살펴보면, StOMP 방식, 2개의 LP의 베이시스를 사용한 StOMP, 3개의 LP의 베이시스를 사용한 StOMP 모두 BLER = 0.1에서 최적 추정기인 LMMSE 방식에 비해 0.65dB 성능 열화를 보이는 것을 알 수 있다. 즉, 낮은 CNR에서 동작하는 MCS 0의 경우에 LP BEM을 결합한 StOMP는 그렇지 않은 StOMP와 동일한 성능을 보이는 것을 알 수 있다.FIG. 17A shows a BLER evaluation simulation result 1700 of channel estimation using StOMP combining IDFT, StOMP algorithm, and LP BEM when MCS is 0. FIG. The horizontal axis represents the average CNR in dB, and the vertical axis represents BLER. The experimental environment is the same as in the case of FIG. 16A. Looking at the BLER curve, it can be seen that the StOMP method, StOMP using the basis of 2 LPs, and StOMP using the basis of 3 LPs all show 0.65dB performance degradation at BLER = 0.1 compared to the LMMSE method, which is the optimal estimator. That is, in the case of MCS 0 operating at low CNR, it can be seen that the StOMP combined with the LP BEM exhibits the same performance as the non-StOMP.

도 17b는 MCS가 21일 때의 IDFT, StOMP 알고리즘, 및 LP BEM을 결합한 StOMP를 이용한 채널 추정의 BLER 평가 시뮬레이션 결과 1710을 도시한다. 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 실험환경은 도 16b의 경우와 동일하다. StOMP를 이용한 채널 추정 방식은 높은 CNR 영역에서 에러 플로어 현상을 보이는 데 비해, LP의 베이시스 및 StOMP를 결합한 채널 추정 방식은 베이시스의 개수를 2개 및 3개로 늘이면서 BLER 성능이 최적 추정기에 근접하고 있음을 알 수 있다. 도플러 주파수 및 순시 SNR에 따라 최적의 BEM 베이시스의 개수를 선택하기 위해 적응적 BEM 선택이 적용될 수 있다.FIG. 17B shows a BLER evaluation simulation result 1710 of channel estimation using StOMP combining IDFT, StOMP algorithm, and LP BEM when MCS is 21. FIG. The horizontal axis represents the average CNR in dB, and the vertical axis represents BLER. The experimental environment is the same as in the case of FIG. 16B. The channel estimation method using StOMP shows an error floor phenomenon in the high CNR region, whereas the channel estimation method combining the basis of LP and StOMP increases the number of basis to 2 and 3, and BLER performance approaches the optimal estimator. can be known Adaptive BEM selection can be applied to select the optimal number of BEM basis according to the Doppler frequency and the instantaneous SNR.

도 18a 및 도 18b는 IDFT, StOMP 알고리즘, 및 LP BEM을 결합한 블록 StOMP를 이용한 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프를 도시한다. 도 18a는 MCS가 0일 때의 IDFT, StOMP 알고리즘, 및 LP BEM을 결합한 블록 StOMP를 이용한 채널 추정의 BLER 평가 시뮬레이션 결과 1800를 도시한다. 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 실험환경은 도 16a 및 도 17a의 경우와 동일하다. BLER 곡선을 살펴보면 StOMP 방식 모두 BLER = 0.1에서 최적 채널 추정기인 LLMSE 방식에 비해 0.65dB 성능 열화를 보이는 반면, 2개의 LP 베이시스를 사용한 StOMP, 3개의 LP 베이시스를 사용한 StOMP 방식은 성능 열화가 더욱 심해지는 것을 알 수 있다. 도플러 주파수 및 순시 SNR에 따라 최적의 BEM 베이시스의 개수를 선택하기 위해 적응적 BEM 선택이 적용될 수 있다.18A and 18B show graphs of BLER performance according to a channel estimation technique using block StOMP combining IDFT, StOMP algorithm, and LP BEM. 18A shows a BLER evaluation simulation result 1800 of channel estimation using block StOMP combining IDFT, StOMP algorithm, and LP BEM when MCS is 0. FIG. The horizontal axis represents the average CNR in dB, and the vertical axis represents BLER. The experimental environment is the same as in the case of FIGS. 16A and 17A. Looking at the BLER curve, both StOMP methods show 0.65 dB performance degradation compared to the LLMSE method, which is the optimal channel estimator, at BLER = 0.1. it can be seen that Adaptive BEM selection can be applied to select the optimal number of BEM basis according to the Doppler frequency and the instantaneous SNR.

도 18b는 MCS가 21일 때의 IDFT, StOMP 알고리즘, 및 LP BEM을 결합한 블록 StOMP를 이용한 채널 추정의 BLER 평가 시뮬레이션 결과 1810를 도시한다. 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 실험환경은 도 16b 및 도 17b의 경우와 동일하다. StOMP를 이용한 채널 추정 방식은 높은 CNR 영역에서 에러 플로어 현상을 보이는 데 비해 LP의 베이시스 및 블록 StOMP를 이용한 채널 추정 방식은 베이시스의 개수를 2개, 3개로 늘이면서 BLER 성능이 최적 채널 추정기에 근접하고 있음을 알 수 있다. 도플러 주파수 및 순시 SNR에 따라 최적의 BEM 베이시스의 개수를 선택하기 위해 적응적 BEM 선택이 적용될 수 있다.18B shows a BLER evaluation simulation result 1810 of channel estimation using block StOMP combining IDFT, StOMP algorithm, and LP BEM when MCS is 21. FIG. The horizontal axis represents the average CNR in dB, and the vertical axis represents BLER. The experimental environment is the same as in the case of FIGS. 16B and 17B. The channel estimation method using StOMP shows an error floor phenomenon in the high CNR region, whereas the channel estimation method using the basis and block StOMP of LP increases the number of basis to two or three, and the BLER performance approaches the optimal channel estimator and It can be seen that there is Adaptive BEM selection can be applied to select the optimal number of BEM basis according to the Doppler frequency and the instantaneous SNR.

이하, MIMO 시스템, 또는 다중 안테나 시스템에서의 채널 추정 기법에 관하여 설명한다. 후술되는 설명들은 송신단의 안테나의 개수가 4개인 경우를 가정하여 설명하지만, 이는 설명을 위한 가정일 뿐이다. 본 개시는 다른 안테나 개수에 대한 실시 예들을 배제하지 않는다.Hereinafter, a channel estimation technique in a MIMO system or a multi-antenna system will be described. The following descriptions will be made on the assumption that the number of antennas at the transmitting end is four, but this is only an assumption for description. The present disclosure does not exclude embodiments for different numbers of antennas.

도 19a 내지 도 19c는 무선 통신 시스템에서 송신 안테나의 개수에 따른 기준 신호 패턴을 도시한다. 구체적으로, 도19a는 송신 안테나 개수가 1개 일 때의 CRS 패턴, 도 19b는 송신 안테나 개수가 2개 일 때의 CRS 패턴, 도 19c는 송신 안테나 개수가 4개 일 때의 CRS 패턴을 도시한다.19A to 19C show reference signal patterns according to the number of transmit antennas in a wireless communication system. Specifically, FIG. 19A shows a CRS pattern when the number of transmit antennas is one, FIG. 19B shows a CRS pattern when the number of transmit antennas is two, and FIG. 19C shows a CRS pattern when the number of transmit antennas is four. .

도 19a의 그리드(grid) 1910은 송신 안테나 개수가 1개 일 때의 CRS 패턴을 도시한다. 도 19a에서 빗금 표시된 RE에 위치한 CRS R0가 채널 추정에 이용된다. A grid 1910 of FIG. 19A shows a CRS pattern when the number of transmit antennas is one. CRS R0 located at RE indicated by hatching in FIG. 19A is used for channel estimation.

도 19b는 송신 안테나 개수가 2개 일 때의 CRS 패턴을 도시한다. 도 19b의 그리드 1920은 0번 안테나에 대한 CRS 패턴을 나타내며, 빗금 표시된 RE에 위치한 CRS R0가 채널 추정에 이용된다. 또한, 도 19b의 그리드 1922는 1번 안테나에 대한 CRS 패턴을 나타내며, 빗금 표시된 RE에 위치한 CRS R1이 채널 추정에 이용된다.19B shows a CRS pattern when the number of transmit antennas is two. The grid 1920 of FIG. 19B shows the CRS pattern for antenna 0, and CRS R 0 located in the hatched RE is used for channel estimation. In addition, the grid 1922 of FIG. 19B shows the CRS pattern for antenna No. 1, and CRS R 1 located in the hatched RE is used for channel estimation.

도 19c는 송신 안테나 개수가 4개 일 때의 CRS 패턴을 도시한다. 도 19c의 그리드 1930은 0번 안테나에 대한 CRS 패턴을 나타내며, 그리드 1930에서 빗금 표시된 RE에 위치한 CRS R0가 채널 추정에 이용된다. 또한, 도 19c의 그리드 1932는 1번 안테나에 대한 CRS 패턴을 나타내며, 빗금 표시된 RE에 위치한 CRS R1이 채널 추정에 이용된다. 도 19c의 그리드 1934는 2번 안테나에 대한 CRS 패턴을 나타내며, 1934에서 빗금 표시된 RE에 위치한 CRS R2가 채널 추정에 이용된다. 또한, 도 19c의 그리드 1936은 3번 안테나에 대한 CRS 패턴을 나타내며, 빗금 표시된 RE에 위치한 CRS R3이 채널 추정에 이용된다.19C shows a CRS pattern when the number of transmit antennas is four. The grid 1930 of FIG. 19C represents the CRS pattern for antenna 0, and the CRS R 0 located at the RE indicated by hatching in the grid 1930 is used for channel estimation. In addition, the grid 1932 of FIG. 19C shows the CRS pattern for antenna No. 1, and CRS R 1 located in the hatched RE is used for channel estimation. The grid 1934 of FIG. 19C shows the CRS pattern for antenna #2, and CRS R 2 located in the RE indicated by hatching in 1934 is used for channel estimation. In addition, grid 1936 of FIG. 19C shows the CRS pattern for antenna 3, and CRS R 3 located in the hatched RE is used for channel estimation.

ADC에서 샘플링된 수신 신호의 타이밍

Figure 112016033314050-pat00436
에서
Figure 112016033314050-pat00437
번째 송신 안테나(
Figure 112016033314050-pat00438
)로부터
Figure 112016033314050-pat00439
번째 수신 안테나(
Figure 112016033314050-pat00440
) 사이의
Figure 112016033314050-pat00441
번째 채널 탭 값인
Figure 112016033314050-pat00442
은 이하의 수학식 64와 같이 표현되면,
Figure 112016033314050-pat00443
는 송신 안테나의 총 개수,
Figure 112016033314050-pat00444
은 수신 안테나의 총 개수이다.Timing of the Sampled Receive Signal at the ADC
Figure 112016033314050-pat00436
at
Figure 112016033314050-pat00437
second transmit antenna (
Figure 112016033314050-pat00438
)from
Figure 112016033314050-pat00439
the second receiving antenna (
Figure 112016033314050-pat00440
) between
Figure 112016033314050-pat00441
The second channel tap value
Figure 112016033314050-pat00442
is expressed as Equation 64 below,
Figure 112016033314050-pat00443
is the total number of transmit antennas,
Figure 112016033314050-pat00444
is the total number of receive antennas.

Figure 112016033314050-pat00445
Figure 112016033314050-pat00445

여기서,

Figure 112016033314050-pat00446
는 송신 안테나의 번호,
Figure 112016033314050-pat00447
는 수신 안테나의 번호,
Figure 112016033314050-pat00448
는 희소한 무선 채널의 다중 경로(multipath)의 개수,
Figure 112016033314050-pat00449
는 칩 길이를 나타낸다.
Figure 112016033314050-pat00450
는 수신 신호의 타이밍
Figure 112016033314050-pat00451
에서
Figure 112016033314050-pat00452
번째 송신 안테나와
Figure 112016033314050-pat00453
번째 수신 안테나 사이의
Figure 112016033314050-pat00454
번째 경로의 계수를 나타내며,
Figure 112016033314050-pat00455
Figure 112016033314050-pat00456
번째 경로의 딜레이를 나타내고,
Figure 112016033314050-pat00457
인 경우,
Figure 112016033314050-pat00458
Figure 112016033314050-pat00459
는 각각
Figure 112016033314050-pat00460
Figure 112016033314050-pat00461
으로 정의된다.here,
Figure 112016033314050-pat00446
is the number of the transmitting antenna,
Figure 112016033314050-pat00447
is the number of the receiving antenna,
Figure 112016033314050-pat00448
is the number of multipaths of the sparse radio channel,
Figure 112016033314050-pat00449
represents the chip length.
Figure 112016033314050-pat00450
is the timing of the received signal
Figure 112016033314050-pat00451
at
Figure 112016033314050-pat00452
second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00453
between the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00454
represents the coefficient of the th path,
Figure 112016033314050-pat00455
go
Figure 112016033314050-pat00456
represents the delay of the th path,
Figure 112016033314050-pat00457
If ,
Figure 112016033314050-pat00458
Wow
Figure 112016033314050-pat00459
is each
Figure 112016033314050-pat00460
class
Figure 112016033314050-pat00461
is defined as

시간

Figure 112016033314050-pat00462
에서 송신 필터 및 수신 필터에 의한 합성 필터를
Figure 112016033314050-pat00463
라고 할 때,
Figure 112016033314050-pat00464
Figure 112016033314050-pat00465
의 길이를 갖는다고 가정한다.
Figure 112016033314050-pat00466
은 지연 확산 값으로서,
Figure 112016033314050-pat00467
으로 표현된다.
Figure 112016033314050-pat00468
는 크로네커 델타이다. ADC 샘플 공간에서 바라본 타이밍
Figure 112016033314050-pat00469
에서
Figure 112016033314050-pat00470
번째 송신 안테나로부터
Figure 112016033314050-pat00471
번째 수신 안테나 사이의
Figure 112016033314050-pat00472
번째 채널 탭
Figure 112016033314050-pat00473
Figure 112016033314050-pat00474
번째 경로가 기여하는 성분은
Figure 112016033314050-pat00475
중에서
Figure 112016033314050-pat00476
일 때,
Figure 112016033314050-pat00477
이다. 수학식 64에서
Figure 112016033314050-pat00478
Figure 112016033314050-pat00479
인 경우, 이하의 수학식 65를 만족하게 하는 상수이다.hour
Figure 112016033314050-pat00462
Synthesis filter by transmit filter and receive filter in
Figure 112016033314050-pat00463
when said,
Figure 112016033314050-pat00464
Is
Figure 112016033314050-pat00465
Assume that it has a length of
Figure 112016033314050-pat00466
is the delay spread value,
Figure 112016033314050-pat00467
is expressed as
Figure 112016033314050-pat00468
is the Kronecker delta. Timing from ADC Sample Space
Figure 112016033314050-pat00469
at
Figure 112016033314050-pat00470
from the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00471
between the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00472
second channel tab
Figure 112016033314050-pat00473
to
Figure 112016033314050-pat00474
The component that the second pathway contributes is
Figure 112016033314050-pat00475
Between
Figure 112016033314050-pat00476
when,
Figure 112016033314050-pat00477
to be. in Equation 64
Figure 112016033314050-pat00478
Is
Figure 112016033314050-pat00479
In the case of , it is a constant that satisfies Equation 65 below.

Figure 112016033314050-pat00480
Figure 112016033314050-pat00480

수학식 65에서

Figure 112016033314050-pat00481
는 평균 또는 기대 값이고,
Figure 112016033314050-pat00482
는 ADC 샘플 공간에서 바라본 타이밍
Figure 112016033314050-pat00483
에서
Figure 112016033314050-pat00484
번째 송신 안테나로부터
Figure 112016033314050-pat00485
번째 수신 안테나 사이의
Figure 112016033314050-pat00486
번째 채널 탭,
Figure 112016033314050-pat00487
은 지연 확산 값이다.From Equation 65
Figure 112016033314050-pat00481
is the mean or expected value,
Figure 112016033314050-pat00482
is the timing as seen in ADC sample space
Figure 112016033314050-pat00483
at
Figure 112016033314050-pat00484
from the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00485
between the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00486
second channel tab,
Figure 112016033314050-pat00487
is the delay spread value.

수학식 64에서

Figure 112016033314050-pat00488
Figure 112016033314050-pat00489
의 선형 중첩으로 표현되므로, 벡터
Figure 112016033314050-pat00490
Figure 112016033314050-pat00491
Figure 112016033314050-pat00492
Figure 112016033314050-pat00493
로 정의할 때, 위 첨자
Figure 112016033314050-pat00494
는 전치를 의미하고,
Figure 112016033314050-pat00495
Figure 112016033314050-pat00496
의 관계는 이하의 수학식 66과 같이 표현할 수 있다.in Equation 64
Figure 112016033314050-pat00488
silver
Figure 112016033314050-pat00489
Since it is expressed as a linear superposition of
Figure 112016033314050-pat00490
Wow
Figure 112016033314050-pat00491
second
Figure 112016033314050-pat00492
class
Figure 112016033314050-pat00493
When defined as , superscript
Figure 112016033314050-pat00494
means transpose,
Figure 112016033314050-pat00495
Wow
Figure 112016033314050-pat00496
The relationship between can be expressed as in Equation 66 below.

