KR20090095678A - 무선 통신 시스템에서 채널 추정을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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KR20090095678A
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브요른 브예르케
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Abstract

여기에 설명된 것은 무선 통신 시스템에서 채널 응답의 추정을 향상시키기 위한 방법들 및 장치들이다. 통신 시스템에서 채널 추정을 최적화하기 위한 장치(및 관련된 방법)는 수신 안테나; 상기 수신 안테나로부터 신호를 수신하도록 적응된(adapt) 수신기; 상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중에서 선택된 채널을 선택하고, 상기 선택된 채널에 대하여, 상기 수신된 신호에 기반하여 초기 채널 추정을 결정하도록 적응된 초기 채널 추정기 모듈; 상기 초기 채널 추정을 샘플들의 시퀀스를 포함하는 초기 임펄스 응답 추정으로 변환하도록 적응된 변환 모듈; 상기 샘플들의 시퀀스로부터 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하고, 상기 선택된 샘플들의 서브-시퀀스에 존재하지 않는 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정의 샘플들을 영(0)으로 설정함으로써 절단된(truncated) 임펄스 응답 추정을 생성하도록 적응된 필터링 모듈; 및 상기 선택된 채널에 대한 상기 절단된 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 이용하여 시간 도메인 가중된(weighted) 임펄스 응답 추정을 계산(computing)하고, 상기 시간 도메인 가중된 임펄스 응답 추정을 주파수 도메인으로 변환함으로써 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하도록 적응된 최대 가능성 채널 추정 모듈을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 추정을 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR CHANNEL ESTIMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 출원은 출원 번호가 60/883,090 이며, 명칭이 "Method for Enhanced Channel Estimation in Wireless Communication Systems" 이고, 2007년 1월 2일에 출원된 가출원의 우선권을 주장하며, 이는 출원인에게 양도되었으며, 여기에 전체로서 참조된다.
본 출원은 멀티플렉싱된 통신 분야에 관련된 것이며, 더 구체적으로는 채널 추정을 향상시킴으로써 다중-입력 다중-출력("MIMO")의 퍼포먼스를 개선하기 위한 시스템들 및 방법들에 관련된 것이다.
2008년 후반에 완료될 것으로 예상되는 무선 통신을 위한 IEEE 802.11n 표준은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 멀티플렉싱을 802.11 표준의 이전 버전들에 의해 승인된 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(OFDM) 기술로 통합한다. MIMO 시스템들은 비-멀티플렉싱된 시스템과 비교하여 크게 향상된 스루풋 및/또는 증가된 신뢰도를 가지는 이점을 지닌다.
단일 전송 안테나로부터 단일 수신 안테나로 단일하게 나열된 데이터 스트림을 전송하는 대신에, MIMO 시스템은 데이터 스트림은 예를 들어, 다수의 전송 안테 나들에 의하여 동일한 주파수 채널에서 동일한 시간에 병렬로 변조되고 전송되는 다수의 스트림들로 그 데이터 스트림을 나눈다. 수신 엔드(end)에서, 하나 이상의 MIMO 수신기 안테나 체인들이 각각의 상이한 전송에 의해 경유될 수 있는 다수의 경로에 의해 결정되는 다수의 전송된 데이터 스트림의 선형 조합을 수신한다. 그 데이터 스트림들은 그리고나서, 아래에 더 자세히 설명될 바와 같이, 처리된다.
일반적으로, MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나들 및 다수의 수신 안테나들을 데이터 전송을 위해 사용한다. MT개의 전송 및 NR개의 수신 안테나들에 의해 형성된 MIMO 채널은 NS 개까지의 데이터 스트림들을 지원할 수 있으며, 여기서,
Figure 112009047487957-PCT00001
이다.
무선 통신 시스템에서 전송될 데이터는 먼저, 무선 채널을 통한 전송에 더 적합한 무선 주파수(RF) 변조 신호를 생성하기 위해 RF 반송파 신호로 변조된다. 일반적으로 MIMO 시스템에 대하여, 최대 NT 개의 RF 변조 신호들이 생성되고, NT 개의 전송안테나들로부터 동시에 전송될 수 있다. 전송된 RF 변조 신호들은 무선 채널의 다수의 전파(propagation) 경로를 통해 NR개의 수신 안테나들에 도달할 수 있다. 수신된 신호들과 전송된 신호들과의 관계는 다음과 같이 설명될 수 있다.
Figure 112009047487957-PCT00002
여기서, 인덱스 k는 부반송파를 식별하고 N f 는 부반송파의 개수이다; y k 는 NR개 의 수신 안테나들의 각각에서 수신되는 신호들에 대응하는 NR 개의 컴포넌트들의 복소 벡터이다; s k 는 소스 데이터 스트림을 나타내는 심벌 벡터이다; H k 는 그 컴포넌트가 채널의 복소 이득을 나타내는 NR×NT 행렬이다; 그리고 n k 는 각각의 수신 안테나에서 수신되는 잡음을 나타내는 벡터이다. T[s k ] 는 심벌 벡터 s k 를 NT 개의 전송 안테나들에 매핑하는 송신기 공간 프로세싱을 나타낸다. (여기의 설명에서, 다음의 기호적인 관례가 사용된다: 볼드 대문자들은 행렬들을 나타낸다; 볼드 아래첨자들은 벡터들을 나타낸다; 그리고 이탤릭체 문자들은 스칼라 양을 나타낸다.)
전파 경로의 특성은 일반적으로 예를 들어, 페이딩(fading), 다중경로(multipath), 및 외부 간섭과 같은 다양한 인자들로 인하여 시간에 따라 변화한다. 결과적으로, 전송된 RF 변조 신호들은 상이한 채널 조건들(예를 들어, 상이한 페이딩 및 다중경로 효과들)을 경험할 수 있으며, 상이한 복소 이득 및 신호-대-잡음 비들(SNRs)과 연관될 수 있다. 수학식 1에서 이러한 특성들은 채널 응답 행렬 H k 로 인코딩된다.
높은 퍼포먼스를 달성하기 위해서, 종종 무선 채널의 응답 H k 의 특성을 묘사할 필요가 있다. 채널의 응답은 스펙트럼 잡음(spectral noise), 신호-대-잡음 비, 비트레이트, 또는 다른 퍼포먼스 파라미터들과 같은 파라미터들에 의해 설명될 수 있다. 송신기는 예를 들어, 다음에 설명될 바와 같이 수신기로의 데이터 전송을 위한 공간 프로세싱을 수행하기 위하여 채널 응답을 알아야 할 필요가 있을 수 있다. 유사하게, 수신기는 전송된 데이터를 복원(recover)하기 위해 수신된 신호들에 공간 프로세싱을 수행하기 위하여 그 채널 응답을 알아야 할 필요가 있을 수 있다.