Figure 112016033314050-pat00497
Figure 112016033314050-pat00497

Figure 112016033314050-pat00498
Figure 112016033314050-pat00499
Figure 112016033314050-pat00500
Figure 112016033314050-pat00501
로 정의되며, 위 첨자
Figure 112016033314050-pat00502
는 전치를 의미하고,
Figure 112016033314050-pat00503
는 ADC 샘플 공간에서 바라본 타이밍
Figure 112016033314050-pat00504
에서
Figure 112016033314050-pat00505
번째 송신 안테나로부터
Figure 112016033314050-pat00506
번째 수신 안테나 사이의
Figure 112016033314050-pat00507
번째 채널 탭,
Figure 112016033314050-pat00508
는 수신 신호의 타이밍
Figure 112016033314050-pat00509
에서
Figure 112016033314050-pat00510
번째 송신 안테나로부터
Figure 112016033314050-pat00511
번째 수신 안테나 사이의
Figure 112016033314050-pat00512
번째 경로의 계수,
Figure 112016033314050-pat00513
은 누출 행렬로 지칭되며, 수학식 66을 만족하게 하는 행렬이다.
Figure 112016033314050-pat00498
Wow
Figure 112016033314050-pat00499
Is
Figure 112016033314050-pat00500
class
Figure 112016033314050-pat00501
is defined as a superscript
Figure 112016033314050-pat00502
means transpose,
Figure 112016033314050-pat00503
is the timing as seen in ADC sample space
Figure 112016033314050-pat00504
at
Figure 112016033314050-pat00505
from the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00506
between the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00507
second channel tab,
Figure 112016033314050-pat00508
is the timing of the received signal
Figure 112016033314050-pat00509
at
Figure 112016033314050-pat00510
from the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00511
between the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00512
coefficient of the second path,
Figure 112016033314050-pat00513
is referred to as a leak matrix, and is a matrix satisfying Equation 66.

Figure 112016033314050-pat00514
번째 송신 안테나로부터
Figure 112016033314050-pat00515
번째 수신 안테나로 전송된 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00516
의 CRS가 위치한 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00517
(
Figure 112016033314050-pat00518
)의 RE
Figure 112016033314050-pat00519
에서의 수신 신호를 생각할 수 있다. 송신 안테나 별로 직교하게 배치된 CRS의 값과 위치는 기지국과 UE가 서로 알고 있으므로,
Figure 112016033314050-pat00520
번째 수신 안테나의 수신 신호에서
Figure 112016033314050-pat00521
번째 송신 안테나와 연관된 CRS 값을 나눈 신호
Figure 112016033314050-pat00522
는 이하의 수학식 67과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112016033314050-pat00514
from the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00515
Subframe transmitted to the second receive antenna
Figure 112016033314050-pat00516
OFDM symbol where CRS of
Figure 112016033314050-pat00517
(
Figure 112016033314050-pat00518
) of RE
Figure 112016033314050-pat00519
We can think of the received signal from Since the base station and the UE know the value and location of the CRS orthogonally arranged for each transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00520
In the received signal of the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00521
A signal obtained by dividing the CRS value associated with the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00522
can be expressed as in Equation 67 below.

Figure 112016033314050-pat00523
Figure 112016033314050-pat00523

여기서,

Figure 112016033314050-pat00524
Figure 112016033314050-pat00525
번째 수신 안테나의 수신 신호에서
Figure 112016033314050-pat00526
번째 송신 안테나와 연관된 CRS 값을 나눈 신호,
Figure 112016033314050-pat00527
Figure 112016033314050-pat00528
번째 수신 안테나의 신호에서 CRS가 위치한
Figure 112016033314050-pat00529
번째 OFDM 심볼의 RE
Figure 112016033314050-pat00530
에서의 잡음 신호이다. 잡음 신호
Figure 112016033314050-pat00531
의 분산을
Figure 112016033314050-pat00532
으로 정의한다. 한 개의 OFDM 심볼 구간 동안 채널은 변화하지 않는다고 가정하면,
Figure 112016033314050-pat00533
은 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00534
마다
Figure 112016033314050-pat00535
을 샘플링 한 값이다. 도 19a 내지 도 19c에서
Figure 112016033314050-pat00536
은 0번 송신 안테나와 1번 송신 안테나를 위한 CRS가 위치한 OFDM 심볼이며,
Figure 112016033314050-pat00537
은 2번 송신 안테나와 3번 송신 안테나를 위한 CRS가 위치한 OFDM 심볼이다. OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00538
에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수를
Figure 112016033314050-pat00539
라고 하고,
Figure 112016033314050-pat00540
을 수신 안테나의 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00541
에서
Figure 112016033314050-pat00542
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 주파수 영역 잡음을 오름차순으로 나열한 벡터라 하고,
Figure 112016033314050-pat00543
Figure 112016033314050-pat00544
번째 수신 안테나의 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00545
에서
Figure 112016033314050-pat00546
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 주파수 영역 수신 신호를 오름차순으로 나열한 벡터로 정의한다. 여기에서 수신기는 정확한
Figure 112016033314050-pat00547
을 알 수 없으므로, 통상 채널 지연 확산이 최대 CP 길이
Figure 112016033314050-pat00548
라 가정하고, 송신 필터 및 수신 필터에 의한 추가 지연 확산 값을 고려해서, 지역 확산 값
Figure 112016033314050-pat00549
은 아래의 수학식 68과 같이 표현될 수 있다.here,
Figure 112016033314050-pat00524
Is
Figure 112016033314050-pat00525
In the received signal of the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00526
A signal obtained by dividing the CRS value associated with the second transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00527
Is
Figure 112016033314050-pat00528
In the signal of the second receiving antenna, the CRS is located
Figure 112016033314050-pat00529
RE of the th OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00530
is the noise signal in noise signal
Figure 112016033314050-pat00531
the dispersion of
Figure 112016033314050-pat00532
to be defined as Assuming that the channel does not change during one OFDM symbol period,
Figure 112016033314050-pat00533
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00534
every
Figure 112016033314050-pat00535
is the sampled value. 19a to 19c
Figure 112016033314050-pat00536
is an OFDM symbol in which CRSs for transmit antenna 0 and transmit antenna 1 are located,
Figure 112016033314050-pat00537
is an OFDM symbol in which CRSs for the second transmit antenna and the third transmit antenna are located. OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00538
The total number of REs occupied by CRS in
Figure 112016033314050-pat00539
say,
Figure 112016033314050-pat00540
is the OFDM symbol of the receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00541
at
Figure 112016033314050-pat00542
Let the vector listing the frequency domain noise in which the CRS associated with the th transmit antenna is located in ascending order,
Figure 112016033314050-pat00543
second
Figure 112016033314050-pat00544
OFDM symbol of the second receive antenna
Figure 112016033314050-pat00545
at
Figure 112016033314050-pat00546
It is defined as a vector in which the frequency domain reception signal in which the CRS associated with the th transmit antenna is located is arranged in ascending order. Here the receiver is
Figure 112016033314050-pat00547
is unknown, so usually the channel delay spread is the maximum CP length.
Figure 112016033314050-pat00548
, and considering the additional delay spread by the transmit filter and the receive filter, the local spread value
Figure 112016033314050-pat00549
can be expressed as in Equation 68 below.

Figure 112016033314050-pat00550
Figure 112016033314050-pat00550

Figure 112016033314050-pat00551
은 지연 확산 값,
Figure 112016033314050-pat00552
은 최대 CP 길이,
Figure 112016033314050-pat00553
는 송신 및 수신 필터에 의한 추가 지연 확산값이다.
Figure 112016033314050-pat00551
is the delay spread value,
Figure 112016033314050-pat00552
is the maximum CP length,
Figure 112016033314050-pat00553
is the value of the additional delay spread by the transmit and receive filters.

CIR 벡터를

Figure 112016033314050-pat00554
라고 할 때, 수신 신호 벡터는 아래의 수학식 69와 같이 정의된다.CIR vector
Figure 112016033314050-pat00554
, the received signal vector is defined as in Equation 69 below.

Figure 112016033314050-pat00555
Figure 112016033314050-pat00555

여기서,

Figure 112016033314050-pat00556
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00557
번째 열
Figure 112016033314050-pat00558
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00559
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00560
라 할 때,
Figure 112016033314050-pat00561
은 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00562
에서 에서
Figure 112016033314050-pat00563
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 RE의 서브캐리어 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00564
의 행 벡터들과 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00565
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이다. 그러므로
Figure 112016033314050-pat00566
의 크기는
Figure 112016033314050-pat00567
이다. here,
Figure 112016033314050-pat00556
second row and
Figure 112016033314050-pat00557
second column
Figure 112016033314050-pat00558
entry of
Figure 112016033314050-pat00559
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00560
When you say
Figure 112016033314050-pat00561
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00562
in from
Figure 112016033314050-pat00563
Corresponding to the subcarrier index of the RE in which the CRS associated with the th transmit antenna is located
Figure 112016033314050-pat00564
row vectors and column vectors 0 to column vectors of
Figure 112016033314050-pat00565
Up to is a submatrix of column vectors. therefore
Figure 112016033314050-pat00566
the size of
Figure 112016033314050-pat00567
to be.

도 19a 내지 도 19c에 의하면, 0번 송신 안테나와 1번 송신 안테나를 위한 CRS가 4개의 OFDM 심볼들 상에 위치하고, CRS가 점유하는 RE의 서브캐리어 인덱스를 고려한다. 또한, 2번 송신 안테나와 3번 송신 안테나를 위한 CRS가 2개의 OFDM 심볼들 상에 위치하고, CRS가 점유하는 RE의 인덱스를 고려하면 부분 행렬

Figure 112016033314050-pat00568
은 다음의 수학식 70과 수학식 71과 같이 표현될 수 있다.19A to 19C, CRSs for transmit antenna 0 and transmit antenna 1 are located on four OFDM symbols, and the subcarrier index of RE occupied by the CRS is considered. In addition, when the CRS for the second transmit antenna and the third transmit antenna are located on two OFDM symbols, and the index of the RE occupied by the CRS is considered, a partial matrix
Figure 112016033314050-pat00568
can be expressed as in Equations 70 and 71 below.

Figure 112016033314050-pat00569
Figure 112016033314050-pat00569

여기서,

Figure 112016033314050-pat00570
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00571
번째 열
Figure 112016033314050-pat00572
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00573
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00574
라 할 때,
Figure 112016033314050-pat00575
은 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00576
에서 에서
Figure 112016033314050-pat00577
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 RE의 서브캐리어 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00578
의 행 벡터들과 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00579
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이다.here,
Figure 112016033314050-pat00570
second row and
Figure 112016033314050-pat00571
second column
Figure 112016033314050-pat00572
entry of
Figure 112016033314050-pat00573
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00574
When you say
Figure 112016033314050-pat00575
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00576
in from
Figure 112016033314050-pat00577
Corresponding to the subcarrier index of the RE in which the CRS associated with the th transmit antenna is located
Figure 112016033314050-pat00578
row vectors and column vectors 0 to column vectors of
Figure 112016033314050-pat00579
Up to is a submatrix of column vectors.

Figure 112016033314050-pat00580
Figure 112016033314050-pat00580

여기서,

Figure 112016033314050-pat00581
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00582
번째 열
Figure 112016033314050-pat00583
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00584
로 갖는 행렬을
Figure 112016033314050-pat00585
라 할 때,
Figure 112016033314050-pat00586
은 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00587
에서 에서
Figure 112016033314050-pat00588
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 RE의 서브캐리어 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00589
의 행 벡터들과 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00590
까지 열 벡터들로 이루어진 부분행렬이다.here,
Figure 112016033314050-pat00581
second row and
Figure 112016033314050-pat00582
second column
Figure 112016033314050-pat00583
entry of
Figure 112016033314050-pat00584
a matrix with
Figure 112016033314050-pat00585
When you say
Figure 112016033314050-pat00586
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00587
in from
Figure 112016033314050-pat00588
Corresponding to the subcarrier index of the RE in which the CRS associated with the th transmit antenna is located
Figure 112016033314050-pat00589
row vectors and column vectors 0 to column vectors of
Figure 112016033314050-pat00590
Up to is a submatrix of column vectors.

도 20a 내지 도 20c는 송신 안테나의 개수가 4개일 때, OFDM 심볼의 영역마다 이용되는 기준 신호 패턴을 도시한다. 도 20a 내지 도 20c에서 상단에 돌출된 선은 서브프레임 경계를 나타낸다.20A to 20C show reference signal patterns used for each OFDM symbol area when the number of transmit antennas is four. A line protruding at the top in FIGS. 20A to 20C indicates a subframe boundary.

도 20a은 0번 안테나에 대하여 OFDM 심볼의 영역마다 사용되는 CRS 패턴을 나타낸다. 도 20a에 도시된 0번 송신 안테나와 관련된 CRS를 살펴보면, 도 20a의 그리드 2010에서 음영 표시된 영역의 4개의 OFDM 심볼들이 서브프레임

Figure 112016033314050-pat00591
에 위치해 있다고 하면, 0번 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 수신 RE가 채널 추정을 위해 이용되며, 서브프레임과 OFDM 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00592
이다. 도 20a의 그리드 2012에서 음영 표시된 영역의 3개의 OFDM 심볼들이 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00593
에 위치해 있다고 하면, 0번 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 수신 RE가 채널 추정을 위해서 이용되며, 서브프레임과 OFDM 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00594
이다. 도 20a의 그리드 2014의 음영 표시된 영역의 4개의 OFDM 심볼들이 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00595
에 위치해 있다고 하면, 0번 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 수신 RE가 채널 추정을 위해서 이용되며, 서브프레임과 OFDM 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00596
이다. 도 20a의 그리드 2016의 음영 표시된 영역의 3개의 OFDM 심볼들이 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00597
에 위치해 있다고 하면, 0번 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 수신 RE가 채널 추정을 위해서 이용되며, 서브프레임과 OFDM 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00598
이다. 20A shows a CRS pattern used for each OFDM symbol area with respect to antenna 0. Referring to FIG. Looking at the CRS related to the 0 transmit antenna shown in FIG. 20A, 4 OFDM symbols in the shaded area in the grid 2010 of FIG. 20A are subframes.
Figure 112016033314050-pat00591
Assuming that it is located in , the received RE in which the CRS associated with transmit antenna 0 is located is used for channel estimation, and the subframe and OFDM symbol index are
Figure 112016033314050-pat00592
to be. In the grid 2012 of FIG. 20A, three OFDM symbols in the shaded area are subframes
Figure 112016033314050-pat00593
Assuming that it is located in , the received RE in which the CRS associated with transmit antenna 0 is located is used for channel estimation, and the subframe and OFDM symbol index are
Figure 112016033314050-pat00594
to be. 4 OFDM symbols in the shaded area of the grid 2014 of FIG. 20A are subframes
Figure 112016033314050-pat00595
Assuming that it is located in , the received RE in which the CRS associated with transmit antenna 0 is located is used for channel estimation, and the subframe and OFDM symbol index are
Figure 112016033314050-pat00596
to be. 3 OFDM symbols in the shaded area of the grid 2016 of FIG. 20A are subframes
Figure 112016033314050-pat00597
Assuming that it is located in , the received RE in which the CRS associated with transmit antenna 0 is located is used for channel estimation, and the subframe and OFDM symbol index are
Figure 112016033314050-pat00598
to be.

도 20b는 1번 안테나에 대하여 OFDM 심볼의 영역마다 사용되는 CRS 패턴을 나타낸다. 도 20b에 도시된 1번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용한 채널 추정도 도 20a와 마찬가지로 이해될 수 있다.20B shows a CRS pattern used for each OFDM symbol area with respect to antenna No. 1; Channel estimation using the CRS associated with the No. 1 transmit antenna shown in FIG. 20B may be understood similarly to FIG. 20A.

도 20c는 2번 안테나에 대하여 OFDM 심볼의 영역마다 사용되는 CRS 패턴을 나타낸다. 도 20c의 그리드 2030에서 음영 및 빗금 표시된 영역의 7개의 OFDM 심볼들이 서브프레임

Figure 112016033314050-pat00599
에 위치해 있다고 하면, 2번 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 수신 RE가 채널 추정을 위해서 이용되며, 서브프레임과 OFDM 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00600
이다. 도 20c의 그리드 2030에서 음영 및 빗금 영역의 7개의 OFDM 심볼들이 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00601
에 위치해 있다고 하면, 2번 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 수신 RE가 채널 추정을 위해서 이용되며, 서브프레임과 OFDM 심볼 인덱스는
Figure 112016033314050-pat00602
이다.20C shows a CRS pattern used for each OFDM symbol area with respect to antenna #2. In the grid 2030 of FIG. 20c, 7 OFDM symbols in shaded and hatched areas are subframes
Figure 112016033314050-pat00599
If it is located in , the received RE in which the CRS associated with the second transmit antenna is located is used for channel estimation, and the subframe and the OFDM symbol index are
Figure 112016033314050-pat00600
to be. In grid 2030 of FIG. 20c, 7 OFDM symbols in shaded and hatched areas are subframes
Figure 112016033314050-pat00601
If it is located in , the received RE in which the CRS associated with the second transmit antenna is located is used for channel estimation, and the subframe and the OFDM symbol index are
Figure 112016033314050-pat00602
to be.

도 20d는 3번 안테나에 대하여 OFDM 심볼의 영역마다 사용되는 CRS 패턴을 나타낸다. 도 20d의 그리드 2240 및 2242에 대한 3번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용한 채널 추정도 도 20c와 마찬가지로 이해될 수 있다.20D shows a CRS pattern used for each OFDM symbol area with respect to antenna #3. Channel estimation using CRS associated with transmit antenna No. 3 for grids 2240 and 2242 of FIG. 20D may be understood similarly to FIG. 20C.

도 20a 내지 20d에서는 음영 또는 빗금 표시된 영역 내의 첫번째 OFDM 심볼 기준으로 최대 8 OFDM 심볼 지연까지 허용하여 채널 추정을 위해 CRS가 위치한 RE를 관측하는 경우를 예시한다. 그러나, 본 개시의 범위는 도 20a 내지 20d에 도시된 실시 예보다 더 큰 심볼 지연까지 허용하거나

Figure 112016033314050-pat00603
번째 서브프레임 이전에 수신한 CRS의 개수를 늘리는 경우까지 포함하며, 이러한 경우까지 포함하는 실시 예에도 적용될 수 있다.20A to 20D exemplify the case of observing the RE in which the CRS is located for channel estimation by allowing up to 8 OFDM symbol delays based on the first OFDM symbol in the shaded or hatched area. However, the scope of the present disclosure allows up to a greater symbol delay than the embodiment shown in FIGS. 20A to 20D or
Figure 112016033314050-pat00603
It includes a case in which the number of CRSs received before the th subframe is increased, and may be applied to an embodiment including even such a case.

도 20a 내지 도 20d에서 음영 또는 빗금 표시된 영역 내의 채널 추정을 위해

Figure 112016033314050-pat00604
번째 수신 안테나의 수신 신호에서
Figure 112016033314050-pat00605
번째 송신 안테나와 연관된 CRS 값을 나눈 신호를 RE 인덱스 순서대로 나열한 신호를 벡터
Figure 112016033314050-pat00606
로 정의하면, 이하의 수학식 72와 같이 표현된다.For channel estimation in the shaded or hatched area in FIGS. 20A to 20D
Figure 112016033314050-pat00604
In the received signal of the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00605
A vector signal in which the signal obtained by dividing the CRS value associated with the th transmit antenna is listed in the order of the RE index
Figure 112016033314050-pat00606
When defined as , it is expressed as in Equation 72 below.

Figure 112016033314050-pat00607
Figure 112016033314050-pat00607

Figure 112016033314050-pat00608
Figure 112016033314050-pat00609
번째 수신 안테나의 수신 신호에서
Figure 112016033314050-pat00610
번째 송신 안테나와 연관된 CRS 값을 나눈 신호를 RE 인덱스 순서대로 나열한 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00611
는 시스템
Figure 112016033314050-pat00608
Is
Figure 112016033314050-pat00609
In the received signal of the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00610
A signal vector listing the signal obtained by dividing the CRS value associated with the th transmit antenna in the order of the RE index,
Figure 112016033314050-pat00611
is the system

행렬,

Figure 112016033314050-pat00612
Figure 112016033314050-pat00613
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00614
번째 송신 안테나로부터의 신호가 겪는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00615
Figure 112016033314050-pat00616
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00617
번째 송신 안테나로부터의 잡음 신호 벡터이다.procession,
Figure 112016033314050-pat00612
Is
Figure 112016033314050-pat00613
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00614
The channel vector experienced by the signal from the th transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00615
Is
Figure 112016033314050-pat00616
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00617
The noise signal vector from the th transmit antenna.

0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20a의 그리드 2010 및 그리드 2014에서 음영 표시된 영역, 그리고 1번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20b의 그리드 2022와 2026의 음영 표시된 영역에 대한 시스템 행렬

Figure 112016033314050-pat00618
는 수학식 73과 같다.System matrix for the shaded areas in grid 2010 and grid 2014 of FIG. 20A using the CRS associated with transmit antenna 0, and shaded areas in grids 2022 and 2026 in FIG. 20B using the CRS associated with transmit antenna 1
Figure 112016033314050-pat00618
is equal to Equation 73.

Figure 112016033314050-pat00619
Figure 112016033314050-pat00619

여기서,

Figure 112016033314050-pat00620
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00621
는 단위 행렬(identity matrix),
Figure 112016033314050-pat00622
Figure 112016033314050-pat00623
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00624
번째 열
Figure 112016033314050-pat00625
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00626
로 갖는 행렬,
Figure 112016033314050-pat00627
는 크로네커 곱 연산자,
Figure 112016033314050-pat00628
는 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00629
에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수,
Figure 112016033314050-pat00630
은 지연 확산 값이다.here,
Figure 112016033314050-pat00620
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00621
is the identity matrix,
Figure 112016033314050-pat00622
Is
Figure 112016033314050-pat00623
second row and
Figure 112016033314050-pat00624
second column
Figure 112016033314050-pat00625
entry of
Figure 112016033314050-pat00626
matrix with ,
Figure 112016033314050-pat00627
is the Kronecker product operator,
Figure 112016033314050-pat00628
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00629
the total number of REs occupied by the CRS,
Figure 112016033314050-pat00630
is the delay spread value.

0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20a의 그리드 2012 및 2016에서 음영 표시된 영역, 그리고 1번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20b의 그리드 2020 및 2024의 음영 표시된 영역에 대한 시스템 행렬

Figure 112016033314050-pat00631
는 수학식 74와 같다.System matrix for the shaded areas in grids 2012 and 2016 of FIG. 20A using the CRS associated with transmit antenna 0, and the shaded areas in grids 2020 and 2024 of FIG. 20B using the CRS associated with transmit antenna 1
Figure 112016033314050-pat00631
is equal to Equation 74.

Figure 112016033314050-pat00632
Figure 112016033314050-pat00632

여기서,

Figure 112016033314050-pat00633
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00634
는 단위 행렬(identity matrix),
Figure 112016033314050-pat00635
Figure 112016033314050-pat00636
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00637
번째 열
Figure 112016033314050-pat00638
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00639
로 갖는 행렬,
Figure 112016033314050-pat00640
는 크로네커 곱 연산자,
Figure 112016033314050-pat00641
는 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00642
에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수,
Figure 112016033314050-pat00643
은 지연 확산 값이다.here,
Figure 112016033314050-pat00633
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00634
is the identity matrix,
Figure 112016033314050-pat00635
Is
Figure 112016033314050-pat00636
second row and
Figure 112016033314050-pat00637
second column
Figure 112016033314050-pat00638
entry of
Figure 112016033314050-pat00639
matrix with ,
Figure 112016033314050-pat00640
is the Kronecker product operator,
Figure 112016033314050-pat00641
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00642
the total number of REs occupied by the CRS,
Figure 112016033314050-pat00643
is the delay spread value.

2번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20c의 그리드 2030에서 음영 및 빗금 표시된 영역, 그리고 3번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20d에서 2042의 음영 및 빗금 표시된 영역에 대한 시스템 행렬

Figure 112016033314050-pat00644
는 수학식 75와 같다.System matrix for shaded and hatched areas in grid 2030 of FIG. 20C using the CRS associated with transmit antenna 2, and shaded and hatched areas of 2042 in FIG. 20D using the CRS associated with transmit antenna 3
Figure 112016033314050-pat00644
is equal to Equation 75.

Figure 112016033314050-pat00645
Figure 112016033314050-pat00645

여기서,

Figure 112016033314050-pat00646
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00647
는 단위 행렬(identity matrix),
Figure 112016033314050-pat00648
Figure 112016033314050-pat00649
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00650
번째 열
Figure 112016033314050-pat00651
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00652
로 갖는 행렬,
Figure 112016033314050-pat00653
는 크로네커 곱 연산자,
Figure 112016033314050-pat00654
는 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00655
에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수,
Figure 112016033314050-pat00656
은 지연 확산 값이다.here,
Figure 112016033314050-pat00646
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00647
is the identity matrix,
Figure 112016033314050-pat00648
Is
Figure 112016033314050-pat00649
second row and
Figure 112016033314050-pat00650
second column
Figure 112016033314050-pat00651
entry of
Figure 112016033314050-pat00652
matrix with ,
Figure 112016033314050-pat00653
is the Kronecker product operator,
Figure 112016033314050-pat00654
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00655
the total number of REs occupied by the CRS,
Figure 112016033314050-pat00656
is the delay spread value.

2번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20c의 그리드 2032에서 음영 및 빗금 표시된 영역, 그리고 3번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20d에서 2040의 음영 및 빗금 표시된 영역에 대한 시스템 행렬

Figure 112016033314050-pat00657
는 수학식 76과 같다.System matrix for shaded and hatched regions in grid 2032 of FIG. 20C using the CRS associated with transmit antenna 2, and shaded and hatched regions of 2040 in FIG. 20D using the CRS associated with transmit antenna 3
Figure 112016033314050-pat00657
is equal to Equation 76.

Figure 112016033314050-pat00658
Figure 112016033314050-pat00658

0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20a의 그리드 2010의 음영 표시된 영역의 경우, 수학식 77 내지 수학식 79와 같이 표현할 수 있다.In the case of the shaded area of the grid 2010 of FIG. 20A using the CRS associated with the No. 0 transmit antenna, it can be expressed as Equations 77 to 79.

Figure 112016033314050-pat00659
Figure 112016033314050-pat00659

Figure 112016033314050-pat00660
Figure 112016033314050-pat00660

Figure 112016033314050-pat00661
Figure 112016033314050-pat00661

0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20a의 그리드 2012의 음영 표시된 영역의 경우, 수학식 80 내지 수학식 82과 같이 표현할 수 있다.In the case of the shaded area of the grid 2012 of FIG. 20A using the CRS associated with transmit antenna 0, it can be expressed as in Equations 80 to 82.

Figure 112016033314050-pat00662
Figure 112016033314050-pat00662

Figure 112016033314050-pat00663
Figure 112016033314050-pat00663

Figure 112016033314050-pat00664
Figure 112016033314050-pat00664

0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20a의 그리드 2014의 음영 표시된 영역의 경우, 수학식 83 내지 수학식 85와 같이 표현할 수 있다.In the case of the shaded area of the grid 2014 of FIG. 20A using the CRS associated with the No. 0 transmit antenna, it can be expressed as Equations 83 to 85.

Figure 112016033314050-pat00665
Figure 112016033314050-pat00665

Figure 112016033314050-pat00666
Figure 112016033314050-pat00666

Figure 112016033314050-pat00667
Figure 112016033314050-pat00667

0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20a의 그리드 2016의 음영 표시된 영역의 경우, 수학식 86 내지 수학식 88과 같이 표현할 수 있다.In the case of the shaded area of the grid 2016 of FIG. 20A using the CRS associated with the No. 0 transmit antenna, it can be expressed as in Equations 86 to 88.

Figure 112016033314050-pat00668
Figure 112016033314050-pat00668

Figure 112016033314050-pat00669
Figure 112016033314050-pat00669

Figure 112016033314050-pat00670
Figure 112016033314050-pat00670

수학식 77 내지 수학식 88에서,

Figure 112016033314050-pat00671
Figure 112016033314050-pat00672
번째 수신 안테나의 수신 신호에서
Figure 112016033314050-pat00673
번째 송신 안테나와 연관된 CRS 값을 나눈 신호를 RE 인덱스 순서대로 나열한 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00674
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00675
Figure 112016033314050-pat00676
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00677
번째 송신 안테나로부터의 신호가 겪는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00678
Figure 112016033314050-pat00679
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00680
번째 송신 안테나로부터의 잡음 신호 벡터이다.
Figure 112016033314050-pat00681
Figure 112016033314050-pat00682
번째 수신 안테나의 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00683
에서
Figure 112016033314050-pat00684
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 주파수 영역 수신 신호를 오름차순으로 나열한 벡터,
Figure 112016033314050-pat00685
는 CIR 벡터,
Figure 112016033314050-pat00686
는 수신 안테나의 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00687
에서
Figure 112016033314050-pat00688
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 주파수 영역 잡음을 오름차순으로 나열한 벡터이다.In Equations 77 to 88,
Figure 112016033314050-pat00671
Is
Figure 112016033314050-pat00672
In the received signal of the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00673
A signal vector listing the signal obtained by dividing the CRS value associated with the th transmit antenna in the order of the RE index,
Figure 112016033314050-pat00674
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00675
Is
Figure 112016033314050-pat00676
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00677
The channel vector experienced by the signal from the th transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00678
Is
Figure 112016033314050-pat00679
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00680
The noise signal vector from the th transmit antenna.
Figure 112016033314050-pat00681
Is
Figure 112016033314050-pat00682
OFDM symbol of the second receive antenna
Figure 112016033314050-pat00683
at
Figure 112016033314050-pat00684
A vector listing, in ascending order, the frequency domain reception signal in which the CRS associated with the th transmit antenna is located;
Figure 112016033314050-pat00685
is the CIR vector,
Figure 112016033314050-pat00686
is the OFDM symbol of the receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00687
at
Figure 112016033314050-pat00688
It is a vector listing the frequency domain noise in which the CRS associated with the th transmit antenna is located in ascending order.

도 20b에 도시된 1번 송신 안테나와 연관된 CRS의 경우 수학식 77 내지 수학식 88과 유사한 방법으로

Figure 112016033314050-pat00689
,
Figure 112016033314050-pat00690
, 및
Figure 112016033314050-pat00691
을 정의할 수 있다.In the case of the CRS associated with the No. 1 transmit antenna shown in FIG. 20B, in a method similar to Equations 77 to 88
Figure 112016033314050-pat00689
,
Figure 112016033314050-pat00690
, and
Figure 112016033314050-pat00691
can be defined.

2번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20c의 그리드 2030의 음영 및 빗금 표시된 영역의 경우 수학식 89 내지 수학식 91과 같이 표현할 수 있다.The shaded and hatched regions of the grid 2030 of FIG. 20C using the CRS associated with the second transmit antenna can be expressed as in Equations 89 to 91.

Figure 112016033314050-pat00692
Figure 112016033314050-pat00692

Figure 112016033314050-pat00693
Figure 112016033314050-pat00693

Figure 112016033314050-pat00694
Figure 112016033314050-pat00694

2번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20c의 그리드 2032의 음영 및 빗금 표시된 영역의 경우 수학식 92 내지 수학식 94와 같이 표현할 수 있다.The shaded and hatched regions of the grid 2032 of FIG. 20C using the CRS associated with the second transmit antenna can be expressed as Equations 92 to 94.

Figure 112016033314050-pat00695
Figure 112016033314050-pat00695

Figure 112016033314050-pat00696
Figure 112016033314050-pat00696

Figure 112016033314050-pat00697
Figure 112016033314050-pat00697

수학식 89 내지 수학식 94에서,

Figure 112016033314050-pat00698
Figure 112016033314050-pat00699
번째 수신 안테나의 수신 신호에서
Figure 112016033314050-pat00700
번째 송신 안테나와 연관된 CRS 값을 나눈 신호를 RE 인덱스 순서대로 나열한 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00701
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00702
Figure 112016033314050-pat00703
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00704
번째 송신 안테나로부터의 신호가 겪는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00705
Figure 112016033314050-pat00706
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00707
번째 송신 안테나로부터의 잡음 신호 벡터이다.
Figure 112016033314050-pat00708
Figure 112016033314050-pat00709
번째 수신 안테나의 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00710
에서
Figure 112016033314050-pat00711
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 주파수 영역 수신 신호를 오름차순으로 나열한 벡터,
Figure 112016033314050-pat00712
는 CIR 벡터,
Figure 112016033314050-pat00713
는 수신 안테나의 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00714
에서
Figure 112016033314050-pat00715
번째 송신 안테나와 연관된 CRS가 위치한 주파수 영역 잡음을 오름차순으로 나열한 벡터이다.In Equations 89 to 94,
Figure 112016033314050-pat00698
Is
Figure 112016033314050-pat00699
In the received signal of the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00700
A signal vector listing the signal obtained by dividing the CRS value associated with the th transmit antenna in the order of the RE index,
Figure 112016033314050-pat00701
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00702
Is
Figure 112016033314050-pat00703
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00704
The channel vector experienced by the signal from the th transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00705
Is
Figure 112016033314050-pat00706
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00707
The noise signal vector from the th transmit antenna.
Figure 112016033314050-pat00708
Is
Figure 112016033314050-pat00709
OFDM symbol of the second receive antenna
Figure 112016033314050-pat00710
at
Figure 112016033314050-pat00711
A vector listing, in ascending order, the frequency domain reception signal in which the CRS associated with the th transmit antenna is located;
Figure 112016033314050-pat00712
is the CIR vector,
Figure 112016033314050-pat00713
is the OFDM symbol of the receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00714
at
Figure 112016033314050-pat00715
It is a vector listing the frequency domain noise in which the CRS associated with the th transmit antenna is located in ascending order.

3번 송신 안테나와 연관된 CRS의 경우 수학식 89 내지 수학식 94와 유사한 방법으로

Figure 112016033314050-pat00716
,
Figure 112016033314050-pat00717
, 및
Figure 112016033314050-pat00718
을 정의할 수 있다.In the case of the CRS associated with the third transmit antenna, in a method similar to Equations 89 to 94
Figure 112016033314050-pat00716
,
Figure 112016033314050-pat00717
, and
Figure 112016033314050-pat00718
can be defined.

도 20a 내지 도 20d의 음영 또는 빗금 표시된 영역 내에서 OFDM 심볼

Figure 112016033314050-pat00719
의 RE
Figure 112016033314050-pat00720
에서의 채널 주파수 응답(channel frequency response, CFR)을 아래의 수학식 95와 같이 정의할 수 있다.OFDM symbols within the shaded or hatched areas of FIGS. 20A to 20D
Figure 112016033314050-pat00719
RE of
Figure 112016033314050-pat00720
A channel frequency response (CFR) in can be defined as in Equation 95 below.

Figure 112016033314050-pat00721
Figure 112016033314050-pat00721

Figure 112016033314050-pat00722
Figure 112016033314050-pat00723
번째 송신 안테나로부터
Figure 112016033314050-pat00724
번째 수신 안테나 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00725
의 RE
Figure 112016033314050-pat00726
에서의 CFR,
Figure 112016033314050-pat00727
은 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00728
마다
Figure 112016033314050-pat00729
번째 송신 안테나로부터
Figure 112016033314050-pat00730
번째 수신 안테나 사이의
Figure 112016033314050-pat00731
번째 채널 탭 값인
Figure 112016033314050-pat00732
을 샘플링 한 채널 값,
Figure 112016033314050-pat00733
은 시스템 행렬의 크기이다.
Figure 112016033314050-pat00722
Is
Figure 112016033314050-pat00723
from the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00724
th receive antenna OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00725
RE of
Figure 112016033314050-pat00726
CFR in
Figure 112016033314050-pat00727
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00728
every
Figure 112016033314050-pat00729
from the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00730
between the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00731
The second channel tap value
Figure 112016033314050-pat00732
the channel value from which it was sampled,
Figure 112016033314050-pat00733
is the size of the system matrix.

0번 및 1번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 경우,

Figure 112016033314050-pat00734
의 추정치를 LMMSE 방식을 이용하여 구하면 아래의 수학식 96과 같이 표현된다.When using the CRS associated with transmit antennas 0 and 1,
Figure 112016033314050-pat00734
When the estimate of is obtained using the LMMSE method, it is expressed as in Equation 96 below.