여기서 설명된 것들은 무선 통신 시스템에서 채널 응답의 추정을 향상시키기 위한 방법들 및 장치들이다. 일 실시예에서, 통신 시스템에서 채널 추정을 최적화하는 방법은 상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중으로부터 선택된 채널을 선택하는 단계; 상기 선택된 채널에 대하여, 초기 채널 추정을 결정하는 단계; 상기 초기 채널 추정을 샘플들의 시퀀스(sequence)를 포함하는 초기 시간 도메인 임펄스(impulse) 응답 추정으로 변환(transform)하는 단계; 상기 샘플들의 시퀀스로부터 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하는 단계; 상기 선택된 샘플들의 서브-시퀀스에 존재하지 않는 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정의 샘플들을 영(0)으로 설정함으로써 절단된(truncated) 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 생성하는 단계; 상기 선택된 채널에 대해 상기 절단된 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 이용하여 시간 도메인 가중된(weighted) 임펄스 응답 추정을 계산(computing)하는 단계; 및 상기 시간 도메인 가중된 임펄스 응답 추정을 상기 주파수 도메인으로 변환함으로써 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계를 포함한다. 그 변형에서, 상기 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하는 단계는: 채널 응답 듀레이션(duration)을 결정하는 단계; 및 상기 샘플들의 서브-시퀀스로서, 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정으로부터 샘플들의 최적화된 시퀀스를 선택하는 단계 - 여기서, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스는 상기 채널 응답 듀레이션과 동일한 듀레이션을 가지고, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스의 에너지를 최대화하기 위하여 선택됨 - 를 더 포함한다. 추가적인 변형에서, 상기 채널 응답 듀레이션을 결정하는 단계는 상기 채널 응답 듀레이션을 입력으로서 수신하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 채널 응답 듀레이션을 결정하는 단계는 미리정의된 값들의 세트로부터 상기 채널 응답 듀레이션을 선택하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 미리정의된 듀레이션 값들의 세트로부터 상기 채널 응답을 선택하는 단계는:상기 미리정의된 값들의 세트의 각각의 값들에 대하여, 최적화된 서브-시퀀스를 탐색(find)하는 단계 - 여기서, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 그 값과 동일한 듀레이션의 서브 시퀀스이고, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 임계값을 초과하는 에너지를 가지는 그 서브-시퀀스 내의 모든 샘플들의 에너지들의 합을 최대화하기 위해 선택됨 - ;및 상기 채널 응답 듀레이션으로서, 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 상기 미리정의된 값들의 세트로부터 값을 선택하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 선택된 값은 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 가장 작은 값이다. 또 다른 변형에서, 상기 최대 가능성 채널 추정에 사이클릭 시프트(cyclic shift)를 적용하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템은 하나 이상의 전송(sending) 안테나들을 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템은 하나 이상의 수신 안테나들을 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 상기 전송 안테나들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 전송-수신 페어(pair)에 대응하고, 상기 방법은, 상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계로부터 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계까지의 모든 단계들을 반복하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 복수의 데이터 스트림들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 스트림-수신 페어에 대응하고, 상기 방법은, 상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계로부터 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계까지의 모든 단계들을 반복하는 단계를 더 포함한다.
추가적인 실시예에서, 통신 시스템에서 채널 추정을 최적화하기 위한 장치는 수신 안테나; 상기 수신 안테나로부터 신호를 수신하도록 적응된 수신기; 하나 이상의 채널들 중으로부터 선택된 채널을 선택하고, 상기 선택된 채널에 대하여, 상기 수신된 신호에 기반하여 초기 채널 추정을 결정하도록 적응된 초기 채널 추정기 모듈; 상기 초기 채널 추정을 샘플들의 시퀀스를 포함하는 초기 임펄스 응답 추정으로 변환하도록 적응된 변환 모듈; 상기 샘플들의 시퀀스로부터 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하고, 상기 선택된 샘플들의 서브-시퀀스에 존재하지 않는 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정의 샘플들을 영(0)으로 설정함으로써 절단된(truncated) 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 생성하도록 적응된 필터링 모듈; 및 상기 선택된 채널에 대해 상기 절단된 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 이용하여 시간 도메인 가중된(weighted) 임펄스 응답 추정을 계산(computing)하고, 상기 시간 도메인 가중된 임펄스 응답 추정을 상기 주파수 도메인으로 변환함으로써 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하도록 적응된 최대 가능성 채널 추정 모듈을 포함한다. 변형에서, 상기 필터링 모듈은, 채널 응답 듀레이션을 결정하고, 상기 샘플들의 서브-시퀀스로서, 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정으로부터 샘플들의 최적화된 시퀀스를 선택하도록 추가적으로 적합하고, 여기서, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스는 상기 채널 응답 듀레이션과 동일한 듀레이션을 가지고, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스의 에너지를 최대화하기 위하여 선택된다. 추가적인 변형에서, 상기 필터링 모듈은, 상기 채널 응답 듀레이션을 입력으로서 수신하도록 추가적으로 적합하다. 또 다른 변형에서, 상기 필터링 모듈은, 미리정의된 값들의 세트로부터 상기 채널 응답 듀레이션을 선택하도록 추가적으로 적합하다. 또 다른 변형에서, 상기 필터링 모듈은, 상기 미리정의된 값들의 세트의 각각의 값들에 대하여, 최적화된 서브-시퀀스를 탐색하도록 적합하고 - 여기서, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 그 값과 동일한 듀레이션의 서브 시퀀스이고, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 임계값을 초과하는 에너지를 가지는 그 서브-시퀀스 내의 모든 샘플들의 에너지들의 합을 최대화하기 위해 선택됨 -; 그리고 상기 채널 응답 듀레이션으로서, 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 상기 미리정의된 값들의 세트로부터 값을 선택하도록 적합하다. 또 다른 변형에서, 상기 선택된 값은 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 가장 작은 값이다. 또 다른 변형에서, 상기 수신 안테나는 복수의 안테나들 중 하나이다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 전송 안테나 및 상기 수신 안테나의 전송-수신 페어에 대응한다. 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 데이터 스트림 및 상기 수신 안테나의 스트림-수신 페어에 대응한다.
통신 시스템에서 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체는 상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중으로부터 선택된 채널을 선택하는 단계; 상기 선택된 채널에 대하여, 초기 채널 추정을 결정하는 단계; 상기 초기 채널 추정을 샘플들의 시퀀스(sequence)를 포함하는 초기 시간 도메인 임펄스(impulse) 응답 추정으로 변환(transform)하는 단계; 상기 샘플들의 시퀀스로부터 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하는 단계; 상기 선택된 샘플들의 서브-시퀀스에 존재하지 않는 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정의 샘플들을 영(0)으로 설정함으로써 절단된(truncated) 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 생성하는 단계; 상기 선택된 채널에 대해 상기 절단된 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 이용하여 시간 도메인 가중된(weighted) 임펄스 응답 추정을 계산(computing)하는 단계; 및 상기 시간 도메인 가중된 임펄스 응답 추정을 상기 주파수 도메인으로 변환함으로써 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계를 포함한다. 변형에서, 상기 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하는 단계는: 채널 응답 듀레이션(duration)을 결정하는 단계; 및 상기 샘플들의 서브-시퀀스로서, 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정으로부터 샘플들의 최적화된 시퀀스를 선택하는 단계 - 여기서, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스는 상기 채널 응답 듀레이션과 동일한 듀레이션을 가지고, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스의 에너지를 최대화하기 위하여 선택됨 - 를 더 포함한다. 추가적인 변형에서, 상기 채널 응답 듀레이션을 결정하는 단계는, 상기 채널 응답 듀레이션을 입력으로서 수신하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 채널 응답 듀레이션을 결정하는 단계는 미리정의된 값들의 세트로부터 상기 채널 응답 듀레이션을 선택하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 미리정의된 듀레이션 값들의 세트로부터 상기 채널 응답을 선택하는 단계는: 상기 미리정의된 값들의 세트의 각각의 값들에 대하여, 최적화된 서브-시퀀스를 탐색(find)하는 단계 - 여기서, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 그 값과 동일한 듀레이션의 서브 시퀀스이고, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 임계값을 초과하는 에너지를 가지는 그 서브-시퀀스 내의 모든 샘플들의 에너지들의 합을 최대화하기 위해 선택됨 - ;및 상기 채널 응답 듀레이션으로서, 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 상기 미리정의된 값들의 세트로부터 값을 선택하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 선택된 값은 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 가장 작은 값이다. 또 다른 변형에서, 상기 최대 가능성 채널 추정에 사이클릭 시프트(cyclic shift)를 적용하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템은 하나 이상의 전송 안테나들을 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템은 하나 이상의 수신 안테나들을 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 상기 전송 안테나들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 전송-수신 페어(pair)에 대응하고, 상기 방법은, 상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계로부터 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계까지의 모든 단계들을 반복하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 복수의 데이터 스트림들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 스트림-수신 페어에 대응하고, 상기 방법은, 상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계로부터 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계까지의 모든 단계들을 반복하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 통신 시스템에서 향상된 채널 추정 방법은 상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중으로부터 선택된 채널을 선택하는 단계; 상기 선택된 채널에 대하여, 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스를 포함하는 초기 채널 추정을 결정하는 단계; 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프(phase slope)를 결정하는 단계; 상기 초기 채널 추정으로부터 상기 위상 슬로프를 제거함으로써, 플랫-위상 채널 추정을 생성하는 단계; 및 상기 플랫-위상 채널 추정에 평탄화 함수(smoothing function)를 적용함으로써, 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계를 포함한다. 변형에서, 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하는 단계는, 상기 초기 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스에 대한 평균 위상 슬로프를 결정하는 단계를 포함한다. 추가적인 변형에서, 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하는 단계는, 상기 통신 시스템의 모든 채널에 대한 평균 위상 슬로프를 결정하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 채널은 적어도 하나의 전송 안테나들 중 하나 및 적어도 하나의 수신 안테나들 중 하나의 페어를 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 플랫-위상 채널에 평탄화 함수를 적용하는 단계는, 상기 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스로부터 미리결정된 개수의 인접한 샘플들의 가중된(weighted) 평균을 계산하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 가중된 평균은 다음의 식에 따라 계산되고,