Figure 112016033314050-pat00735
Figure 112016033314050-pat00735

여기서,

Figure 112016033314050-pat00736
Figure 112016033314050-pat00737
번째 송신 안테나로부터
Figure 112016033314050-pat00738
번째 수신 안테나 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00739
의 RE
Figure 112016033314050-pat00740
에서의 CFR
Figure 112016033314050-pat00741
의 추정치,
Figure 112016033314050-pat00742
는 평균값 이고,
Figure 112016033314050-pat00743
Figure 112016033314050-pat00744
번째 수신 안테나의 수신 신호에서
Figure 112016033314050-pat00745
번째 송신 안테나와 연관된 CRS 값을 나눈 신호를 RE 인덱스 순서대로 나열한 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00746
는 단위 행렬,
Figure 112016033314050-pat00747
Figure 112016033314050-pat00748
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00749
번째 송신 안테나로부터의 신호가 겪는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00750
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00751
는 잡음 신호
Figure 112016033314050-pat00752
의 분산,
Figure 112016033314050-pat00753
는 복소 공액 전치 연산자,
Figure 112016033314050-pat00754
는 역행렬 또는 의사 역행렬 연산자이다.here,
Figure 112016033314050-pat00736
Is
Figure 112016033314050-pat00737
from the second transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00738
th receive antenna OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00739
RE of
Figure 112016033314050-pat00740
CFR in
Figure 112016033314050-pat00741
estimate of,
Figure 112016033314050-pat00742
is the average value,
Figure 112016033314050-pat00743
Is
Figure 112016033314050-pat00744
In the received signal of the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00745
A signal vector listing the signal obtained by dividing the CRS value associated with the th transmit antenna in the order of the RE index,
Figure 112016033314050-pat00746
is the identity matrix,
Figure 112016033314050-pat00747
Is
Figure 112016033314050-pat00748
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00749
The channel vector experienced by the signal from the th transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00750
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00751
is the noise signal
Figure 112016033314050-pat00752
dispersion of,
Figure 112016033314050-pat00753
is the complex conjugate transposition operator,
Figure 112016033314050-pat00754
is the inverse matrix or pseudo-inverse matrix operator.

수학식 95 및 수학식 96은

Figure 112016033314050-pat00755
의 영이 아닌 엔트리(non-zero entry)의 위치(이하,
Figure 112016033314050-pat00756
의 서포트(support)로 지칭한다)를 수신기가 알고 있는 것을 내포하고 있다. 실제 수신기에서는 기지국의 송신 필터가 어떻게 구성되는지 알 수 없고, 채널 탭의 서포트의 위치를 잡음이 있는 환경에서 정확히 알기 어려우며, 위 수학식 95 및 수학식 96에서
Figure 112016033314050-pat00757
Figure 112016033314050-pat00758
같은 채널의 2차 모멘트(second moment) 값을 알아야 구할 수 있으므로, LMMSE 추정기는 실제 수신기 모뎀에서 구현이 매우 어려운 추정기라고 할 수 있다.Equation 95 and Equation 96 are
Figure 112016033314050-pat00755
The position of the non-zero entry of (hereinafter,
Figure 112016033314050-pat00756
(referred to as support of) implies that the receiver knows. In an actual receiver, it is not known how the transmit filter of the base station is configured, and it is difficult to know exactly the position of the channel tap support in a noisy environment, and in Equations 95 and 96 above,
Figure 112016033314050-pat00757
Wow
Figure 112016033314050-pat00758
Since the second moment value of the same channel can be known to obtain it, the LMMSE estimator is an estimator that is very difficult to implement in an actual receiver modem.

그러나, 상술한 바와 같이 벡터

Figure 112016033314050-pat00759
가 희소 벡터(sparse vector)이므로 압축 센싱(CS) 기법을 활용하여 서포트 회복(support recovery)를 수행하면, 최적 추정기에 근접한 성능을 얻을 수 있다. 여기서
Figure 112016033314050-pat00760
의 서포트의 개수를 희소성(sparsity)라고 지칭할 수 있다. CS 기법 중 대표적으로 알려진 OMP (orthorgonal matching pursuit) 알고리즘이 있고, 이 방식을 개량한 StOMP(stagewise OMP) 및 CoSaMP(compressive sampling matching pursuit) 알고리즘이 있다. CoSaMP 방식은 희소성을 알아야 하는 단점이 있으며, OMP 보다 상대적으로 강인(robust)하게 동작하는 StOMP 알고리즘을 이용할 수 있다.However, as described above, the vector
Figure 112016033314050-pat00759
Since is a sparse vector, performance close to the optimal estimator can be obtained by performing support recovery using a compression sensing (CS) technique. here
Figure 112016033314050-pat00760
The number of supports of may be referred to as sparsity. Among CS techniques, there is the well-known orthogonal matching pursuit (OMP) algorithm, and there are the StOMP (stagewise OMP) and CoSaMP (compressive sampling matching pursuit) algorithms that have improved this method. The CoSaMP method has a disadvantage in that it is necessary to know the scarcity, and the StOMP algorithm that operates relatively more robustly than the OMP can be used.

일정한 채널을 가정하고 있을 때의 시스템 수식을 표현하면 아래의 수학식 97과 같다.A system equation assuming a constant channel is expressed as Equation 97 below.

Figure 112016033314050-pat00761
Figure 112016033314050-pat00761

여기서,

Figure 112016033314050-pat00762
Figure 112016033314050-pat00763
번째 수신 안테나의 수신 신호에서
Figure 112016033314050-pat00764
번째 송신 안테나와 연관된 CRS 값을 나눈 신호를 RE 인덱스 순서대로 나열한 신호 벡터,
Figure 112016033314050-pat00765
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00766
Figure 112016033314050-pat00767
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00768
번째 송신 안테나로부터의 신호가 겪는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00769
Figure 112016033314050-pat00770
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00771
번째 송신 안테나로부터의 잡음 신호 벡터이다.here,
Figure 112016033314050-pat00762
Is
Figure 112016033314050-pat00763
In the received signal of the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00764
A signal vector listing the signal obtained by dividing the CRS value associated with the th transmit antenna in the order of the RE index,
Figure 112016033314050-pat00765
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00766
Is
Figure 112016033314050-pat00767
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00768
The channel vector experienced by the signal from the th transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00769
Is
Figure 112016033314050-pat00770
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00771
The noise signal vector from the th transmit antenna.

0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20a의 그리드 2010 및 2014의 음영 표시 영역, 그리고 1번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20b의 그리드 2022 및 2026의 음영 표시 영역의 경우 아래의 수학식 98과 같이 표현될 수 있다.In the case of the shaded areas of grids 2010 and 2014 of FIG. 20A using the CRS associated with transmit antenna No. 0, and the shaded areas of grids 2022 and 2026 of FIG. 20B using the CRS associated with transmit antenna No. 1, Equation 98 below and can be expressed together.

Figure 112016033314050-pat00772
Figure 112016033314050-pat00772

0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20a의 그리드 2012 및 2016의 음영 표시 영역, 그리고 1번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20b의 그리드 2020 및 2024의 음영 표시 영역의 경우 아래의 수학식 99과 같이 표현될 수 있다.In the case of the shaded areas of grids 2012 and 2016 of FIG. 20A using the CRS associated with transmit antenna 0, and the shaded areas of grids 2020 and 2024 of FIG. 20B using the CRS associated with transmit antenna No. 1, Equation 99 below and can be expressed together.

Figure 112016033314050-pat00773
Figure 112016033314050-pat00773

2번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20c의 그리드 2030의 음영 및 빗금 표시 영역, 그리고 3번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20d에서 2042의 음영 표시 영역의 경우 아래의 수학식 100과 같이 표현될 수 있다.In the case of the shaded and hatched area of grid 2030 of FIG. 20C using the CRS associated with the second transmit antenna, and the shaded area of 2042 in FIG. 20D that uses the CRS associated with the third transmit antenna, it will be expressed as Equation 100 below. can

Figure 112016033314050-pat00774
Figure 112016033314050-pat00774

2번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20c의 그리드 2032의 음영 및 빗금 표시 영역, 그리고 3번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 20d에서 2040의 음영 표시 영역의 경우 아래의 수학식 100과 같이 표현될 수 있다.In the case of the shaded and hatched area of grid 2032 of FIG. 20C using the CRS associated with the No. 2 transmit antenna, and the shaded area of 2040 of FIG. 20D that uses the CRS associated with the No. 3 transmit antenna, it will be expressed as in Equation 100 below. can

Figure 112016033314050-pat00775
Figure 112016033314050-pat00775

수학식 98 내지 수학식 101에서,

Figure 112016033314050-pat00776
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00777
Figure 112016033314050-pat00778
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00779
번째 열
Figure 112016033314050-pat00780
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00781
로 갖는 행렬,
Figure 112016033314050-pat00782
는 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00783
에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수,
Figure 112016033314050-pat00784
은 지연 확산 값이다.In Equations 98 to 101,
Figure 112016033314050-pat00776
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00777
Is
Figure 112016033314050-pat00778
second row and
Figure 112016033314050-pat00779
second column
Figure 112016033314050-pat00780
entry of
Figure 112016033314050-pat00781
matrix with ,
Figure 112016033314050-pat00782
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00783
the total number of REs occupied by the CRS,
Figure 112016033314050-pat00784
is the delay spread value.

이 때, 벡터

Figure 112016033314050-pat00785
는 아래의 수학식 102와 같이 표현된다.In this case, vector
Figure 112016033314050-pat00785
is expressed as in Equation 102 below.

Figure 112016033314050-pat00786
Figure 112016033314050-pat00786

Figure 112016033314050-pat00787
Figure 112016033314050-pat00788
번째 수신 안테나가 수신한
Figure 112016033314050-pat00789
번째 송신 안테나로부터의 신호가 겪는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00790
는 채널 값,
Figure 112016033314050-pat00791
은 지연 확산 값이다.
Figure 112016033314050-pat00787
Is
Figure 112016033314050-pat00788
received by the second receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00789
The channel vector experienced by the signal from the th transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00790
is the channel value,
Figure 112016033314050-pat00791
is the delay spread value.

도 21a는 MIMO 시스템에서 채널 추정을 위한 StOMP 알고리즘의 동작을 도시한다.21A shows the operation of the StOMP algorithm for channel estimation in a MIMO system.

도 21a에서,

Figure 112016033314050-pat00792
Figure 112016033314050-pat00793
번째 반복 단계에서의 잔여 벡터(residual vector)이며,
Figure 112016033314050-pat00794
에서
Figure 112016033314050-pat00795
이고, 셋
Figure 112016033314050-pat00796
Figure 112016033314050-pat00797
이다. 이하
Figure 112016033314050-pat00798
번째 반복 스테이지에서의 동작에 대해 설명한다. In Figure 21a,
Figure 112016033314050-pat00792
Is
Figure 112016033314050-pat00793
is the residual vector in the th iteration step,
Figure 112016033314050-pat00794
at
Figure 112016033314050-pat00795
and three
Figure 112016033314050-pat00796
silver
Figure 112016033314050-pat00797
to be. Below
Figure 112016033314050-pat00798
An operation in the second iteration stage will be described.

2110 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat00799
번째 반복 스테이지에서의 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat00800
에 정합 필터를 적용하여 벡터
Figure 112016033314050-pat00801
를 출력한다.
Figure 112016033314050-pat00802
의 정합 필터 출력
Figure 112016033314050-pat00803
Figure 112016033314050-pat00804
번째 엔트리는
Figure 112016033314050-pat00805
Figure 112016033314050-pat00806
Figure 112016033314050-pat00807
번째 열 벡터(column vector)가 어느 정도 매칭되는지 알려주는 벡터이다.In step 2110, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00799
Residual vector in the second iteration stage
Figure 112016033314050-pat00800
vector by applying a matched filter to
Figure 112016033314050-pat00801
to output
Figure 112016033314050-pat00802
matched filter output of
Figure 112016033314050-pat00803
of
Figure 112016033314050-pat00804
the second entry
Figure 112016033314050-pat00805
Wow
Figure 112016033314050-pat00806
of
Figure 112016033314050-pat00807
This is a vector indicating how much the second column vector matches.

2120 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat00808
의 엔트리 중 에너지 값 또는 절대값이 기준 값
Figure 112016033314050-pat00809
보다 큰 엔트리들의 집합
Figure 112016033314050-pat00810
를 출력한다. In step 2120, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00808
Entry of energy value or absolute value is the reference value
Figure 112016033314050-pat00809
a larger set of entries
Figure 112016033314050-pat00810
to output

2130 단계에서, 수신단 120은 이전 반복 스테이지에서 저장되어 있던

Figure 112016033314050-pat00811
과 합집합을 구하고 그 결과를
Figure 112016033314050-pat00812
로 정의하여 출력한다.
Figure 112016033314050-pat00813
는 항상 오름차순으로 나열되어 있다고 가정한다.
Figure 112016033314050-pat00814
번째 반복 스테이지에서는 이전 반복 단계에서 구한
Figure 112016033314050-pat00815
가 합집합의 입력으로 들어가며, 이 과정에서 딜레이 유닛(delay unit)이 이용된다.In step 2130, the receiving end 120 stores the stored data in the previous iteration stage.
Figure 112016033314050-pat00811
Find the union of and
Figure 112016033314050-pat00812
is defined and output.
Figure 112016033314050-pat00813
is always assumed to be in ascending order.
Figure 112016033314050-pat00814
In the second iteration stage, the value obtained in the previous iteration stage is
Figure 112016033314050-pat00815
is entered as the input of the union, and a delay unit is used in this process.

2140 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat00816
번째 단계에서의 시스템 행렬
Figure 112016033314050-pat00817
와 수신 신호 벡터 를 입력으로 하여 제로 포싱 수신기를 통하여 추정된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00818
가 출력 벡터로서 출력된다.In step 2140, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00816
system matrix in the first step
Figure 112016033314050-pat00817
The CIR vector estimated through the zero-forcing receiver with the received signal vector and
Figure 112016033314050-pat00818
is output as an output vector.

2150 단계에서, 수신단 120은 수신 신호

Figure 112016033314050-pat00819
로부터 추청된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00820
가 기여하는 값을 빼기 위해
Figure 112016033314050-pat00821
를 간섭 벡터로 정의함으로써 간섭 벡터를 형성한다. 수신 신호
Figure 112016033314050-pat00822
에서
Figure 112016033314050-pat00823
을 빼준 값은
Figure 112016033314050-pat00824
번째 반복 스테이지에서의 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat00825
로 정의되며, 이러한 과정을 위해 딜레이 유닛이 이용될 수 있다.In step 2150, the receiving end 120 receives a signal
Figure 112016033314050-pat00819
CIR vector derived from
Figure 112016033314050-pat00820
to subtract the value contributed by
Figure 112016033314050-pat00821
An interference vector is formed by defining as an interference vector. receive signal
Figure 112016033314050-pat00822
at
Figure 112016033314050-pat00823
The value minus
Figure 112016033314050-pat00824
Residual vector in the second iteration stage
Figure 112016033314050-pat00825
is defined, and a delay unit may be used for this process.

도 21a에 도시된 반복 동작은 최대 반복 회수를 정하여 그 회수만큼 되었을 때 멈추거나

Figure 112016033314050-pat00826
이 기준 값보다 작을 때 멈출 수도 있으며,
Figure 112016033314050-pat00827
의 엔트리 중 절대값이 가장 큰 엔트리가 기준 값보다 작을 때 멈출 수 있다. StOMP 알고리즘을 이용하여 추정된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00828
Figure 112016033314050-pat00829
집합이 갖는 인덱스에서는 영이 아닌 값을 가지며,
Figure 112016033314050-pat00830
의 여집합이 갖는 인덱스에서는 0을 갖게 된다. 추정된
Figure 112016033314050-pat00831
로부터 아래의 수학식 103과 같이 CFR을 추정할 수 있다.The repetition operation shown in FIG. 21A determines the maximum number of repetitions and stops or stops when the number of repetitions is reached.
Figure 112016033314050-pat00826
It can also stop when it is less than this reference value,
Figure 112016033314050-pat00827
It can be stopped when the entry with the largest absolute value among the entries of is less than the reference value. CIR vector estimated using StOMP algorithm
Figure 112016033314050-pat00828
Is
Figure 112016033314050-pat00829
It has a non-zero value at the index of the set,
Figure 112016033314050-pat00830
It has 0 at the index of the complement set of . estimated
Figure 112016033314050-pat00831
CFR can be estimated from Equation 103 below.

Figure 112016033314050-pat00832
Figure 112016033314050-pat00832

Figure 112016033314050-pat00833
는 추정된 CFR,
Figure 112016033314050-pat00834
은 추정된 채널 값,
Figure 112016033314050-pat00835
은 지연 확산 값이다.
Figure 112016033314050-pat00833
is the estimated CFR,
Figure 112016033314050-pat00834
is the estimated channel value,
Figure 112016033314050-pat00835
is the delay spread value.

도 21b 내지 도 21c는 MIMO 시스템에서 여러 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능을 도시한다.21B to 21C show BLER performance according to various channel estimation techniques in a MIMO system.

도 21b는 여러 채널 추정 기법에서 MCS가 0일 때 BLER 성능을 나타내는 그래프를 도시한다. 도21b의 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다.21B shows a graph showing BLER performance when MCS is 0 in various channel estimation techniques. In Fig. 21B, the horizontal axis indicates the average CNR in dB, and the vertical axis indicates BLER.