Figure 112009047487957-PCT00003
여기서,
Figure 112009047487957-PCT00004
는 상기 플랫-위상 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스의 k번째 샘플이고,
Figure 112009047487957-PCT00005
는 상기 k번째 샘플에 대응하는 상기 가중된 평균값이고, N은 상기 가중된 평균의 샘플들의 미리결정된 수이고, N f 는 플랫-위상 채널 추정의 샘플들의 총 수이고, A i 는 가중 계수들이다. 또 다른 변형에서, N = 3, A -1 = 0.25, A 0 = 0.5, 및 A 1 = 0.25 이다. 또 다른 변형에서, 향상된 채널 추정을 생성하는 단계는, 상기 향상된 채널 추정에 상기 위상 슬로프를 복원(restore)하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 향상된 채널 추정에 사이클릭 시프트를 삽입하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템은, 하나 이상의 전송 안테나들을 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템은, 하나 이상의 수신 안테나들을 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 상기 전송 안테나들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 전송-수신 페어에 대응하고, 상기 방법은, 상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계로부터 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계까지의 모든 단계를 반복하는 단계를 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 복수의 데이터 스트림들중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 스트림-수신 페어에 대응하고, 상기 방법은, 상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계로부터 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계까지의 모든 단계를 반복하는 단계를 포함한다. 또 다른 변형에서, 위상 연속 스티어링(phase continuous steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 양성 제 1 엘리먼트 스티어링(positive first element steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 통신 시스템에서 채널 추정을 향상시키기 위한 장치는 수신 안테나; 상기 수신 안테나로부터 신호를 수신하도록 적응된 수신기; 상기 수신 안테나 및 적어도 하나의 전송 안테나들 중 하나에 대응하는 채널을 선택하고, 선택된 채널에 대하여, 상기 수신된 신호에 기반하여 초기 채널 추정을 결정하도록 적응된 초기 채널 추정기 모듈 - 여기서, 상기 초기 채널 추정은 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스를 포함함 - ;상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하고, 상기 초기 채널 추정으로부터 상기 위상 슬로프를 제거함으로써 플랫-위상 채널 추정을 생성하도록 적응된 위상-수정 모듈; 상기 플랫-위상 채널 추정에 평탄화 함수를 적용함으로써 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하도록 적응된 평탄화(smoothing) 모듈을 포함한다. 변형에서, 상기 위상-수정 모듈은, 상기 초기 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스에 대한 평균 위상 슬로프를 결정함으로써, 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하도록 추가적으로 적합하다. 추가적인 변형에서, 상기 위상-수정 모듈은, 상기 통신 시스템의 모든 채널에 대한 평균 위상 슬로프를 결정함으로써 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하도록 추가적으로 적합하고, 각각의 채널은 적어도 하나의 전송 안테나들 중 하나 및 적어도 하나의 수신 안테나들 중 하나의 페어를 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 평탄화 모듈은, 상기 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스로부터 미리결정된 개수의 인접한 샘플들의 가중된(weighted) 평균을 계산하도록 추가적으로 적합하다. 또 다른 변형에서, 상기 가중된 평균은 다음의 식에 따라 계산되고,
Figure 112009047487957-PCT00006
여기서,
Figure 112009047487957-PCT00007
는 상기 플랫-위상 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스의 k번째 샘플이고,
Figure 112009047487957-PCT00008
는 상기 k번째 샘플에 대응하는 상기 가중된 평균값이고, N은 상기 가중된 평균의 샘플들의 미리결정된 수이고, N f 는 플랫-위상 채널 추정의 샘플들의 총 수이고, A i 는 가중 계수들이다. 또 다른 변형에서, N = 3, A -1 = 0.25, A 0 = 0.5, 및 A 1 = 0.25 이다. 또 다른 변형에서, 상기 향상된 채널 추정에 상기 위상 슬로프를 복원하도록 적응된 위상 복원 모듈을 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 향상된 채널 추정에 사이클릭 시프트를 삽입하도록 적응된 쉬프팅 모듈을 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 수신 안테나는 복수의 안테나들 중 하나이다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은 전송 안테나와 상기 수신 안테나의 전송-수신 페어에 대응한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은 데이터 스트림과 상기 수신 안테나의 스트림-수신 페어에 대응한다. 또 다른 변형에서, 위상 연속 스티어링(phase continuous steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 송신기를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 양성 제 1 엘리먼트 스티어링(positive first element steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 송신기를 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 통신 시스템에서 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체는 상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중으로부터 선택된 채널을 선택하는 단계; 상기 선택된 채널에 대하여, 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스를 포함하는 초기 채널 추정을 결정하는 단계; 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프(phase slope)를 결정하는 단계; 상기 초기 채널 추정으로부터 상기 위상 슬로프를 제거함으로써, 플랫-위상 채널 추정을 생성하는 단계; 및 상기 플랫-위상 채널 추정에 평탄화 함수(smoothing function)를 적용함으로써, 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계를 포함한다. 변형에서, 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하는 단계는, 상기 초기 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스에 대한 평균 위상 슬로프를 결정하는 단계를 포함한다. 추가적인 변형에서, 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하는 단계는, 상기 통신 시스템의 모든 채널에 대한 평균 위상 슬로프를 결정하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 채널은 적어도 하나의 전송 안테나들 중 하나 및 적어도 하나의 수신 안테나들 중 하나의 페어를 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 플랫-위상 채널에 평탄화 함수를 적용하는 단계는, 상기 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스로부터 미리결정된 개수의 인접한 샘플들의 가중된(weighted) 평균을 계산하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 가중된 평균은 다음의 식에 따라 계산되고,
Figure 112009047487957-PCT00009
여기서,
Figure 112009047487957-PCT00010
는 상기 플랫-위상 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스의 k번째 샘플이고,
Figure 112009047487957-PCT00011
는 상기 k번째 샘플에 대응하는 상기 가중된 평균값이고, N은 상기 가중된 평균의 샘플들의 미리결정된 수이고, N f 는 플랫-위상 채널 추정의 샘플들의 총 수이고, A i 는 가중 계수들이다. 또 다른 변형에서, N = 3, A -1 = 0.25, A 0 = 0.5, 및 A 1 = 0.25 이다. 또 다른 변형에서, 향상된 채널 추정을 생성하는 단계는, 상기 향상된 채널 추정에 상기 위상 슬로프를 복원(restore)하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 방법은, 상기 향상된 채널 추정에 사이클릭 시프트를 삽입하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템은 하나 이상의 전송 안테나들을 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템은 하나 이상의 수신 안테나들을 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 상기 전송 안테나들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 전송-수신 페어에 대응하고, 상기 방법은, 상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계로부터 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계까지의 모든 단계를 반복하는 단계를 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 복수의 데이터 스트림들중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 스트림-수신 페어에 대응하고, 상기 방법은, 상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계로부터 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계까지의 모든 단계를 반복하는 단계를 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 방법은, 위상 연속 스티어링(phase continuous steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 상기 방법은, 양성 제 1 엘리먼트 스티어링(positive first element steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 예시적인 시스템들 및 방법들의 예시적인 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 잘 이해될 것이며, 도면들은 비례적으로 그려지는 의도가 아니다. 도면들에서, 다양한 모양들로 도시된 각각의 동일한 또는 거의 동일한 컴포넌트들이 유사한 지시자에 의해 표시된다. 명확성을 위해 모든 도면에서 모든 컴포넌트들이 라벨링되는 것은 아니다. 도면에서:
본 발명의 특징들 및 원리들이 유사한 참조 특징들이 전체를 통해 대응하여 식별하는 도면과 연계하여 설명되는 경우에 아래에 설명될 실시예로부터 더 명확해질 것이다.
도 1은 예시적인 무선 네트워크의 개념도이다.
도 2는 예시적인 전송국 및 수신국의 블록 다이어그램이다.
도 3은 최대 가능성 채널 추정을 계산하기위한 예시적인 방법의 플로우차트이다.
도 4는 임펄스 응답 듀레이션 N h 를 선택하기 위한 예시적인 방법의 플로우 차트이다.
도 5는 최대 가능성 채널 추정을 계산하기 위한 예시적인 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 6은 평탄화된 채널 추정을 계산하기 위한 예시적인 방법의 플로우 차트이다.
도 7은 평탄화된 채널 추정을 계산하기 위한 예시적인 시스템의 블록 다이어그램이다.
본 발명은 본 출원에서 다음의 설명에 나열되는 또는 도면에 도시되는 구성요소들의 구성 및 그 배열의 세부내용에 한정되지 않는다. 본 발명은 다른 실시예들을 실시할 수 있고 다양한 방법들로 실시되거나 실행될 수 있다. 또한, 여기에 사용되는 표현 및 용어들은 설명을 위한 것이며, 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. "포함하는(including)", "포함하는(comprising)" 또는 "가지는(having)", "보유하는(containing)", "수반하는(involving)" 이라는 용어 및 이들의 변형의 사용은, 여기에 나열된 항목 및 이들의 균등물 및 추가적인 항목들을 포함하기 위한 의미를 지닌다. "예시적인"이라는 용어는 여기서 "예로서, 예시로서, 설명을 위해 사용되는" 이라는 의미를 지닌다. 여기에 "예시적인" 이라는 것으로 설명되는 임의의 실시예 또는 디자인은 다른 실시예들 또는 디자인들에 대하여 더 선호되거나 유리한 것으로 해석되어서는 안된다.
예시적인 MIMO 시스템
도 1은 액세스 포인트(AP; 110) 및 하나 이상의 스테이션들(STA; 120)을 포함하는 예시적인 무선 네트워크(100)를 보여준다. 액세스 포인트(110)는 일반적으로 스테이션(station), 예를 들어, 고정국 이며, 이는 기지국 또는 기지국 트랜시버 서브시스템(BTS), 노드 또는 다른 액세스 포인트와 같은 스테이션들과 통신한다. 액세스 포인트(110)는 데이터 네트워크(130)와 연결되고, 데이터 네트워크(130)를 통해 다른 장치들과 통신할 수 있다.
스테이션들(120)은 무선 매체를 통해 다른 스테이션들과 통신할 수 있는 임 의의 장치일 수 있다. 스테이션은 또한: 단말, 액세스 단말, 사용자 단말, 이동국, 모바일, 원격국, 사용자 장비, 사용자 장치, 사용자 에이전트, 가입자국, 가입자 유닛 또는 다른 유사한 장치들의 일부 또는 모든 기능들을 포함하거나 이들로 불릴 수 있다. 예시적인 실시예에서, 스테이션은 하나 이상의 셀룰러 전화기, 코드리스 전화기, 세션 개시 프로토콜(SIP) 전화기, 무선 로컬 루프(WLL) 스테이션, 핸드헬드 장치, 무선 장치, 개인 휴대 단말(PDA), 랩탑 컴퓨터, 컴퓨팅 장치, 무선 모뎀 카드, 미디어 장치(예를 들어, HDTV, DVD 플레이어, 무선 스피커, 카메라, 캠코더, 웹캠, 기타), 또는 다른 사용자 장치일 수 있다. 스테이션들(120)은 다른 액세스 포인트(110)와 통신할 수 있다. 선택적으로, 스테이션(120)은 다른 스테이션(120)과 피어-투-피어로 통신할 수 있다. 또는, 임의의 스테이션(120)은 송신기, 수신기 또는 둘 다를 포함하거나 이들로서 기능할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 액세스 포인트(110)는 무선 네트워크 허브이고, 스테이션들(120)은 무선 네트워크 아답터들이 장착된 하나 이상의 컴퓨터들 일 수 있다. 선택적인 예시적인 실시예에서, 액세스 포인트(110)는 셀룰러 통신국이며, 스테이션들(120)은 하나 이상의 셀룰러 전화기들, 페이저들, 또는 다른 통신 장치들이다. 당업자는 도 1 에 일반적으로 도시된 것과 같이 표시될 수 있는 다른 시스템들을 인식할 것이다.
액세스 포인트(110)는 데이터 전송 또는 수신을 위한 단일 안테나(112) 또는 다수의 안테나들(112)이 장착될 수 있다. 유사하게, 각각의 스테이션(120)은 데이터 전송 및 수신을 위한 단일 안테나(112) 또는 다수의 안테나들(112)이 장착될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 액세스 포인트(110)는 다수의 (예를 들어, 둘 또는 네 개)의 안테나들(112)이 장착될 수 있으며, 스테이션들(120a 및 120b)은 각각 단일 안테나(112)가 장착될 수 있으며, 스테이션(120c)은 다수의 안테나들(112)이 장착될 수 있다. 일반적으로 임의의 수의 안테나들(112)이 사용될 수 있다.; 스테이션들(120)의 서로 동일한 수의 안테나들(112)을 가지거나, 그들이 액세스 포인트(110)와 동일한 수의 안테나들(112)을 가질 필요는 없다.
도 2는 스테이션들(120 및 122(도 1의 스테이션(120))의 블록 다이어그램을 보여준다. 스테이션(120)은 NT 개의 안테나들(920a,...,t)이 장착되고, 스테이션(122)은 NR개의 안테나들(952a,...r)이 장착된다. 각각의 안테나는 물리적 안테나 또는 안테나 어레이일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 스테이션(120)에서, 전송(TX) 데이터 프로세서(914)는 데이터 소스(912)로부터 트래픽 데이터를 수신하고, 컨트롤러(930)로부터 다른 데이터를 수신한다. 수신된 데이터는 음성 데이터, 비디오 데이터 또는 무선 네트워크를 통해 전송될 수 있는 임의의 다른 데이터와 같은 임의의 종류의 인코딩된 로우(raw) 데이터를 포함할 수 있다. TX 데이터 프로세서(914)는 데이터를 처리(예를 들어, 포맷, 인코딩, 인터리빙 및 심벌 매핑)하고, 데이터 심벌들을 생성한다. TX 공간 프로세서(916)는 파일럿 심벌들을 데이터 심벌들과 멀티플렉싱하고, 멀티플렉싱된 데이터 심벌들 및 파일럿 심벌들에 송신기 공간 프로세싱을 수행하고, 최대 t 개의 송신기(TMTR; 918a,...,t)에 대하여 최대 NT 개의 출력 심벌 스트림들을 제공한다. 각각의 송신기(918)는 자신의 출력 심벌 스트림을 처리(예를 들어, 변조, 아날로그로 컨버팅, 필터링, 증폭 및 업컨버팅)하고, 변조된 신호를 생성한다. 송신기들(918a,...t)로부터 최대 NT개의 변조된 신호들이 안테나들(920a,...t)로부터 각각 전송된다.
예시적인 실시예에서, 스테이션(122)에서, NR개의 안테나들(952a,...r)이 스테이션(120)으로부터 변조된 신호들을 수신하고, 각각의 안테나(952)는 수신된 신호를 각각의 수신기(RCVR; 954a...r)로 제공한다. 각각의 수신기(954)는 자신의 수신된 신호를 처리(예를 들어, 필터링, 증폭, 다운컨버팅, 디지털화, 및 복조)하고, 수신된 심벌들을 제공한다. 수신(RX) 공간 프로세서(956)는 수신된 심벌들에 대한 검출을 수행하고 데이터 심벌 추정을 제공한다. RX 데이터 프로세서(958)는 그 데이터 심벌 추정들을 더 처리(예를 들어, 디인터리빙 및 디코딩)하고, 디코딩된 데이터를 데이터 싱크(960)로 제공한다.