채널은 ETU채널이며, 딜레이와 전력 프로필은 각각

Figure 112016033314050-pat00836
Figure 112016033314050-pat00837
이며, 채널의 다중 경로들은 각각 독립하고, 영 평균 정규(zero mean normal) 분포를 따르고, 도플러 주파수는 300Hz이다. 위 분포를 따르도록 구현된 채널은 총 전력이 1이 되도록 스케일된다. 안테나 간의 상관(correlation)이 없는 MIMO 채널을 가정한다. 시스템 대역(system bandwidth)는 10Mhz이고, 변조 방식은 QPSK(quadrature phase shift keying)이며, 단말에게 스케줄된 PRB의 개수는 50개이며, 전송 레이어(transmission layer)의 개수는 2이고, 송신 안테나는 4개, 수신 안테나는 2개, 랭크 적은(rank adaptation)이 없는 개 루프 MIMO(open loop MIMO)이며, 전송 블록 크기(transport block size)가 2792 비트(bit)이며, 50 PRB에 포함될 수 있는 비트는 27200 비트이므로 유효 채널 코딩율(effective channel code rate)는 2792/27200=0.1026이며, 채널 디코더(channel decoder)는 맥스 로그-맵(max log-map) 방식으로 동작한다. 송수신의 유효 펄스 형성 필터(effective pulse shaping filter)는 9 탭을 가지는 sinc 함수를 가정한다. 터보 디코더(turbo decoder)의 반복 동작 회수는 8회이며, 2000 서브프레임 구간 동안의 채널을 대상으로 한다. 도 21b에 도시된 BLER 곡선을 살펴보면, StOMP 방식이 BLER=0.1에서 최적 채널 추정기 (LMMSE 방식)에 비해 0.93dB 성능 열화를 보이는 것을 알 수 있다. Genie는 채널을 알고 있을 때의 BLER 곡선을 의미한다.The channel is an ETU channel, and the delay and power profile are each
Figure 112016033314050-pat00836
Wow
Figure 112016033314050-pat00837
, the multiple paths of the channel are each independent, follow a zero mean normal distribution, and the Doppler frequency is 300 Hz. Channels implemented to follow the above distribution are scaled so that the total power is 1. A MIMO channel without correlation between antennas is assumed. The system bandwidth is 10Mhz, the modulation method is quadrature phase shift keying (QPSK), the number of PRBs scheduled to the terminal is 50, the number of transmission layers is 2, and the transmit antenna is 4 There are two receive antennas, and it is an open loop MIMO (open loop MIMO) without rank adaptation, the transport block size is 2792 bits, and the bits that can be included in 50 PRB are Since it is 27200 bits, the effective channel code rate is 2792/27200=0.1026, and the channel decoder operates in a max log-map method. An effective pulse shaping filter of transmission and reception assumes a sinc function having 9 taps. The number of repetitions of the turbo decoder is 8, and the channel during the 2000 subframe period is the target. Looking at the BLER curve shown in FIG. 21B, it can be seen that the StOMP method exhibits 0.93 dB performance degradation compared to the optimal channel estimator (LMMSE method) at BLER=0.1. Genie means the BLER curve when the channel is known.

도 21c는 여러 채널 추정 기법중에서 MCS가 22일 때 BLER 성능을 나태나는 그래프를 도시한다. 도21c의 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 채널환경은 MCS를 제외하고 도 21b의 경우와 동일하다. 전송 블록 크기가 46888비트이며, 50 PRB에 포함될 수 있는 비트는 81600비트이므로 유효 채널 코딩율은 46888/81600=0.5746이다. BLER 곡선을 살펴보면, 최적 채널 추정기(LMMSE 방식)와 Genie 방식은 BLER < 0.01이 가능함을 알 수 있다. 반면, StOMP 알고리즘을 이용한 채널 추정 방식은 높은 CNR(carrier to noise ratio) 영역에서 에러 플로어(error floor) 현상을 보이므로, 에러가 발생했을 때, 기지국에서 재전송을 하여도 큰 성능 이득이 없을 것임을 예상할 수 있다. 따라서, 더욱 개선된 채널 추정 방식을 이용하여 BLER 성능을 최적 채널 추정기에 근접시킬 필요가 있다.21C is a graph showing BLER performance when MCS is 22 among various channel estimation techniques. In Fig. 21C, the horizontal axis indicates the average CNR in dB, and the vertical axis indicates BLER. The channel environment is the same as in the case of FIG. 21B except for the MCS. Since the transport block size is 46888 bits and the number of bits that can be included in 50 PRBs is 81600 bits, the effective channel coding rate is 46888/81600=0.5746. Looking at the BLER curve, it can be seen that BLER < 0.01 is possible for the optimal channel estimator (LMMSE method) and Genie method. On the other hand, the channel estimation method using the StOMP algorithm exhibits an error floor phenomenon in a high CNR (carrier to noise ratio) region. can do. Therefore, it is necessary to approximate the BLER performance to the optimal channel estimator using a more advanced channel estimation method.

본 개시의 실시 예에 따르면, 시간에 따라 변화하는 채널을 기술하기 위해서 RSTI(reference signal time interpolation)을 이용할 수 있다. 본 개시의 실시 예에 따라 표현된 시스템 수학식에서 1 차원 (1 dimensional) StOMP 또는 1 차원 블록 StOMP 방식을 이용하여 CFR을 추정한다. 추정된 CFR로부터 CRS가 없는 OFDM 심볼의 CFR 추정치를 구할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, reference signal time interpolation (RSTI) may be used to describe a channel that changes with time. In the system equation expressed according to an embodiment of the present disclosure, CFR is estimated using a one-dimensional StOMP or a one-dimensional block StOMP method. From the estimated CFR, the CFR estimate of the OFDM symbol without CRS can be obtained.

도 22a 내지 도 22d는 MIMO 시스템에서 송신 안테나의 개수가 4개일 때, OFDM 심볼의 영역마다 이용되는 기준 신호 패턴을 도시한다. 도 22a 내지 도 22d의 상단에 돌출된 선은 서브프레임 경계를 의미한다. 22A to 22D show reference signal patterns used for each OFDM symbol area when the number of transmit antennas is 4 in a MIMO system. A line protruding from the top of FIGS. 22A to 22D means a subframe boundary.

도 22a는 0번 송신 안테나와 연관된 CRS 패턴을 도시한다. 도 22a의 그리드 2200의 음영 표시된 영역의 4개의 OFDM 심볼들이 서브프레임

Figure 112016033314050-pat00838
에 위치한다고 하면, OFDM 심볼 0의 3번과 4번 RE 사이의 검정색 표시된 RE 상의 수신 신호는 서브 프레임
Figure 112016033314050-pat00839
의 OFDM 심볼 11에 위치한 2번 RE 상의 수신 신호를 그 위치의 CRS 값으로 나눈 신호와 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00840
의 OFDM 심볼 4에 위치한 6번 RE 상의 수신 신호를 그 위치의 CRS 값으로 나눈 신호를 선형 보간함으로써 획득된다. 또한, OFDM 심볼 0의 3번 RE 위쪽의 검정색 표시된 RE 상의 수신 신호는 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00841
의 OFDM 심볼 11에 위치한 1번 RE 상의 수신 신호를 그 위치의 CRS 값으로 나눈 신호와 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00842
의 OFDM 심볼 4에 위치한 5번 RE 상의 수신 신호를 그 위치의 CRS 값으로 나눈 신호를 선형 보간함으로써 획득된다. 또한, OFDM 심볼 4의 6번 아래쪽 검정색 표시된 RE 상의 수신 신호는 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00843
의 OFDM 심볼 0에 위치한 4번 RE 상의 수신 신호를 그 위치의 CRS 값으로 나눈 신호와 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00844
의 OFDM 심볼 7에 위치한 8번 RE상의 수신 신호를 그 위치의 CRS 값으로 나눈 신호를 선형 보간함으로써 획득된다. 또한, OFDM 심볼 4의 5번과 6번 RE 사이의 검정색 표시된 RE 상의 수신 신호는 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00845
의 OFDM 심볼 0에 위치한 3번 RE 상의 수신 신호를 그 위치의 CRS 값으로 나눈 신호와 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00846
의 OFDM 심볼 7에 위치한 7번 RE 상의 수신 신호를 그 위치의 CRS 값으로 나눈 신호를 선형 보간함으로써 획득된다. 즉, 한 개의 검정색 표시된 RE 상의 수신 신호는 화살표로 연결된 두 개의 RE 상의 신호를 선형 보간함으로써 획득될 수 있다. 22A shows a CRS pattern associated with transmit antenna No. 0; 4 OFDM symbols in the shaded area of the grid 2200 of FIG. 22A are subframes
Figure 112016033314050-pat00838
Assuming that it is located in , the received signal on the black marked RE between the 3rd and 4th REs of OFDM symbol 0 is a subframe
Figure 112016033314050-pat00839
A signal obtained by dividing the received signal on RE 2 located in OFDM symbol 11 of
Figure 112016033314050-pat00840
It is obtained by linear interpolation of a signal obtained by dividing the received signal on RE 6 located in OFDM symbol 4 of the position by the CRS value of that position. In addition, the received signal on the black marked RE above the 3rd RE of OFDM symbol 0 is a subframe
Figure 112016033314050-pat00841
A signal obtained by dividing the received signal on RE 1 located in OFDM symbol 11 of
Figure 112016033314050-pat00842
It is obtained by linear interpolation of a signal obtained by dividing the received signal on RE 5 located in OFDM symbol 4 of the position by the CRS value of that position. In addition, the received signal on the black marked RE at the 6th bottom of OFDM symbol 4 is a subframe
Figure 112016033314050-pat00843
A signal obtained by dividing the received signal on RE 4 located at OFDM symbol 0 of
Figure 112016033314050-pat00844
It is obtained by linear interpolation of the signal obtained by dividing the received signal on RE 8 located in OFDM symbol 7 of the position by the CRS value of that position. In addition, the received signal on the black marked RE between the 5th and 6th REs of OFDM symbol 4 is a subframe
Figure 112016033314050-pat00845
A signal obtained by dividing the received signal on RE 3 located at OFDM symbol 0 of
Figure 112016033314050-pat00846
It is obtained by linear interpolation of the signal obtained by dividing the received signal on RE 7 located in OFDM symbol 7 of the position by the CRS value of that position. That is, a received signal on one RE indicated in black may be obtained by linearly interpolating signals on two REs connected by arrows.

도 22a의 그리드 2202, 2204, 및 2206, 그리고 도 22b 내지 도 22d상의 음영 표시 또는 빗금 표시된 영역의 검은색 표시된 RE 상의 수신 신호도 상술한 것과 동일한 방식으로 획득될 수 있다. 그러면,CRS가 존재하는 서브프레임

Figure 112016033314050-pat00847
의 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00848
의 CRS가 위치한 RE에서의 수신 신호를 CRS 값으로 나눈 신호 그리고 선형 보간에 의해 획득된 신호를 RE 인덱스 순서대로 나열한 신호를 벡터
Figure 112016033314050-pat00849
으로 정의하면, 아래의 수학식 104와 같다.The received signals on the grids 2202, 2204, and 2206 of FIG. 22A and the REs indicated in black in the shaded or hatched areas on FIGS. 22B to 22D may also be obtained in the same manner as described above. Then, the subframe in which the CRS exists
Figure 112016033314050-pat00847
OFDM symbol of
Figure 112016033314050-pat00848
The signal obtained by dividing the received signal at the RE where the CRS of the CRS is located by the CRS value and the signal obtained by linear interpolation are listed in the order of the RE index.
Figure 112016033314050-pat00849
It is defined as Equation 104 below.

Figure 112016033314050-pat00850
Figure 112016033314050-pat00850

여기서 벡터

Figure 112016033314050-pat00851
의 엔트리는 송신 안테나
Figure 112016033314050-pat00852
, 수신 안테나
Figure 112016033314050-pat00853
, 서브프레임
Figure 112016033314050-pat00854
, OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00855
에서, 선형 보간되지 않은 수신 신호에 대하여는 그 RE 상의 잡음 신호이며, 선형 보간하여 획득된 수신 신호에 대하여는 보간할 2개의 RE 상의 잡음을 선형 보간한 잡음과 채널이 선형으로 변화하지 않을 때 발생할 수 있는 간섭의 합이다.
Figure 112016033314050-pat00856
는 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00857
에서
Figure 112016033314050-pat00858
번째 송신 안테나와 연괸된 CRS와 보간에 의해 생성된 CRS가 위치한 RE들의 인덱스에 해당하는
Figure 112016033314050-pat00859
의 행 벡터들과 열 벡터 0부터 열 벡터
Figure 112016033314050-pat00860
까지 열 벡터들로 구성된 부분 행렬이다. 그러므로
Figure 112016033314050-pat00861
의 크기는
Figure 112016033314050-pat00862
이며, 도 22a 내지 도 22d에서와 같이 보간에 의해 송신 안테나 그리고 OFDM 심볼 인덱스와 무관하게 동일한 RE의 인덱스를 가진다.vector here
Figure 112016033314050-pat00851
The entry in the transmit antenna
Figure 112016033314050-pat00852
, receiving antenna
Figure 112016033314050-pat00853
, subframe
Figure 112016033314050-pat00854
, OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00855
For a received signal that is not linearly interpolated, it is a noise signal on the RE, and for a received signal obtained by linear interpolation, noise obtained by linearly interpolating noise on two REs to be interpolated and a channel that may occur when the channel does not change linearly is the sum of the interference.
Figure 112016033314050-pat00856
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00857
at
Figure 112016033314050-pat00858
The CRS associated with the th transmit antenna and the index of the REs in which the CRS generated by interpolation is located
Figure 112016033314050-pat00859
row vectors and column vectors of 0 to column vectors
Figure 112016033314050-pat00860
It is a submatrix of column vectors up to . therefore
Figure 112016033314050-pat00861
the size of
Figure 112016033314050-pat00862
and has the same RE index irrespective of the transmit antenna and OFDM symbol index by interpolation as in FIGS. 22A to 22D.

도 23은 MIMO 시스템에서 본 개시의 실시 예에 따른 StOMP 알고리즘의 동작을 도시한다. 23 illustrates the operation of the StOMP algorithm according to an embodiment of the present disclosure in a MIMO system.

2310 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat00863
번째 반복 스테이지에서의 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat00864
에 정합 필터를 적용하여 벡터
Figure 112016033314050-pat00865
를 출력한다.
Figure 112016033314050-pat00866
의 정합 필터 출력
Figure 112016033314050-pat00867
Figure 112016033314050-pat00868
번째 엔트리는
Figure 112016033314050-pat00869
와 시스템 행렬
Figure 112016033314050-pat00870
Figure 112016033314050-pat00871
번째 열 벡터(column vector)가 어느 정도 매칭되는지 알려주는 벡터이다.In step 2310, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00863
Residual vector in the second iteration stage
Figure 112016033314050-pat00864
vector by applying a matched filter to
Figure 112016033314050-pat00865
to output
Figure 112016033314050-pat00866
matched filter output of
Figure 112016033314050-pat00867
of
Figure 112016033314050-pat00868
the second entry
Figure 112016033314050-pat00869
and system matrix
Figure 112016033314050-pat00870
of
Figure 112016033314050-pat00871
This is a vector indicating how much the second column vector matches.

2320 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat00872
의 엔트리 중 에너지 값 또는 절대 값이 기준 값
Figure 112016033314050-pat00873
보다 큰 엔트리들의 집합
Figure 112016033314050-pat00874
를 출력한다. In step 2320, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00872
Entry of energy value or absolute value is the reference value
Figure 112016033314050-pat00873
a larger set of entries
Figure 112016033314050-pat00874
to output

2330 단계에서, 수신단 120은 이전 반복 스테이지에서 저장되어 있던

Figure 112016033314050-pat00875
과 합집합을 구하고 그 결과를
Figure 112016033314050-pat00876
로 정의하여 출력한다.
Figure 112016033314050-pat00877
는 항상 오름차순으로 나열되어 있다고 가정한다.
Figure 112016033314050-pat00878
번째 반복 스테이지에서는 이전 반복 단계에서 구한
Figure 112016033314050-pat00879
가 합집합의 입력으로 들어가며, 이 과정에서 딜레이 유닛(delay unit)이 이용된다.In step 2330, the receiving end 120 receives the stored data from the previous iteration stage.
Figure 112016033314050-pat00875
Find the union of and
Figure 112016033314050-pat00876
is defined and output.
Figure 112016033314050-pat00877
is always assumed to be in ascending order.
Figure 112016033314050-pat00878
In the second iteration stage, the value obtained in the previous iteration stage is
Figure 112016033314050-pat00879
is entered as the input of the union, and a delay unit is used in this process.

2340 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat00880
번째 단계에서의 시스템 행렬
Figure 112016033314050-pat00881
와 수신 신호 벡터 를 입력으로 하여 제로 포싱 수신기를 통하여 추정된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00882
가 출력 벡터로서 출력된다.In step 2340, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00880
system matrix in the first step
Figure 112016033314050-pat00881
The CIR vector estimated through the zero-forcing receiver with the received signal vector and
Figure 112016033314050-pat00882
is output as an output vector.

2350 단계에서, 수신단 120은 수신 신호

Figure 112016033314050-pat00883
로부터 추청된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat00884
가 기여하는 값을 빼기 위해
Figure 112016033314050-pat00885
를 간섭 벡터로 정의함으로써 간섭 벡터를 형성한다. 수신 신호
Figure 112016033314050-pat00886
에서
Figure 112016033314050-pat00887
을 빼준 값은
Figure 112016033314050-pat00888
번째 반복 스테이지에서의 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat00889
로 정의되며, 이러한 과정을 위해 딜레이 유닛이 이용될 수 있다.In step 2350, the receiving end 120 receives the signal
Figure 112016033314050-pat00883
CIR vector derived from
Figure 112016033314050-pat00884
to subtract the value contributed by
Figure 112016033314050-pat00885
An interference vector is formed by defining as an interference vector. receive signal
Figure 112016033314050-pat00886
at
Figure 112016033314050-pat00887
The value minus
Figure 112016033314050-pat00888
Residual vector in the second iteration stage
Figure 112016033314050-pat00889
is defined, and a delay unit may be used for this process.

도 23에 도시된 StOMP 알고리즘의

Figure 112016033314050-pat00890
은 아래의 수학식 105와 같이 계산된다.of the StOMP algorithm shown in FIG.
Figure 112016033314050-pat00890
is calculated as in Equation 105 below.