- 스테이션(122)으로부터 스테이션(120)으로의 - 다른 방향으로의 전송을 위하여, 스테이션(122)에서, 데이터 소스(962)로부터의 트래픽 데이터 및 컨트롤러(970)로부터의 다른 데이터가 TX 데이터 프로세서(964)에 의해 처리되고, 파일럿 심벌들과 멀티플렉싱되며, TX 공간 프로세서(966)에 의해 공간적으로 처리되고, 최대 NR 개의 변조된 신호를 생성하기 위해 최대 NR개의 송신기들(954a,...r)에 의해 더 처리되고, 이들은 안테나들(952a,...r)을 통해 전송된다. 스테이션(120)에서, 스테이션(122)으로부터의 변조된 신호는 NT개의 안테나들(920a,...t)에 의해 수신되 고, 최대 NT개의 수신기들(918a,...t)에 의해 처리되고, RX 공간 프로세서(922)에 의해 공간적으로 처리되고, 스테이션(122)에 의해 전송된 데이터를 복원하기 위해 RX 데이터 프로세서(924)에 의해 더 처리된다.
컨트롤러들/프로세서들(930 및 970)은 스테이션들(120 및 122) 각각에서 동작을 제어한다. 메모리들(932 및 972)은 스테이션들(120 및 122)에 대한 데이터 및 프로그램 코드들을 각각 저장한다.
MIMO - OFDM 신호들
전술한 바와 같이, NT개의 전송 안테나들 및 NR개의 수신 안테나들을 가지는 MIMO-OFDM 시스템에서, 균등한 기저대역 수신 신호는 다음 수학식 1에 의해 (부반송파 k에서) 나타낼 수 있다.
Figure 112009047487957-PCT00012
여기서, y k는 NR-엘리먼트 수신 벡터이고, H k는 NR ×NT MIMO 채널 행렬이며, n k는 NR-엘리먼트 부가 백색 가우시안 잡음(AWGN) 벡터이며, T[s k ] 는 송신기 공간 프로세싱(즉 NT 개의 송신 안테나들로 매핑)을 나타내는 NS-엘리먼트 전송된 변조 심벌 벡터의 변환이다. NS는 병렬 공간 스트림들의 수이며, 여기서, N S <= min{N T,N R}이 고, N f 는 사용되는 부반송파들의 개수이다.
일반적으로, 하나 이상의 공간 프로세싱 기술들이 MIMO-OFDM 통신 시스템에 사용될 수 있다. 다양한 공간 프로세싱 기술들이 전송 안테나들로의 신호 심벌의 상이한 매핑들 T[s k ] 에 대응한다. 공간 프로세싱은 통신을 개선(예를 들어, 채널의 신호-대-잡음 또는 채널의 스루풋을 개선) 하기 위해 사용될 수 있다. 이들의 예시는 다음을 포함한다:
직접 매핑(direct mapping; DM): DM이 사용되는 경우, 송신기 프로세싱 T[s k ]은 단순히 Is k 이고, 여기서 I 는 N T x N T 단위 행렬(identity matrix)이다. 이 경우, NS는 NT와 일치하며 N R >=N T이다. 이러한 방법을 이용하여, 각각의 반송파(전송 심벌 벡터 s k 의 각각의 엘리먼트)는 자신의 전송 안테나에 매핑된다.
고유벡터 스티어링(eigenvector steering; ES): ES가 사용되는 경우, 송신기 프로세싱은
Figure 112009047487957-PCT00013
에 의하여 주어지고, 여기서 부반송파 k에대한 전송 스티어링 행렬
Figure 112009047487957-PCT00014
은
Figure 112009047487957-PCT00015
의 단일 값 분해(single value decomposition; SVD)로부터 도출된다. 따라서, ES 방법에서,
Figure 112009047487957-PCT00016
이고, 여기서
Figure 112009047487957-PCT00017
및
Figure 112009047487957-PCT00018
는 단위(unitary) 행렬들이며,
Figure 112009047487957-PCT00019
는 내림 차순으로
Figure 112009047487957-PCT00020
의 고유값들의 제곱근을 포함하는 양의 실수-값 대각 행렬이다. 특히
Figure 112009047487957-PCT00021
는
Figure 112009047487957-PCT00022
의 최초의 NS 개의 열(column)들로 이루어져 있다
공간 스프레딩(spatial spreading): 공간 스프레딩을 이용하여, 송신기 프로세싱은 T[s k ]=W k s k 에 의해 나타낼 수 있다, 여기서 W k 는 컬럼 N T x N S 들이 직교정규(orthonormal)한 확산 행렬이다. 이 행렬은 순환 전송 다이버시티와 조합되는 하다마드(Hadamard) 또는 푸리에(Fourier) 행렬과 같은 단일 주파수-독립 단위 함수일 수 있으며, 결과적인 확산 행렬은
Figure 112009047487957-PCT00023
이며, 여기서,
Figure 112009047487957-PCT00024
는 하다마드 또는 푸리에 행렬의 처음 NS개의 컬럼들로 이루어진다.
Figure 112009047487957-PCT00025
를 주파수의 함수로 만들기 위해, 각각의 전송 안테나는 행렬C k 로 표현되는 순환 지연이 할당되고, 이는 선형 위상 시프트를 도입한다. 이러한 순환 변환은 N T x N T 대각 행렬에 의해 주파수 도메인에서 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009047487957-PCT00026
여기서
Figure 112009047487957-PCT00027
는 전송 안테나 i T 에 대한 지연 인터벌이다.
전술한 기술과 별개로 또는 전술한 기술에 더하여, 빔형성, 공간-시간 블록-코딩, 또는 공간-주파수 블록 코딩을 포함하는 다른 방법들 또한 사용될 수 있다.
초기 채널 추정
전술한 기술들이 사용되는지 여부 및 기술들 중 어떤 것들이 사용되는지 여부에 관계없이, 신호가 수신되며, 수신기는 그 신호 내에 포함된 NS개의 데이터 스트림들을 분류하고 변조한다. 하나의 실시예에서, 이는 공간 등화(equalization)를 적용함으로써 달성되며, 다른 기술들은 스트림들을 분류하기 위해 사용될 수 있다. 등화기 가중치들은 수신기에 의해 보여진 바와 같이 효율적인 채널의 추정에 기반하여 계산된다. 전술한 기술들에 대하여, 효율적인 채널은 DM의 경우에 단순히
Figure 112009047487957-PCT00028
이며, ES의 경우에
Figure 112009047487957-PCT00029
이고, SS의 경우에
Figure 112009047487957-PCT00030
이다. 공간 등화에 사용되는 초기 채널 추정의 결정은 각각의 부반송파 k에 독립적으로 주파수 도메인에서 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 초기 채널 추정은 트레이닝 시퀀스를 사용하여 획득된다. 이러한 실시예에서, 송신기는 직교 커버 행렬(IEEE 802.11n의 경우)의 애플리케이션에 의해, 또는 톤 인터리빙(즉, 각각의 부반송파의 모든 트레이닝 심벌들을 단일 공간 스트림으로 전송하는 것)을 사용함으로써, 또는 다른 방법에 의하여 공간 스트림이 직교화된 MIMO 트레이닝 시퀀스를 전송한다. 수신기는 수신된 심벌들을 공지된 트레이닝 시퀀스와 상관(correlate)하여, 효과적으로 변조를 제거하여 (부반송파마다) MIMO 채널 행렬 계수의 추정을 계산한다. 트레이닝 시퀀스가 사용되는 경우, 동일한 공간 매핑이 데이터 페이로드에 적용될 바와 같이, 트레이닝 시퀀스 에 적용되며, 이로 인해 수신기에 의해 관찰된 효과적인 채널은 양쪽에 대하여 동일하다. 따라서, 트레이닝 시퀀스를 사용하여 계산된 채널 추정은 데이터 신호를 분리하고 변조하는데 또한 적용될 수 있다.
IEEE 802.11n과 같은 시스템에서, 데이터 스트림 마다 추가적인 사이클릭 시프트가 의도하지 않은 빔형성 효과들을 피하기 위해 DM, ES 및 SS 전송 방식에 모두 적용될 수 있음을 알아야한다. 전술한 안테나-마다의 사이클릭 시프트와 유사하게, 이러한 사이클릭 시프트는 주파수 도메인에서 N S x N S 대각 행렬에 의해 나타낼 수 있다
Figure 112009047487957-PCT00031
여기서,
Figure 112009047487957-PCT00032
는 스트림 i S에 대한 지연 인터벌이다.
일반적으로, 안테나-마다 및 스트림-마다의 사이클릭 시프트는 부반송파를 통한 감소된 위상 코히어런스(coherence)를 야기한다. 그러나, 수신기가 송신기에 어떠한 사이클릭 시프트들이 적용되었는지 알고 있는 한, 이들은 효과적인 채널 추정을 계산하기 위해 보상될 수 있다. 스트림-마다의 사이클릭 시프트의 경우에, 이는 초기 효과적인 채널 추정을
Figure 112009047487957-PCT00033
의 복소수 컨커게이트(conjugate; 켤레 복소수)에 의해 곱함으로써 주파수 도메인에서 수행될 수 있다. 안테나-마다의 사이클릭 시프트를 제공하기 위해, 수신기는 먼저 각각의 전송 안테나로부터 그 신호를 분리하기 위해 공간 매핑 행렬
Figure 112009047487957-PCT00034
의 효과를 취소하여야한다. 그렇게 하기 위하여, 수신기는 전송단에서 어떠한 공간 매핑
Figure 112009047487957-PCT00035
가 사용되었는 지를 정확하게 알아야할 필요가 있다.
일부 실시예에서, (전술한 트레이닝 시퀀스를 이용하여 또는 임의의 다른 방법을 이용하여) 초개 채널 추정이 획득되면, 평탄화(smoothing) 동작 또는 잡음 필터링 동작이 초기 채널 추정에 적용될 수 있으며, 따라서 초기 채널 추정의 품질을 개선할 수 있다. 일반적인 실시예에서, 수신기는 수신된 MIMO 트레이닝 시퀀스 및 다음의 데이터 페이로드 모두에 대한 동일한 효율적인 채널을 유지하기 위하여 평탄화 또는 잡음 필터링 이후에 채널 추정에 사이클릭 시프트들을 통합할 수 있다.
시간 도메인 최대 가능성 잡음 필터링
도 3은 최대 가능성 잡음 필터링을 사용하여 초기 채널 추정을 개선하는 예시적인 방법의 블록 다이어그램을 보여준다. 잡음 필터링과 관련하여 설명된 절차들은 전송 및 수신 안테나들의 각각의 페어 사이에서 NTNR SISO 채널들 (또는, ES 또는 SS와 같은 NT개의 전송 안테나로의 NS개의 스트림들의 임의의 공간적 매핑이 사용되는 경우에, NSNR 채널들)각각에 개별적으로 및 독립적으로 적용될 수 있다.
다음의 설명에서, 표기의 단순성을 위해서, 부반송파 인덱스 k는 사용하지 않는다. 또한, 굵은 대문자는 주파수 도메인 벡터들 및 행렬들을 표시하고, 굵은 아래첨자들은 그들의 시간 도메인 등치(equivalent)들을 나타낸다.
단일 SISO 채널에 대한 주파수 도메인 채널 추정 H LS 는 다음과 같이 나타낼 수 있다
Figure 112009047487957-PCT00036
여기서, F 는 N f x N f 푸리에 행렬이며, h=[h0 h1 ... h N h -1]는 선택된 채널에 대한 시간 도메인 임펄스 응답이다. 시간 도메인 임펄스 응답 h는 듀레이션 N h 을 가지며, 여기서, N h<N p이다(즉 임펄스 응답은 N p 듀레이션의 OFDM 사이클릭 프리픽스에 포함된다. 0은 N f - N h 길이를 가지는 0들로 된 로우(row) 벡터이다; 연결된(concatenated) 벡터[h 0] 는 길이 N f 까지 0으로 채워진 시간 도메인 임펄스 응답 벡터 h 이다. N은 N f x 1 부가 백색 가우시안 잡음(AWGN) 벡터이다. N은 0의 평균을 가지고 공분산(covariance) C NN을 가지는 가우시안 랜덤 변수이다; 따라서, H LS 는 평균이 F[h 0] T 이고 공분산(covariance) C NN을 가지는 가우시안 랜덤 변수이다.
제한된 듀레이션 임펄스 응답에 대응하는 H LS 의 일부는 H LS 의 "신호 파 트(signal part)로 지칭될 수 있다. 신호 파트는 H LS 의 평균에 의해 걸쳐진(spanned) 서브공간(subspace)에 포함된다. 신호-온리 및 잡음-온리 서브공간들은 따라서, 다음과 같이 분리된다:
Figure 112009047487957-PCT00037
여기서,
Figure 112009047487957-PCT00038
및
Figure 112009047487957-PCT00039
는 이산 푸리에 트랜스폼(DFT) 행렬들, 고속 푸리에 트랜스폼(FTT) 행렬들 또는 다른 시간-주파수 트랜스폼 행렬들이다.
Figure 112009047487957-PCT00040
및
Figure 112009047487957-PCT00041
는 각각 N f x N h및 N f x (N f-N h) 의 크기를 가진다. 감소된 공간 신호는 다음과 같이 나타낼 수 있으며
Figure 112009047487957-PCT00042
여기서,
Figure 112009047487957-PCT00043
는
Figure 112009047487957-PCT00044
에 의해 주어지는
Figure 112009047487957-PCT00045
의 무어-펜로즈(Moore-Penrose) 의사-역(pseudo-inverse)을 나타낸다. 랜덤 변수 v는 0의 평균을 가지고 공분산 행렬이
Figure 112009047487957-PCT00046
인 가우시안이다. 따라서, 감소된 공간 신호에 대한 로그-가능성(log-likelihood) 함수는 다음과 같다
Figure 112009047487957-PCT00047
h와 관련된 로그-가능성 함수의 최대화는
Figure 112009047487957-PCT00048
에 대한 최대 가능성(ML) 추정기를 산출한다:
Figure 112009047487957-PCT00049
선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정은 잡음 부분으로부터
Figure 112009047487957-PCT00050
의 신호부분을 분리하고, 잡음 컴포넌트들을 필터링함으로써 결정될 수 있다. 도 3을 참조하면, 이를 달성하기 위한 예시적인 방법은 다음과 같다.
채널이 선택되면(304) 초기 주파수 도메인 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00051
는 전술한 트레이닝 시퀀스 방법과 같은 임의의 방법에 의해 결정될 수 있다(308). 예시적인 실시예에서, 주파수 도메인 채널 추정을 획득하는 단계(단계 308)는 스트림-마다의 사이클릭 시프트들에 대해
Figure 112009047487957-PCT00052
보상하는 것을 포함하며 (여기서, 임의의 공간 매핑이 사용됨), 그 공간 매핑 및 안테나-마다의 사이클릭 시프트들을 보상하는 것을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 초기 주파수 도메인 채널 추정은
Figure 112009047487957-PCT00053
의 역 고속 푸 리에 트랜스폼(IFT)를 계산함으로써 자신의 시간 도메인 등치로 - 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00054
- 변환된다(310).