Figure 112016033314050-pat00891
Figure 112016033314050-pat00891

여기서,

Figure 112016033314050-pat00892
는 미리 정의된 계수,
Figure 112016033314050-pat00893
Figure 112016033314050-pat00894
번째 반복 단계에서의 잔여 벡터,
Figure 112016033314050-pat00895
Figure 112016033314050-pat00896
의 2-놈(norm),
Figure 112016033314050-pat00897
는 OFDM 심볼
Figure 112016033314050-pat00898
에서 CRS가 차지하는 전체 RE의 개수이다.here,
Figure 112016033314050-pat00892
is the predefined coefficient,
Figure 112016033314050-pat00893
Is
Figure 112016033314050-pat00894
the residual vector in the second iteration,
Figure 112016033314050-pat00895
Is
Figure 112016033314050-pat00896
The 2-norm of
Figure 112016033314050-pat00897
is the OFDM symbol
Figure 112016033314050-pat00898
is the total number of REs occupied by the CRS.

StOMP 알고리즘을 이용하여 추정된 CIR 벡터

Figure 112016033314050-pat00899
Figure 112016033314050-pat00900
집합이 갖는 인덱스에서는 0이 아닌 값을 가지며,
Figure 112016033314050-pat00901
의 여집합이 갖는 인덱스에서는 0의 값을 갖는다. 추정된
Figure 112016033314050-pat00902
로부터 아래의 수학식 106와 같이 CFR을 추정할 수 있다.CIR vector estimated using StOMP algorithm
Figure 112016033314050-pat00899
Is
Figure 112016033314050-pat00900
It has a non-zero value at the index of the set,
Figure 112016033314050-pat00901
The index of the complement set has a value of 0. estimated
Figure 112016033314050-pat00902
CFR can be estimated from Equation 106 below.

Figure 112016033314050-pat00903
Figure 112016033314050-pat00903

여기서,

Figure 112016033314050-pat00904
는 추정된 CFR,
Figure 112016033314050-pat00905
은 추정된 채널 값,
Figure 112016033314050-pat00906
은 지연 확산 값이다.here,
Figure 112016033314050-pat00904
is the estimated CFR,
Figure 112016033314050-pat00905
is the estimated channel value,
Figure 112016033314050-pat00906
is the delay spread value.

RSTI가 적용되지 않을 때에는 시스템 행렬을

Figure 112016033314050-pat00907
대신 CRS의 패턴에 따라
Figure 112016033314050-pat00908
또는
Figure 112016033314050-pat00909
을 이용할 수 있으며,
Figure 112016033314050-pat00910
Figure 112016033314050-pat00911
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00912
번째 열
Figure 112016033314050-pat00913
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00914
로 갖는 행렬이다.When RSTI is not applied, the system matrix is
Figure 112016033314050-pat00907
Instead, according to the pattern of CRS
Figure 112016033314050-pat00908
or
Figure 112016033314050-pat00909
is available,
Figure 112016033314050-pat00910
Is
Figure 112016033314050-pat00911
second row and
Figure 112016033314050-pat00912
second column
Figure 112016033314050-pat00913
entry of
Figure 112016033314050-pat00914
is a matrix with

송신 안테나가 4개일 때, 임의의 송신 안테나와 연관된 CRS에 RSTI 기법을 적용하지 않는 경우를 rsti=[0 0 0 0]으로 정의한다. 0번 송신 안테나와 1번 송신 안테나와 연관된 CRS에 RSTI 기법을 적용하고, 0번 송신 안테나와 1번 송신 안테나와 연관된 CRS에 RSTI 기법을 적용하지 않는 경우, rsti=[1 1 0 0]으로 정의한다. 송신 안테나와 연관된 CRS에 모두 RSTI 기법을 적용할 때, rsti=[1 1 1 1]로 정의한다.When there are four transmit antennas, a case in which the RSTI technique is not applied to a CRS associated with any transmit antenna is defined as rsti=[0 0 0 0]. When the RSTI technique is applied to the CRS associated with the No. 0 transmit antenna and the No. 1 transmit antenna and the RSTI technique is not applied to the CRS associated with the No. 0 transmit antenna and the No. 1 transmit antenna, rsti = [1 1 0 0] is defined. do. When the RSTI technique is applied to all CRSs associated with the transmit antenna, rsti = [1 1 1 1] is defined.

도 22a 내지 도 22d 에서 0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 그리드 2200의 음영 표시된 영역의 경우,

Figure 112016033314050-pat00915
Figure 112016033314050-pat00916
을 선형 보간하여 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정한다. 도 22a 내지 도 22d에서 0번 송신 안테나와 관련된 CRS를 이용하는 그리드 2202의 음영 표시된 영역의 경우,
Figure 112016033314050-pat00917
Figure 112016033314050-pat00918
을 선형 보간함으로써 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정한다. 0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 그리드 2204의 음영 표신된 영역의 경우,
Figure 112016033314050-pat00919
Figure 112016033314050-pat00920
을 선형 보간함으로써 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정한다. 0번 송신 안테나와 연관된 CRS를 아용하는 청색 영역의 경우,
Figure 112016033314050-pat00921
Figure 112016033314050-pat00922
을 선형 보간하여 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정한다. 1번 송신 안테나와 연관된 도 22b의 그리드 2210, 2212, 2214, 2216에 도시된 CRS의 경우에도 도 22a에서의 0번 송신 안테나에 대한 경우와 유사한 방법으로 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정할 수 있다.In the case of the shaded area of the grid 2200 using the CRS associated with the No. 0 transmit antenna in FIGS. 22A to 22D ,
Figure 112016033314050-pat00915
Wow
Figure 112016033314050-pat00916
is linearly interpolated to estimate the CFR of an OFDM symbol in which CRS does not exist. In the case of the shaded area of the grid 2202 using the CRS associated with the No. 0 transmit antenna in FIGS. 22A to 22D,
Figure 112016033314050-pat00917
Wow
Figure 112016033314050-pat00918
Estimate the CFR of an OFDM symbol in which CRS does not exist by linear interpolation. For the shaded area of grid 2204 using the CRS associated with transmit antenna 0,
Figure 112016033314050-pat00919
Wow
Figure 112016033314050-pat00920
Estimate the CFR of an OFDM symbol in which CRS does not exist by linear interpolation. In the case of the blue region using the CRS associated with transmit antenna 0,
Figure 112016033314050-pat00921
Wow
Figure 112016033314050-pat00922
is linearly interpolated to estimate the CFR of an OFDM symbol in which CRS does not exist. In the case of the CRS shown in grids 2210, 2212, 2214, and 2216 of FIG. 22B associated with the first transmit antenna, the CFR of the OFDM symbol in which the CRS does not exist is estimated in a similar manner to the case of the 0 transmit antenna in FIG. 22A can do.

2번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 22c의 그리드 2220의 음영 표시 및 빗금 표시된 영역의 경우,

Figure 112016033314050-pat00923
Figure 112016033314050-pat00924
을 선형 보간하여 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정한다. 2번 송신 안테나와 연관된 CRS를 이용하는 도 22c의 그리드2222의 음영 표시 및 빗금 표시된 영역의 경우,
Figure 112016033314050-pat00925
Figure 112016033314050-pat00926
를 선형 보간하여 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정한다. 3번 송신 안테나와 연관된 도 22d의 그리드 2230 및 2232에 도시된 CRS의 경우에도 도 22c에서의 2번 송신 안테나에 대한 경우와 유사한 방법으로 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정할 수 있다.In the case of the shaded and hatched areas of the grid 2220 of FIG. 22c using the CRS associated with the No. 2 transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00923
Wow
Figure 112016033314050-pat00924
is linearly interpolated to estimate the CFR of an OFDM symbol in which CRS does not exist. In the case of the shaded and hatched areas of the grid 2222 of FIG. 22c using the CRS associated with the No. 2 transmit antenna,
Figure 112016033314050-pat00925
Wow
Figure 112016033314050-pat00926
is linearly interpolated to estimate the CFR of an OFDM symbol in which CRS does not exist. In the case of the CRS shown in grids 2230 and 2232 of FIG. 22D associated with the third transmit antenna, the CFR of the OFDM symbol in which the CRS does not exist may be estimated in a similar manner to the case of the second transmit antenna in FIG. 22C.

도 24는 MIMO 시스템에서 본 개시의 실시 예에 따른 RSTI 기법을 이용한 채널 추정을 위한 흐름도를 도시한다.24 is a flowchart for channel estimation using the RSTI technique according to an embodiment of the present disclosure in a MIMO system.

2405 단계에서, 수신단 120은 기준 신호 또는 CRS가 위치한 RE들 상의 2개의 디스크램블된 신호들 사이를 선형 보간한다. 수신단 120은 수신된 신호에 대하여 FFT를 수행함으로써 수신된 신호를 주파수 영역으로 변환한 후, CRS가 위치한 RE를 확인할 수 있다. 그리하여, 수신단 120은 CRS가 위치한 RE들 상의 신호를 디스크램블하고 디스크램블된 신호들 사이를 선형 보간함으로써 CRS가 위치한 RE들 사이의 RE에 대한 신호를 획득할 수 있다.In step 2405, the receiving end 120 linearly interpolates between the two descrambled signals on REs where the reference signal or CRS is located. The receiving terminal 120 may convert the received signal into a frequency domain by performing FFT on the received signal, and then check the RE in which the CRS is located. Thus, the receiving terminal 120 may obtain a signal for the RE between the REs in which the CRS is located by descrambles a signal on the REs in which the CRS is located and linearly interpolates between the descrambled signals.

2410 단계에서, 수신단 120은 StOMP 또는 블록 StOMP를 통해 반복적으로 시간 영역에서의 1차원 CIR을 추정한다. 수신단 120은 2405 단계에서 CRS가 위치한 신호 및 선형 보간을 통해 획득된 신호를 이용하여 시간 영역에서 채널 추정을 수행할 수 있다. 구체적으로 수신단 120은 StOMP 또는 블록 StOMP 알고리즘을 이용하여 CIR 값을 추정할 수 있다.In step 2410, the receiver 120 repeatedly estimates the one-dimensional CIR in the time domain through StOMP or block StOMP. The receiver 120 may perform channel estimation in the time domain using a signal in which the CRS is located and a signal obtained through linear interpolation in step 2405 . Specifically, the receiver 120 may estimate the CIR value using the StOMP or block StOMP algorithm.

2415 단계에서, 수신단 120은 CIR 추정 값들을 주파수 영역으로 변환함으로써 CFR을 추정한다. 수신단 120은 2410 단계에서 추정된 CIR 값들에 대하여 FFT를 수행함으로써 주파수 영역에서의 채널 추정 값인 CFR을 획득할 수 있다.In step 2415, the receiver 120 estimates CFR by converting the estimated CIR values into a frequency domain. The receiver 120 may obtain CFR, which is a channel estimation value in the frequency domain, by performing FFT on the CIR values estimated in step 2410 .

2420 단계에서, 수신단 120은 CFR 추정 값들 사이를 선형 보간한다. 즉, 수신단 120은 주파수축상에서 2415단계에서 획득된 CFR들의 사이에 위치한 RE들에 대하여 선형 보간을 수행함으로써 나머지 RE들에 대한 채널 값을 획득할 수 있다.In step 2420, the receiving end 120 linearly interpolates between the CFR estimates. That is, the receiving terminal 120 may obtain channel values for the remaining REs by performing linear interpolation on REs located between the CFRs obtained in step 2415 on the frequency axis.

본 개시의 또 다른 실시 예로 블록 StOMP 알고리즘을 이용할 수 있다. 블록 StOMP 알고리즘은 주어진 랙(lag)

Figure 112016033314050-pat00927
에서
Figure 112016033314050-pat00928
Figure 112016033314050-pat00929
Figure 112016033314050-pat00930
의 모든 엔트리가 모두 0이 아니거나 모두 0이어야 한다는 성질을 이용하는 알고리즘이다. 시스템 수학식은 아래의 수학식 107과 같이 나타낼 수 있다.As another embodiment of the present disclosure, a block StOMP algorithm may be used. The block StOMP algorithm has a given lag.
Figure 112016033314050-pat00927
at
Figure 112016033314050-pat00928
of
Figure 112016033314050-pat00929
dog
Figure 112016033314050-pat00930
It is an algorithm that utilizes the property that all entries of are not all zeros or must be all zeros. The system equation can be expressed as Equation 107 below.

Figure 112016033314050-pat00931
Figure 112016033314050-pat00931

Figure 112016033314050-pat00932
는 수신 신호,
Figure 112016033314050-pat00933
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00934
는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00935
는 잡음 벡터이다.
Figure 112016033314050-pat00932
is the received signal,
Figure 112016033314050-pat00933
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00934
is the channel vector,
Figure 112016033314050-pat00935
is the noise vector.

어느 안테나에도 RSTI 기법을 적용하지 않는 rsti=[0 0 0 0]의 경우, 0번과 1번 안테나의 0번 OFDM 심볼, 그리고 2번과 3번 안테나의 1번 OFDM 심볼에 대하여, 시스템 행렬은 아래와 같은 수학식 108 내지 수학식 111과 같이 표현될 수 있다.In the case of rsti=[0 0 0 0], which does not apply the RSTI technique to any antenna, for OFDM symbols 0 of antennas 0 and 1, and OFDM symbols 1 of antennas 2 and 3, the system matrix is It can be expressed as Equations 108 to 111 as follows.

Figure 112016033314050-pat00936
Figure 112016033314050-pat00936

Figure 112016033314050-pat00937
Figure 112016033314050-pat00937

Figure 112016033314050-pat00938
Figure 112016033314050-pat00938

Figure 112016033314050-pat00939
Figure 112016033314050-pat00939

0번과 1번 안테나 의 4번 OFDM 심볼, 그리고 0번과 1번 안테나의 11번 OFDM 심볼에 대해서, 시스템 행렬은 이하 수학식 112 내지 수학식 115와 같이 표현될 수 있다.For OFDM symbols 0 and 4 of antennas 0 and 1, and OFDM symbols 11 of antennas 0 and 1, the system matrix may be expressed as in Equations 112 to 115 below.

Figure 112016033314050-pat00940
Figure 112016033314050-pat00940

Figure 112016033314050-pat00941
Figure 112016033314050-pat00941

Figure 112016033314050-pat00942
Figure 112016033314050-pat00942

Figure 112016033314050-pat00943
Figure 112016033314050-pat00943

0번과 1번 안테나의 7번 OFDM 심볼, 그리고 2번과 3번 안테나의 8번 OFDM 심볼에 대하여, 시스템 행렬은 이하 수학식 116 내지 수학식 119와 같이 표현될 수 있다.For OFDM symbols No. 7 of antennas 0 and 1, and OFDM symbol No. 8 of antennas 2 and 3, the system matrix may be expressed as in Equations 116 to 119 below.

Figure 112016033314050-pat00944
Figure 112016033314050-pat00944

Figure 112016033314050-pat00945
Figure 112016033314050-pat00945

Figure 112016033314050-pat00946
Figure 112016033314050-pat00946

Figure 112016033314050-pat00947
Figure 112016033314050-pat00947

수학식 108 내지 수학식 119에서,

Figure 112016033314050-pat00948
는 수신 신호,
Figure 112016033314050-pat00949
는 시스템 행렬,
Figure 112016033314050-pat00950
는 채널 벡터,
Figure 112016033314050-pat00951
는 잡음 벡터이고,
Figure 112016033314050-pat00952
Figure 112016033314050-pat00953
번째 행과
Figure 112016033314050-pat00954
번째 열
Figure 112016033314050-pat00955
의 엔트리를
Figure 112016033314050-pat00956
로 갖는 행렬이다. In Equations 108 to 119,
Figure 112016033314050-pat00948
is the received signal,
Figure 112016033314050-pat00949
is the system matrix,
Figure 112016033314050-pat00950
is the channel vector,
Figure 112016033314050-pat00951
is the noise vector,
Figure 112016033314050-pat00952
Is
Figure 112016033314050-pat00953
second row and
Figure 112016033314050-pat00954
second column
Figure 112016033314050-pat00955
entry of
Figure 112016033314050-pat00956
is a matrix with

도 25는 본 개시의 실시 예에 따른 블록 StOMP 알고리즘의 동작을 도시한다. 도 25를 참고하면,

Figure 112016033314050-pat00957
Figure 112016033314050-pat00958
번째 반복 스테이지에서의 잔여 벡터이며, 최초 반복 (
Figure 112016033314050-pat00959
)에서
Figure 112016033314050-pat00960
이고, 집합
Figure 112016033314050-pat00961
Figure 112016033314050-pat00962
이다. 25 illustrates an operation of a block StOMP algorithm according to an embodiment of the present disclosure. Referring to Figure 25,
Figure 112016033314050-pat00957
Is
Figure 112016033314050-pat00958
Residual vector in the second iteration stage, the first iteration (
Figure 112016033314050-pat00959
)at
Figure 112016033314050-pat00960
and set
Figure 112016033314050-pat00961
Is
Figure 112016033314050-pat00962
to be.

2510 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat00963
번째 반복 스테이지에서의 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat00964
에 정합 필터를 적용하여 벡터
Figure 112016033314050-pat00965
를 출력한다.
Figure 112016033314050-pat00966
의 정합 필터 출력
Figure 112016033314050-pat00967
Figure 112016033314050-pat00968
번째 엔트리는
Figure 112016033314050-pat00969
와 시스템 행렬
Figure 112016033314050-pat00970
Figure 112016033314050-pat00971
번째 열 벡터가 어느 정도 매칭되는지 알려주는 벡터이다.
Figure 112016033314050-pat00972
의 엔트리의 개수는
Figure 112016033314050-pat00973
이고,
Figure 112016033314050-pat00974
개의 엔트리들을 하나의 블록으로 정의할 수 있다.In step 2510, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00963
Residual vector in the second iteration stage
Figure 112016033314050-pat00964
vector by applying a matched filter to
Figure 112016033314050-pat00965
to output
Figure 112016033314050-pat00966
matched filter output of
Figure 112016033314050-pat00967
of
Figure 112016033314050-pat00968
the second entry
Figure 112016033314050-pat00969
and system matrix
Figure 112016033314050-pat00970
of
Figure 112016033314050-pat00971
This is a vector indicating how much the second column vector matches.
Figure 112016033314050-pat00972
The number of entries in
Figure 112016033314050-pat00973
ego,
Figure 112016033314050-pat00974
Entries can be defined as one block.