Figure 112009047487957-PCT00055
예시적인 실시예에서, 잡음 필터링은 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00056
의 최대 에너지 부분을 캡쳐하는 N h 개의 샘플들의 서브-시퀀스를 결정함(314)으로써 달성된다. 최대-에너지 서브-시퀀스는
Figure 112009047487957-PCT00057
의 상이한 시작 점들에서 N h 길이를 가지는 윈도우들의 위치를 측정하고, 그 윈도우내에서 에너지를 최대화하는 윈도우 위치를 선택함으로써 고정된 N h 에 대해서 결정될 수 있다. 선택적으로, 최대-에너지 서브시퀀스는 임계값을 초과하는 에너지를 가지는 이러한 샘플들만을 선택함으로써 결정될 수 있다. 추가적으로, 임펄스 응답 듀레이션 N h 는 반드시 선험적으로(priori) 알려져 있지는 않다; 일부 실시예에서, N h 의 값은 선택되거나 결정되어야만 한다(312). N h 의 값을 선택하거나 결정하는 일부 방법들이 아래에 추가적으로 설명된다.
초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00058
의 최대 에너지 부분을 캡쳐하는 N h 개의 샘플들의 서브-시퀀스가 결정되면(314),
Figure 112009047487957-PCT00059
는 절단(truncated)된다. 하나의 실시예에서, 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00060
은 최대 에너지 서브-시퀀스의 파트가 아닌 이러한 샘플들(N f-N h)을 0으로 설정하고, 효과적으로 잡음을 필터링함으로써 절단된다. 단계(308, 310, 312, 314 및 318)는 종합적으로 수학식 8의 최대 가능성 추정기의 가장 우측의(rightmost) 행렬-벡터 곱을 수행한다.
Figure 112009047487957-PCT00061
필터링된(절단된) 초기 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00062
을 사용하여, 시간 도메인 가중된 임펄스 응답 추정은 다음에 따라 계산될 수 있다(320).
Figure 112009047487957-PCT00063
Figure 112009047487957-PCT00064
을 시간 도메인으로 다시 변환하는 것은 선택된 MIMO 채널에 대한 주파수 도메인 최대 가능성 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00065
을 산출한다.
Figure 112009047487957-PCT00066
이러한 절차들은 모든 채널들에 대한 완전한(complete) 최대 가능성 MIMO 채널 추정을 생성하기 위하여 모든 N T N R전송-수신 안테나 페어들에 대하여 (임의의 공간 매핑이 적용된 경우에는 N S N R 채널들에 대하여) 반복될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 일부 실시예들에서, 사이클릭 시프트들은 수신된 MIMO 트레이닝 시퀀스 및 계속된 데이터 페이로드 모두에 대한 동일한 효과적인 채널을 유지하기 위하여 채널 추정에 통합될 수 있다.
전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 임펄스 응답 듀레이션 N h는 미리정의된 값으로 할당된다. 이상적으로 미리정의된 값 N h 는 임펄스 응답 에너지의 대부분을 캡쳐하는 것과 잡음을 필터링하는것 사이의 수용가능한 트레이드-오프이다; N h 가 너무 작으면, 필터링 프로세스가 너무나 많은 신호들을 버릴것이다. 그러나, N h 가 너무 큰 경우에는, 잡음 필터링이 효과적이지 않을 것이다.
다른 실시예에서, N h 는 알고리즘을 통해 결정될 수 있다(312). 미리정의된 값들의 세트로부터 최적의 N h 를 선택하기 위한 방법(312)의 예시적인 실시예가 도 4의 플로우 차트에 도시된다. 도 4에 도시된 방법에서, 프로세서는 메모리에 M 개 의 미리정의된 값들의 세트를 가지고 있으며,
Figure 112009047487957-PCT00067
이다. 도 4에 도시된 방법은 이 세트들로부터 N h 의 최선의 선택을 결정하며, 잡음 플로어 레벨의 추정 N 0 가 주어진 경우에 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00068
의 N f 개의 샘플들내의 N h 크기의 최대-에너지 윈도우의 위치 또한 결정한다.
도 4에 도시된 실시예에서, 미리 결정된 N h 가 사용될 경우(402), N h 를 선택하는 방법은 생략(bypass)될 수 있다. 또는, 제 1 후보 N h 값, w0 가 선택된다(404). 그리고나서, 최대 에너지를 가지는 길이 w0의 서브-시퀀스는 다음과 같이 결정된다. 길이 w0의 윈도우는 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00069
의 각각의 시작 지점에서 고려된다. 각각의 시작 지점에 대하여, 길이 w0의 윈도우의 모든 지점들의 에너지가 더해지나(408, 412), 임계 에너지를 초과하지 않는 에너지를 가지는 지점들(잡음 플로어 N 0)은 제외된다. 길이 w0의 윈도우내에서 가장 높은 더해진 에너지를 도출하는 시작 지점은 대응하는 에너지에 따라 세이브(save)된다. 이는 세트의 각각의 후보 N h 값에 대하여 반복된다. 마지막으로, 최대 에너지를 가지는 N h 는 최대가능성 채널 응답 추정을 계산하기 위한 목적으로 선택된다(418). 하나 보다 많은 후보 N h값들이 최대 에너지를 도출할 경우(또는, 선택적으로 하나 보 다 많은 후보 N h값들이 미리정의된 최대 에너지 임계값을 초과할 경우), 가장 짧은 후보 N h값이 선택된다. 연관된 시작 지점은 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00070
내에서 어떠한 (N f-N h) 샘플들이 도 3의 단계(318)에서 0으로 설정될 것인지를 결정한다.
전술한 개선된 채널 추정 기술들은 다양한 방법들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기술들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 이다. 하드웨어 구현의 경우, 이러한 기술들을 위한 프로세싱 유닛들이 하나 이상의 주문형 반도체(ASICs), 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 디지털 신호 프로세싱 장치들(DSPDs), 프로그램어블 논리 장치들(PLDs), 필드 프로그램어블 게이트 어레이들(FPGAs), 프로세서들, 컨트롤러들, 마이크로-컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 여기에 설명한 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
소프트웨어 구현의 경우, 여기에 설명된 기술들은, 여기 설명된 기능들을 수행하는 하나 이상의 프로세서들에 의해 구현될 수 있는 명령들을 포함하는 모듈들(예를 들어, 프로시져들, 기능들, 기타)를 이용하여 구현될 수 있다. 명령들은 하나 이상의 프로세서들(예를 들어, 컨트롤러들(970))에 의해 판독되고 실행될 수 있는 메모리 유닛(예를 들어, 도 2 의 메모리(972)), 소거가능 매체 등에 저장될 수 있다. 메모리 유닛(들)은 프로세서 내 또는 프로세서 외부에서 구현될 수 있으며, 외부에서 구현되는 경우, 공지된 다양한 수단들을 통하여 프로세서와 통신가능하게 연결될 수 있다.
도 5는 전술한 개선된 채널 추정 방법을 수행하도록 설계된 시스템의 예시적인 실시예의 블록 다이어그램을 보여준다. 이 블록 다이어그램의 각각의 엘리먼트들은 이전의 문단들에서 설명된 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들과 같은, 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 도 5에 개별적으로 도시된 모듈들은, 일부 실시예에서, 다중-목적 모듈들로 조합될 수 있다; 이와 같이, 도 5의 각각의 모듈은 설명된 기능들의 일부들을 수행하는 하나 이상의 서브-모듈들을 그자신이 가지고 있을 수 있다.
예시적인 실시예에서, 시스템은 물리적 안테나 또는 안테나 어레이일 수 있는, 그리고 MIMO 시스템의 복수의 안테나들 중 하나일 수 있는, 안테나(502)를 포함한다. 안테나(502)는 수신기 모듈(504)을 연결하고, 이는 수신된 신호를 증폭하고 임의의 바람직한 프리-프로세싱(pre-processing)을 수행할 수 있다. 채널 추정기 모듈(508)은, 예를 들어, 위에 참조된 트레이닝 시퀀스 방법 또는 임의의 다른 적합한 방법을 이용하여, 선택된 채널에 대한 초기 주파수 도메인 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00071
을 계산한다. 변환 모듈(510)은 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00072
을 획득하기 위하여, 초기 주파수 도메인 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00073
를 시간 도메인으로 변환한다. 필터 모듈(512)은 절단된 임펄스 응답 추정을 생성하기 위해, 도 3 및 4와 연관하여 설명된 바와 같이, 0으로 설정될 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정
Figure 112009047487957-PCT00074
의 부분을 선택한다. 마지막으로 최대 가능성 채널 추정기 모듈(514)는 선 택된 채널에 대한 주파수 도메인 최대 가능성 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00075
을 계산하기 위해 절단된 초기 임펄스 응답 추정을 이용한다. 주파수 도메인 최대 가능성 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00076
은 그리고나서 유입되는(incoming) 데이터 스트림들을 처리하기 위한 목적으로 다른 프로세서 모듈들로 전달될 수 있다.