2520 단계에서,

Figure 112016033314050-pat00975
Figure 112016033314050-pat00976
(
Figure 112016033314050-pat00977
)번째 블록 내의 엔트리들의 파워의 합이 기준 값
Figure 112016033314050-pat00978
보다 큰 블록들의 집합을
Figure 112016033314050-pat00979
라고 할 수 있다. 다시 말해, 수신단 120은
Figure 112016033314050-pat00980
의 엔트리 중 에너지 값 또는 절대 값이 기준 값
Figure 112016033314050-pat00981
보다 큰 엔트리들의 집합
Figure 112016033314050-pat00982
를 출력한다. 실시 예에 따라, 기준 값과 비교되는 블록 별 파워 값은 블록 내부의 엔트리들의 1-놈(norm), 2-놈, 3-놈 등의 값이 될 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 기준값
Figure 112016033314050-pat00983
는 매 반복마다, 일정 주기, 또는 일정 기준에 따라 변경될 수 있다. 일 실시 예에서, 블록 StOMP 알고리즘의 기준 값
Figure 112016033314050-pat00984
는 아래의 수학식 119와 같이 계산될 수 있다.At step 2520,
Figure 112016033314050-pat00975
of
Figure 112016033314050-pat00976
(
Figure 112016033314050-pat00977
) the sum of the powers of the entries in the block is the reference value
Figure 112016033314050-pat00978
a larger set of blocks
Figure 112016033314050-pat00979
it can be said In other words, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat00980
Entry of energy value or absolute value is the reference value
Figure 112016033314050-pat00981
a larger set of entries
Figure 112016033314050-pat00982
to output According to an embodiment, the power value for each block compared with the reference value may be a 1-norm, 2-norm, 3-norm, etc. of entries in the block. In another embodiment, the reference value
Figure 112016033314050-pat00983
may be changed at every iteration, at a predetermined period, or according to a predetermined criterion. In one embodiment, the reference value of the block StOMP algorithm
Figure 112016033314050-pat00984
can be calculated as in Equation 119 below.

Figure 112016033314050-pat00985
Figure 112016033314050-pat00985

여기서,

Figure 112016033314050-pat00986
는 블록 StOMP 알고리즘의 기준 값,
Figure 112016033314050-pat00987
는 미리 정의된 계수,
Figure 112016033314050-pat00988
Figure 112016033314050-pat00989
번째 반복에서의 잔여 벡터,
Figure 112016033314050-pat00990
는 이용되는 CRS의 개수이다.here,
Figure 112016033314050-pat00986
is the reference value of the block StOMP algorithm,
Figure 112016033314050-pat00987
is the predefined coefficient,
Figure 112016033314050-pat00988
Is
Figure 112016033314050-pat00989
the residual vector at the th iteration,
Figure 112016033314050-pat00990
is the number of CRSs used.

2530 단계에서, 수신단 120은 이전 반복 스테이지에서 저장되어 있던

Figure 112016033314050-pat00991
과 합집합을 구하고 그 결과를
Figure 112016033314050-pat00992
로 정의하여 출력한다.
Figure 112016033314050-pat00993
는 항상 오름차순으로 나열되어 있다고 가정한다.
Figure 112016033314050-pat00994
번째 반복 스테이지에서는 이전 반복 단계에서 구한
Figure 112016033314050-pat00995
가 합집합의 입력으로 들어가며, 이 과정에서 딜레이 유닛이 이용된다. 예를 들면,
Figure 112016033314050-pat00996
,
Figure 112016033314050-pat00997
이고, RSTI에 의하여 선형 보간이 수행되면
Figure 112016033314050-pat00998
이고, 선형 보간이 수행되지 않으면
Figure 112016033314050-pat00999
이다. In step 2530, the receiver 120 receives the stored data from the previous iteration stage.
Figure 112016033314050-pat00991
Find the union of and
Figure 112016033314050-pat00992
is defined and output.
Figure 112016033314050-pat00993
is always assumed to be in ascending order.
Figure 112016033314050-pat00994
In the second iteration stage, the value obtained in the previous iteration stage is
Figure 112016033314050-pat00995
is input to the union, and a delay unit is used in this process. For example,
Figure 112016033314050-pat00996
,
Figure 112016033314050-pat00997
, and when linear interpolation is performed by RSTI,
Figure 112016033314050-pat00998
, and if linear interpolation is not performed
Figure 112016033314050-pat00999
to be.

2540 단계에서, 수신단 120은

Figure 112016033314050-pat01000
번째 단계에서의 시스템 행렬
Figure 112016033314050-pat01001
와 수신 신호 벡터
Figure 112016033314050-pat01002
를 입력으로 하여 제로 포싱 수신기를 통하여 추정된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat01003
가 출력 벡터로서 출력된다.In step 2540, the receiving end 120
Figure 112016033314050-pat01000
system matrix in the first step
Figure 112016033314050-pat01001
and receive signal vector
Figure 112016033314050-pat01002
CIR vector estimated through a zero-forcing receiver with
Figure 112016033314050-pat01003
is output as an output vector.

2350 단계에서, 수신단 120은 수신 신호

Figure 112016033314050-pat01004
로부터 추청된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat01005
가 기여하는 값을 빼기 위해
Figure 112016033314050-pat01006
를 간섭 벡터로 정의함으로써 간섭 벡터를 형성한다. 수신 신호
Figure 112016033314050-pat01007
에서
Figure 112016033314050-pat01008
을 빼준 값은
Figure 112016033314050-pat01009
번째 반복 스테이지에서의 잔여 벡터
Figure 112016033314050-pat01010
로 정의되며, 이러한 과정을 위해 딜레이 유닛이 이용될 수 있다.In step 2350, the receiving end 120 receives a signal
Figure 112016033314050-pat01004
CIR vector derived from
Figure 112016033314050-pat01005
to subtract the value contributed by
Figure 112016033314050-pat01006
An interference vector is formed by defining as an interference vector. receive signal
Figure 112016033314050-pat01007
at
Figure 112016033314050-pat01008
The value minus
Figure 112016033314050-pat01009
Residual vector in the second iteration stage
Figure 112016033314050-pat01010
is defined, and a delay unit may be used for this process.

상술한 바와 같은 동작이 일정 횟수 반복되며, 실시 예에 따라 이러한 반복 동작은 미리 정의된 최대 횟수에 도달하였을 때 멈추거나,

Figure 112016033314050-pat01011
이 기준 값보다 작아질 때 멈출 수도 있으며,
Figure 112016033314050-pat01012
의 엔트리 중 절대값이 가장 큰 엔트리가 기준 값보다 작아질 때 멈출 수 있다. 블록 StOMP 알고리즘을 이용하여 추정된 CIR 벡터
Figure 112016033314050-pat01013
는 집합이 갖는 인덱스에서는 0이 아닌 값을 가지며,
Figure 112016033314050-pat01014
의 여집합이 가지는 인덱스에서는 0인 값을 갖게 된다. 이후, 수학식 103을 이용하여 CFR을 추정할 수 있으며, RSTI가 적용된 StOMP 방식과 유사하게 선형을 수행하여 CRS가 존재하지 않는 OFDM 심볼의 CFR을 추정할 수 있다.The above-described operation is repeated a certain number of times, and according to an embodiment, the repeated operation stops when reaching a predefined maximum number of times, or
Figure 112016033314050-pat01011
It may stop when it becomes less than this reference value,
Figure 112016033314050-pat01012
It can be stopped when the entry with the largest absolute value among the entries in is smaller than the reference value. CIR vector estimated using block StOMP algorithm
Figure 112016033314050-pat01013
has a non-zero value at the index of the set,
Figure 112016033314050-pat01014
The index of the complement set has a value of 0. Thereafter, the CFR may be estimated using Equation 103, and the CFR of the OFDM symbol in which the CRS does not exist may be estimated by performing linearization similar to the StOMP method to which the RSTI is applied.

도 26a 내지 도 26b는 MIMO 시스템에서 여러 채널 추정 기법에 따른 BLER 성능에 대한 그래프를 도시한다.26A to 26B show graphs of BLER performance according to various channel estimation techniques in a MIMO system.

도 26a는 여러 채널 추정 기법에서 MCS가 0일 때 BLER 성능을 도시한다. 도26a의 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 실험 환경은 도 21b의 경우와 동일하다. BLER 커브를 살펴보면 rsti=[1 1 1 1]을 적용한 블록 StOMP 방식이 BLER=0.1에서 최적의 채널 추정기에 가까운 LMMSE 방식에 비해 약 0.4dB 성능 열화를 보임을 알 수 있다. 이러한 결과로부터, 일정한(static) 채널을 가정한 StOMP 방식에 비해 0.5dB 이득이 있다는 것이 보여진다. 또한, rsti=[1 1 1 1]을 적용한 StOMP 방식이 BLER = 0.1에서 최적 채널 추정기에 비해 약 0.7dB 성능 열화를 보이는 것을 알 수 있다. rsti=[0 0 0 0], rsti=[1 1 0 0], rsti=[1 1 1 1] 중 StOMP 및 블록 StOMP 방식 모두에서 rsti = [1 1 1 1]인 경우, 가장 성능이 우수함을 알 수 있다.26A shows BLER performance when MCS is 0 in various channel estimation schemes. 26A, the horizontal axis represents the average CNR in dB, and the vertical axis represents BLER. The experimental environment is the same as in the case of FIG. 21B. Looking at the BLER curve, it can be seen that the block StOMP method to which rsti=[1 1 1 1] is applied shows about 0.4dB performance degradation compared to the LMMSE method, which is close to the optimal channel estimator at BLER=0.1. From these results, it can be seen that there is a 0.5dB gain compared to the StOMP method assuming a static channel. In addition, it can be seen that the StOMP method to which rsti = [1 1 1 1] is applied shows performance degradation of about 0.7 dB compared to the optimal channel estimator at BLER = 0.1. Among rsti=[0 0 0 0], rsti=[1 1 0 0], rsti=[1 1 1 1], the best performance is obtained when rsti = [1 1 1 1] in both StOMP and block StOMP methods. Able to know.

도 26b는 여러 채널 추정 기법에서 MCS가 22일 때 BLER 성능을 도시한다. 도26b의 가로축은 dB단위의 평균 CNR을 나타내고, 세로축은 BLER을 나타낸다. 실험환경은 도 21c의 경우와 동일하다. 일정한 채널을 가정한 StOMP를 이용한 채널 추정 방식은 에러 플로어 현상을 나타내는데 비해, rsti=[0 0 0 0], rsti=[1 1 0 0]을 적용한 StOMP 및 블록 StOMP 방식은 높은 CNR 영역에서 BLER < 0.01을 만족한다. 즉, 높은 도플러 주파수 및 높은 CNR 영역에서는, CRS가 존재하는 RE에서의 수신 신호의 선형 보간이 적합하지 않을 수 있다.26B shows BLER performance when MCS is 22 in various channel estimation schemes. 26B, the horizontal axis represents the average CNR in dB, and the vertical axis represents BLER. The experimental environment is the same as in the case of FIG. 21C. The channel estimation method using StOMP assuming a constant channel exhibits an error floor phenomenon, whereas the StOMP and block StOMP methods applying rsti=[0 0 0 0] and rsti=[1 1 0 0] show BLER < 0.01 is satisfied. That is, in a high Doppler frequency and high CNR region, linear interpolation of a received signal in an RE in which CRS is present may not be suitable.

도 27은 본 개시의 실시 예에 따른 CFR의 선형 보간을 이용한 StOMP 및 블록 StOMP를 이용한 채널 추정 방식의 rsti 선택이 적응적으로 선택되는 흐름도를 도시한다. 도 27에 도시된 흐름도는 통상적으로 이 분야의 기술자에게 널리 알려진 도플러 검출기과 SNR 측정기를 이용하여 수행될 수 있으며, 도플러 검출기와 SNR 측정기는 수신단 내에 포함될 수 있다. rsti는 각각의 송신 안테나에 대하여 RSTI 기법이 적용되는 지 여부를 나타내는 것으로서, 예를 들면, rsti = [0 0 0 0]은 어느 안테나에도 RSTI 기법이 적용되지 않는 경우, rsti = [1 1 0 0]은 0번 송신 안테나와 1번 송신 안테나와 연관된 CRS에 RSTI 기법을 적용하지 않는 경우, rsti = [1 1 1 1]은 송신 안테나와 연관된 CRS에 모두 RSTI 기법을 적용한 경우를 나타낸다.27 is a flowchart illustrating an adaptive selection of rsti selection of a channel estimation method using StOMP and block StOMP using linear interpolation of CFR according to an embodiment of the present disclosure. The flowchart shown in FIG. 27 may be generally performed using a Doppler detector and an SNR measurer that are well known to those skilled in the art, and the Doppler detector and the SNR measurer may be included in the receiving end. rsti indicates whether the RSTI technique is applied to each transmit antenna, for example, rsti = [0 0 0 0], when the RSTI technique is not applied to any antenna, rsti = [1 1 0 0 ] indicates that the RSTI technique is not applied to the CRSs associated with the No. 0 transmit antenna and the No. 1 transmit antenna, and rsti = [1 1 1 1] indicates a case in which the RSTI method is applied to both the CRSs associated with the transmit antenna.

2705 단계에서, 수신단 120은 도플러 주파수가 낮은 주파수인지, 또는 수신단 120이 저속 이동 중인지 여부를 판단한다. 저속 이동 중으로 판단된 경우, 2740 단계로 이동하여 수신단 120은 rsti=[1 1 1 1]을 적용한다. In step 2705, the receiving end 120 determines whether the Doppler frequency is a low frequency or whether the receiving end 120 is moving at a low speed. If it is determined that the low-speed movement is in progress, the receiver 120 applies rsti=[1 1 1 1] in step 2740.

단말이 저속 이동 중으로 판단되지 아니한 경우, 2710 단계로 진행하여 수신단 120은 도플러 주파수가 중간 주파수인지, 즉, 수신단 120이 중간 속도로 이동 중인지 여부를 판단한다. 수신단 120이 중간 이동 속도로 이동함을 판단한 경우, 수신단 120은 2715 단계로 진행하고 슬롯 또는 서브프레임 레이트로 측정된 순간 SNR이 특정 기준 값 Tm,1 보다 큰 지 여부를 판단한다. 순간 SNR이 Tm,1 보다 큰 경우, 2745 단계로 진행하여 rsti=[1 1 1 1]을 적용하고, 순간 SNR이 Tm,1 보다 같거나 작으면, 2750 단계로 rsti=[1 1 0 0]을 적용한다. If it is not determined that the terminal is moving at a low speed, in step 2710, the receiving terminal 120 determines whether the Doppler frequency is an intermediate frequency, that is, whether the receiving terminal 120 is moving at an intermediate speed. When it is determined that the receiving end 120 moves at the intermediate movement speed, the receiving end 120 proceeds to step 2715 and determines whether the instantaneous SNR measured by the slot or subframe rate is greater than a specific reference value T m,1 . If the instantaneous SNR is greater than T m,1 , proceed to step 2745 and apply rsti=[1 1 1 1]. If the instantaneous SNR is less than or equal to T m,1 , go to step 2750 and rsti=[1 1 0 0] is applied.

2710 단계에서 수신단 120이 도플러 주파수가 높은 주파수로 판단된 경우, 즉, 수신단 120이 고속 이동 중으로 판단된 경우, 수신단 120은 2720 단계로 진행하여 슬롯 별 또는 서브프레임 레이트로 측정된 순간 SNR이 특정 기준 값 Th,1 보다 큰 지 여부를 판단한다. 순간 SNR이 Th,1 보다 큰 경우, 수신단 120은 2755 단계로 진행하여 rsti=[1 1 1 1]을 적용한다. 순간 SNR이 Th,1보다 같거나 작은 경우, 수신단 120은 2730 단계로 진행하여 순간 SNR이 특정 기준 값 Th,2보다 큰 지 여부를 판단한다. 순간 SNR이 Th,2보다 큰 경우, 수신단 120은 2760 단계로 진행하여 rsti=[1 1 0 0]을 적용하고, 순간 SNR이 Th,2보다 작거나 같은 경우, 수신단 120은 2765 단계로 진행하여 rsti=[0 0 0 0]을 적용한다. 실시 예에 따라, 하나의 서브프레임 내에서 채널 추정이 이용되는 CRS가 차지하는 OFDM 심볼들의 SNR의 평균값을 순간 SNR로 정의할 수도 있고, 여러 서브프레임에 걸쳐 수신되고 CRS가 존재하는 OFDM 심볼들의 SNR들의 유한 임펄스 응답(finite impulse response, FIR) 필터 또는 무한 임펄스 응답(infinite impulse response, IIR) 필터 출력을 이용하여 정의할 수도 있다.When the receiving end 120 determines that the Doppler frequency is a high frequency in step 2710, that is, when it is determined that the receiving end 120 is moving at high speed, the receiving end 120 proceeds to step 2720 to determine the instantaneous SNR measured by slot or subframe rate according to a specific standard It is determined whether the value T h,1 is greater than or not. If the instantaneous SNR is greater than T h,1 , the receiving end 120 proceeds to step 2755 and applies rsti=[1 1 1 1]. If the instantaneous SNR is less than or equal to T h,1 , the receiving terminal 120 proceeds to step 2730 to determine whether the instantaneous SNR is greater than a specific reference value T h,2 . If the instantaneous SNR is greater than T h,2 , the receiving end 120 proceeds to step 2760 and applies rsti=[1 1 0 0], and if the instantaneous SNR is less than or equal to T h,2 , the receiving end 120 proceeds to step 2765 Go ahead and apply rsti=[0 0 0 0]. According to an embodiment, an average value of SNRs of OFDM symbols occupied by CRS for which channel estimation is used in one subframe may be defined as an instantaneous SNR, and SNRs of OFDM symbols received over several subframes and in which CRS exists It can also be defined using a finite impulse response (FIR) filter or an infinite impulse response (IIR) filter output.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. Methods according to the embodiments described in the claims or specifications of the present disclosure may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.

그러한 소프트웨어는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 적어도 하나의 프로그램(소프트웨어 모듈), 전자 장치에서 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 전자 장치가 본 개시의 방법을 실시하게 하는 명령어들(instructions)을 포함하는 적어도 하나의 프로그램을 저장한다.Such software may be stored in a computer-readable storage medium. The computer-readable storage medium includes at least one program (software module), at least one program including instructions that, when executed by at least one processor in an electronic device, cause the electronic device to implement the method of the present disclosure save the

이러한 소프트웨어는, 휘발성(volatile) 또는 롬(ROM: Read Only Memory)과 같은 불휘발성(non-volatile) 저장장치의 형태로, 또는 램(RAM: random access memory), 메모리 칩(memory chips), 장치 또는 집적 회로(integrated circuits)와 같은 메모리의 형태로, 또는 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs), 자기 디스크(magnetic disk) 또는 자기 테이프(magnetic tape) 등과 같은 광학 또는 자기적 판독 가능 매체에, 저장될 수 있다.Such software may be in the form of a volatile or non-volatile storage device such as ROM (Read Only Memory), or RAM (random access memory), memory chips, device or in the form of memory, such as integrated circuits, or compact disc ROMs (CD-ROMs), Digital Versatile Discs (DVDs), magnetic disks or magnetic tapes ( optical or magnetically readable media, such as magnetic tape).

저장 장치 및 저장 미디어는, 실행될 때 일 실시 예들을 구현하는 명령어들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적절한 기계-판독 가능 저장 수단의 실시 예들이다. 실시 예들은 본 명세서의 청구항들 중 어느 하나에 청구된 바와 같은 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램, 및 그러한 프로그램을 저장하는 기계-판독 가능 저장 매체를 제공한다. 나아가, 그러한 프로그램들은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 어떠한 매체에 의해 전자적으로 전달될 수 있으며, 실시 예들은 동등한 것을 적절히 포함한다.Storage devices and storage media are embodiments of machine-readable storage means suitable for storing a program or programs comprising instructions that, when executed, implement the embodiments. Embodiments provide a program comprising code for implementing an apparatus or method as claimed in any one of the claims of this specification, and a machine-readable storage medium storing such a program. Furthermore, such programs may be transmitted electronically by any medium, such as a communication signal transmitted over a wired or wireless connection, and embodiments suitably include equivalents.

상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the above-described specific embodiments, elements included in the invention are expressed in the singular or plural according to the specific embodiments presented. However, the singular or plural expression is appropriately selected for the situation presented for convenience of description, and the above-described embodiments are not limited to the singular or plural component, and even if the component is expressed in plural, it is composed of a singular or , even a component expressed in a singular may be composed of a plural.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, although specific embodiments have been described in the description of the invention, various modifications are possible without departing from the scope of the technical idea contained in the various embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.

Claims (20)

수신단의 동작 방법에 있어서,
송신 장치(transmission device)로부터 수신된 기준 신호들을 기초로 베이시스 확장 모델(basis expansion model, BEM) 베이시스(basis) 벡터(vector)를 획득하는 과정,
상기 BEM 베이시스 벡터를 기초로 채널 임펄스 응답(channel impulse response, CIR)의 적어도 하나의 엔트리에 대응하는 적어도 하나의 BEM 계수(coefficient)를 획득하는 과정, 상기 적어도 하나의 엔트리는 0이 아닌 값을 갖고,
상기 적어도 하나의 BEM 계수 및 상기 BEM 베이시스 벡터를 기초로 상기 CIR을 획득하는 과정,
상기 CIR로부터 채널 주파수 응답(channel frequency response, CFR)을 획득하는 과정, 및
상기 CFR을 사용하여 수신된 신호들을 처리하는 과정을 포함하는 방법.
In the method of operation of the receiving end,
The process of obtaining a basis expansion model (BEM) basis vector (vector) based on the reference signals received from the transmission device (transmission device),
A process of obtaining at least one BEM coefficient corresponding to at least one entry of a channel impulse response (CIR) based on the BEM basis vector, wherein the at least one entry has a non-zero value ,
obtaining the CIR based on the at least one BEM coefficient and the BEM basis vector;
The process of obtaining a channel frequency response (CFR) from the CIR, and
and processing received signals using the CFR.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 BEM 계수 및 상기 BEM 베이시스 벡터를 기초로 상기 CIR의 제1 채널 값들의 세트에 관한 보간(interpolation)을 수행함으로써 상기 CIR의 제2 채널 값들의 세트를 획득하는 과정을 더 포함하는 방법.
The method according to claim 1,
The method further comprising: obtaining a second set of channel values of the CIR by performing interpolation on the first set of channel values of the CIR based on the at least one BEM coefficient and the BEM basis vector .
청구항 2에 있어서,
상기 CIR의 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리(entry)를 결정하는 과정,
상기 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리에 대응하는 상기 적어도 하나의 BEM 계수를 추정하는 과정을 더 포함하고,
상기 CIR은 상기 제1 채널 값들의 세트 및 상기 제2 채널 값들의 세트를 포함하는 방법.
3. The method according to claim 2,
The process of determining at least one entry (entry) having a non-zero value of the CIR,
The method further comprises estimating the at least one BEM coefficient corresponding to the at least one entry having a non-zero value,
The CIR includes the first set of channel values and the second set of channel values.
청구항 3에 있어서,
상기 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리를 결정하는 과정은,
잔여(residual) 신호에 정합 필터(matched filter)를 적용하여 상관관계 벡터를 생성하는 과정, 및
상기 상관관계 벡터의 상기 적어도 하나의 엔트리의 에너지 값이 기준 값보다 큰 상기 상관관계 벡터의 적어도 하나의 엔트리를 결정하는 과정을 포함하고,
상기 잔여 신호는, 상기 기준 신호들의 적어도 일부를 포함하는 방법.
4. The method according to claim 3,
The process of determining at least one entry having a non-zero value includes:
The process of generating a correlation vector by applying a matched filter to the residual signal, and
determining at least one entry of the correlation vector in which an energy value of the at least one entry of the correlation vector is greater than a reference value;
The residual signal includes at least a portion of the reference signals.
청구항 3에 있어서,
상기 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리를 결정하는 과정은,
상기 CIR에서 엔트리들의 값이 모두 0이 아닌 블록들 중에서 적어도 하나의 블록을 결정하는 과정을 포함하고,
상기 적어도 하나의 BEM 계수를 추정하는 과정은,
상기 적어도 하나의 블록에 포함된 엔트리들에 대응하는 상기 적어도 하나의 BEM 계수를 추정하는 과정을 포함하고,
상기 블록들의 각각은, 모두 0이거나 모두 0이 아닌 하나 또는 둘 이상의 엔트리들을 포함하는 방법.
4. The method according to claim 3,
The process of determining at least one entry having a non-zero value includes:
and determining at least one block from among the blocks in which all values of entries in the CIR are non-zero,
The process of estimating the at least one BEM coefficient,
estimating the at least one BEM coefficient corresponding to entries included in the at least one block;
wherein each of the blocks includes one or more entries that are all zero or non-zero.
청구항 5에 있어서,
상기 적어도 하나의 블록을 결정하는 과정은,
잔여(residual) 신호에 정합 필터(matched filter)를 적용하여 상관관계 벡터를 생성하는 과정과,
상기 상관관계 벡터의 적어도 하나의 블록의 에너지 값이 기준 값보다 큰 적어도 하나의 블록을 결정하는 과정을 포함하고,
상기 잔여 신호는, 상기 기준 신호들의 적어도 일부를 포함하는 방법.
6. The method of claim 5,
The process of determining the at least one block includes:
A process of generating a correlation vector by applying a matched filter to the residual signal;
determining at least one block in which the energy value of at least one block of the correlation vector is greater than a reference value;
The residual signal includes at least a portion of the reference signals.
청구항 1에 있어서,
상기 BEM 베이시스 벡터는, 르장드르 다항식(Legendre polynomial)을 포함하는 방법.
The method according to claim 1,
The BEM basis vector, the method comprising a Legendre polynomial (Legendre polynomial).
청구항 2에 있어서,
상기 CIR과 연관된 채널의 도플러 주파수 또는 상기 채널을 위한 채널 품질 중 적어도 하나에 기반하여 상기 BEM 베이시스 벡터을 위한 상기 베이시스의 개수(number)를 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
3. The method according to claim 2,
The method further comprising determining the number of the basis for the BEM basis vector based on at least one of a Doppler frequency of a channel associated with the CIR or a channel quality for the channel.
청구항 1에 있어서,
상기 기준 신호들은, 상기 송신 장치의 복수의 안테나들을 통해 송신되고,
상기 CIR과 연관된 채널의 도플러 주파수 혹은 상기 채널을 위한 채널 품질 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 안테나들 중 선형 보간을 수행할 안테나의 집합을 결정하는 과정, 및
상기 안테나의 집합에 포함된 안테나들을 포함하는 복수의 안테나들 각각에 대하여 상기 기준 신호들을 이용하여 상기 CIR의 제2 채널 값의 세트를 결정하는 과정을 더 포함하고,
상기 안테나 집합에 포함된 안테나에 대한 상기 제2 채널 값의 세트는 기준 신호들 사이를 선형 보간함으로써 획득된 보간 신호 및 상기 기준 신호들로부터 결정되는 방법.
The method according to claim 1,
The reference signals are transmitted through a plurality of antennas of the transmitting device,
determining a set of antennas to perform linear interpolation among the plurality of antennas based on at least one of a Doppler frequency of a channel associated with the CIR or a channel quality for the channel; and
The method further comprises the step of determining a set of the second channel value of the CIR by using the reference signals for each of a plurality of antennas including antennas included in the set of antennas,
and the set of second channel values for the antenna included in the antenna set is determined from the reference signals and an interpolated signal obtained by linear interpolation between reference signals.
청구항 9에 있어서,
제1 채널 값의 세트를 포함하는 상기 CIR의 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리(entry)를 결정하는 과정과,
상기 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리에 대응하는 적어도 하나의 값을 결정하는 과정을 더 포함하고,
상기 CIR는, 상기 제1 채널 값의 세트 및 제2 채널 값의 세트를 포함하는 방법.
10. The method of claim 9,
determining at least one entry having a non-zero value of the CIR comprising a first set of channel values;
Further comprising the step of determining at least one value corresponding to the at least one entry having a non-zero value,
The CIR includes the first set of channel values and the second set of channel values.
수신단의 장치에 있어서,
송신 장치(device)으로부터 기준 신호들을 수신하는 송수신부와,
상기 송수신부와 동작 가능하게 연결된 적어도 하나의 프로세서, 상기 프로세서는,
상기 기준 신호들을 기초로 베이시스 확장 모델(basis expansion model, BEM) 베이시스 벡터를 획득하고,
상기 BEM 베이시스 벡터를 기초로 채널 임펄스 응답(channel impulse response, CIR)의 적어도 하나의 엔트리에 대응하는 적어도 하나의 BEM 계수(coefficient)를 획득하고, 상기 적어도 하나의 엔트리는 0이 아닌 값을 갖고,
상기 적어도 하나의 BEM 계수 및 상기 BEM 베이시스 벡터를 기초로 상기 CIR을 획득하고,
상기 CIR로부터 채널 주파수 응답(channel frequency response, CFR)을 획득하고,
상기 CFR을 사용하여 수신된 신호들을 처리하는 장치.
In the device of the receiving end,
a transceiver for receiving reference signals from a transmitting device;
At least one processor operatively connected to the transceiver, the processor comprising:
obtaining a basis expansion model (BEM) basis vector based on the reference signals,
at least one BEM coefficient corresponding to at least one entry of a channel impulse response (CIR) is obtained based on the BEM basis vector, wherein the at least one entry has a non-zero value;
obtaining the CIR based on the at least one BEM coefficient and the BEM basis vector;
Obtaining a channel frequency response (CFR) from the CIR,
An apparatus for processing received signals using the CFR.
청구항 11에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 적어도 하나의 BEM 계수 및 상기 BEM 베이시스 벡터를 기초로 상기 CIR의 제1 채널 값들의 세트에 관한 보간(interpolation)을 수행함으로써 상기 CIR의 제2 채널 값들의 세트를 획득하도록 더 구성된 장치.
The method of claim 11 , wherein the at least one processor comprises:
The apparatus further configured to obtain a second set of channel values of the CIR by performing interpolation on the first set of channel values of the CIR based on the at least one BEM coefficient and the BEM basis vector.
청구항 12에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 CIR의 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리(entry)를 결정하고,
상기 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리에 대응하는 상기 적어도 하나의 BEM 계수를 추정하도록 더 구성되고,
상기 CIR은, 상기 제1 채널 값들의 세트 및 상기 제2 채널 값들의 세트를 포함하는 장치.
13. The method of claim 12,
The at least one processor,
determining at least one entry having a non-zero value of the CIR;
and estimating the at least one BEM coefficient corresponding to the at least one entry having a non-zero value;
The CIR includes the first set of channel values and the second set of channel values.
청구항 13에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
잔여(residual) 신호에 정합 필터(matched filter)를 적용하여 상관관계 벡터를 생성하고,
상기 상관관계 벡터의 상기 적어도 하나의 엔트리의 에너지 값이 기준 값보다 큰 상기 상관관계 벡터의 적어도 하나의 엔트리를 결정하도록 구성되고
상기 잔여 신호는, 상기 기준 신호들의 적어도 일부인 장치.
14. The method of claim 13,
The at least one processor,
A correlation vector is generated by applying a matched filter to the residual signal,
and determine at least one entry in the correlation vector in which an energy value of the at least one entry in the correlation vector is greater than a reference value;
The residual signal is at least a part of the reference signals.
청구항 13에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 CIR에서 엔트리들의 값이 모두 0이 아닌 블록들 중에서 적어도 하나의 블록을 결정하고,
상기 적어도 하나의 블록에 포함된 엔트리들에 대응하는 상기 적어도 하나의 BEM 계수를 추정하도록 더 구성되고,
상기 블록들의 각각은, 모두 0이거나 모두 0이 아닌 하나 또는 둘 이상의 엔트리들을 포함하는 장치.
14. The method of claim 13,
The at least one processor,
Determining at least one block from among the blocks in which the values of the entries in the CIR are not all 0,
and estimating the at least one BEM coefficient corresponding to entries included in the at least one block,
Each of the blocks includes one or more entries that are all zero or non-zero.
청구항 15에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
잔여(residual) 신호에 정합 필터(matched filter)를 적용하여 상관관계 벡터를 생성하고,
상기 상관관계 벡터의 적어도 하나의 블록의 에너지 값이 기준 값보다 큰 적어도 하나의 블록을 결정도록 더 구성되고,
상기 잔여 신호는, 상기 기준 신호들의 적어도 일부를 포함하는 장치.
16. The method of claim 15,
The at least one processor,
A correlation vector is generated by applying a matched filter to the residual signal,
further configured to determine at least one block in which an energy value of at least one block of the correlation vector is greater than a reference value,
The residual signal includes at least a portion of the reference signals.
청구항 11에 있어서,
상기 BEM 베이시스 벡터는, 르장드르 다항식(Legendre polynomial)을 포함하는 장치.
12. The method of claim 11,
The BEM basis vector comprises a Legendre polynomial (Legendre polynomial).
청구항 12에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 CIR과 연관된 채널의 도플러 주파수 또는 상기 채널을 위한 채널 품질 중 적어도 하나에 기반하여 상기 BEM 베이시스 벡터을 위한 상기 베이시스의 개수(number)를 결정하도록 더 구성된 장치.
13. The method of claim 12,
The at least one processor,
and determine the number of basis for the BEM basis vector based on at least one of a Doppler frequency of a channel associated with the CIR or a channel quality for the channel.
청구항 11에 있어서,
상기 기준 신호들은, 상기 송신 장치의 복수의 안테나들을 통해 송신되고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 CIR과 연관된 채널의 도플러 주파수 혹은 상기 채널을 위한 채널 품질 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 안테나들 중 선형 보간을 수행할 안테나의 집합을 결정하고,
상기 안테나 집합에 포함된 안테나들을 포함하는 복수의 안테나들 각각에 대하여 상기 기준 신호들을 이용하여 상기 CIR의 제2 채널 값의 세트를 결정하는 과정을 더 포함하고,
상기 안테나 집합에 포함된 안테나에 대한 상기 제2 채널 값들의 세트는, 기준 신호들 사이를 선형 보간함으로써 획득된 보간 신호 및 기준 신호들로부터 결정되는 장치.
12. The method of claim 11,
The reference signals are transmitted through a plurality of antennas of the transmitting device,
The at least one processor,
determining a set of antennas to perform linear interpolation among the plurality of antennas based on at least one of a Doppler frequency of a channel associated with the CIR or a channel quality for the channel;
The method further comprises the step of determining a set of the second channel value of the CIR by using the reference signals for each of a plurality of antennas including antennas included in the antenna set;
The set of second channel values for the antenna included in the antenna set is determined from an interpolation signal obtained by linear interpolation between reference signals and reference signals.
청구항 19에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
제1 채널 값의 세트를 포함하는 상기 CIR의 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리(entry)를 결정하고,
상기 0이 아닌 값을 갖는 적어도 하나의 엔트리에 대한 적어도 하나의 값을 결정하도록 더 구성되고,
상기 CIR는, 상기 제1 채널 값의 세트 및 제2 채널 값의 세트를 포함하는 장치.



20. The method of claim 19,
The at least one processor,
determine at least one entry having a non-zero value of the CIR comprising a first set of channel values;
and determine at least one value for the at least one entry having a non-zero value;
The CIR includes the first set of channel values and the second set of channel values.



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