주파수 도메인 평탄화( smoothing )
도 6은 초기 채널 추정을 향상시키기 위한 선택적인 방법인 주파수 도메인 평탄화의 예시적인 실시예에 대한 플로우 차트이다. 이 방법은 주파수 도메인 샘플상에서 동작한다. 전술한 시간 도메인 최대 가능성 잡음 필터링 방법과 같이, 주파수 도메인 평탄화 절차는 각각의 전송 및 수신 안테나들 사이의 N T N R SISO 채널들의(ES 또는 SS와 같은 NT개의 전송 안테나들로의 NS 개의 스트림들의 공간 매핑이 사용되는 경우에는, N S N R 채널들) 각각에서 개별적으로 및 독립적으로 적용된다.
채널이 선택되면(602), 선택된 채널에 대한 초기 주파수 도메인 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00077
는 전술한 트레이닝 시퀀스 방법과 같은 임의의 방법에 의해 결정될 수 있다(604). 예시적인 실시예에서, 초기 주파수 도메인 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00078
을 획득하는 것은 스트림-마다의 사이클릭 시프트를 보상하는 것, 그리고 임의의 공간 매핑이 사용되는 경우에, 공간 매핑 및 안테나-마다의 사이클릭 시프트들을 보상하는 것을 포함할 수 있다.
초기 주파수 도메인 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00079
이 결정되면, 다음 단계(608)는
Figure 112009047487957-PCT00080
의 Nf 개의 샘플들에 대한 평균 위상 슬로프
Figure 112009047487957-PCT00081
를 추정하는 것이다:
Figure 112009047487957-PCT00082
Figure 112009047487957-PCT00083
선택적인 실시예에서, 단일-채널 초기 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00084
에 대한 평균 위상 슬로프를 계산하는 것 대신에, 위상 슬로프는 모든 N T N R (또는 N S N R) 개의 SISO 채널들에 대해 평균될 수 있다.
평균 위상 슬로프가 계산되면, 초기 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00085
의 Nf 개의 샘플들로부터 제거된다(610):
Figure 112009047487957-PCT00086
평균 위상 슬로프를 제거하면, 평탄화된 채널 추정을, 임의의 N 개의 인접한 샘플들의 가중된 평균을 구함으로써 획득된다(612); 즉 샘플들의 가중된 평균에 의해 초기 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00087
의 각각의 샘플을 다른 사이드의 임의의 수의 샘플들로 교체하고, 채널 추정의 유효 잡음을 감소시킨다. 일 실시예에서, 다음의 평탄화 함수가 사용된다.
Figure 112009047487957-PCT00088
Figure 112009047487957-PCT00089
여기서 {A i}는 가중 계수들을 나타낸다. 예시적인 실시예에서, N=3, A-1=0.25, A0=0.5, 및 A1=0.25 일 수 있다. 엔드 지점들(k=0,...N-1)/2, and k=N f-(N+1)/2,... N f-1)은 전술한 공식의 약간의 수정을 요하며, 이는 가중된 평균의 중앙 샘플의 전(하위 엔드에서) 또는 이후(상위 엔드에서) 평균에 포함할 샘플들이 존재하지 않기 때문이다. 이는, 예를 들어, 엔드 지점이 다가올 수록 가중된 평균의 샘플들의 수를 감소시킴으로써 해소될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 중앙 샘플들이 엔드 지점들로부터 (N-1)/2보다 더 가깝게 접근하는 경우에, 가중된 평균은 N'개 보다 적은 수의 샘플들을 사용하도록 조정될 수 있으며, 여기서 N'<N이다. 예를 들어, 가중된 평균의 하나의 수정은 다음을 사용할 수 있다:
Figure 112009047487957-PCT00090
여기서, k<(N-1)/2이고,
Figure 112009047487957-PCT00091
이 경우, k>Nf-(N-1)/2-1이다. N'<N 개의 샘플들이 채널 추정의 엔드 지점들 근처에서 사용되는 경우, N' 개의 가중 계수들 A i는 그들의 합이 1로 유지되도록 조정되어야만 한다.
마지막으로, 평탄화이 완료되면, 단계(610)에서 제거된 위상 슬로프는 선택된 채널의 평탄화된 채널 추정 을 획득하기 위하여 단계(614)에서 다시 곱해진다:
Figure 112009047487957-PCT00093
예시적인 실시예에서, 이 과정은 모든 N T N R 전송-수신 안테나 페어들에 대해 반복되고, 완전한 평탄화된 MIMO 채널 추정을 생성한다.
일부 실시예들에서, 수신기는 또한 수신된 MIMO 트레이닝 시퀀스 및 뒤이은 데이터 페이로드 모두에 대해 동일한 유효 채널을 유지하기 위해 채널 추정에 임의 의 사이클릭 시프트들을 재-삽입한다.
고유 벡터 스티어링이 사용되는 실시예에서 전술한 대로 MIMO 트레이닝에 주파수 도메인 평탄화을 적용하는 경우, 송신기 스티어링 행렬
Figure 112009047487957-PCT00094
를 수정함으로써 송신기에서의 부반송파들 사이에 임의의 종류의 위상 연속성(continuity)을 강요하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 스티어링된 채널(HV)의 주파수 코히어런스(coherence)를 유지한다. 달리 말하면, 샘플로부터 샘플로의 위상 변화가 부드러우며 거의 선형에 가깝다는 수학식 13 및 14의 가정의 정확성을 보장한다. 고유벡터들은 위상 시프트 불변이며 수정된 행렬
Figure 112009047487957-PCT00095
는 고유벡터 행렬로 유지된다. 송신기에서 위상 연속성을 유지하기 위한 두 개의 예시적인 대안들은 위상 연속 스티어링(phase continuous steering) 및 양의 실수 제 1 엘리먼트 스티어링이다. 위상 연속 스티어링에 대하여, 송신기 스티어링 행렬
Figure 112009047487957-PCT00096
는 다음과 같이 수정된다:
Figure 112009047487957-PCT00097
이는 위상 연속성을 지니는 수정된 스티어링 행렬
Figure 112009047487957-PCT00098
을 생산하기 위해, 이웃한 샘플들의 페어에 대한 스티어링 행렬
Figure 112009047487957-PCT00099
의 위상 차이를 계산하며, 이에 따라 스티어링 행렬을 조정한다. 선택적으로, 다음의 수정이 양의 실수 제 1 엘리먼트 스 티어링을 달성하기 위해
Figure 112009047487957-PCT00100
에 적용될 수 있다.
Figure 112009047487957-PCT00101
최대 가능성 채널 추정 기술을 이용하는 것과 같이, 여기에 설명된 주파수 도메인 평탄화 채널 추정 기술들이 유사하게 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기술들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 이다. 하드웨어 구현의 경우, 이러한 기술들을 위한 프로세싱 유닛들이 하나 이상의 주문형 반도체(ASICs), 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 디지털 신호 프로세싱 장치들(DSPDs), 프로그램어블 논리 장치들(PLDs), 필드 프로그램어블 게이트 어레이들(FPGAs), 프로세서들, 컨트롤러들, 마이크로-컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 여기에 설명한 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
소프트웨어 구현의 경우, 여기에 설명된 기술들은, 여기 설명된 기능들을 수행하는 하나 이상의 프로세서들에 의해 구현될 수 있는 명령들을 포함하는 모듈들(예를 들어, 프로시져들, 기능들, 기타)를 이용하여 구현될 수 있다. 명령들은 하나 이상의 프로세서들(예를 들어, 컨트롤러들(970))에 의해 판독되고 실행될 수 있는 메모리 유닛(예를 들어, 도 2 의 메모리(972)), 소거가능 매체 등에 저장될 수 있다. 메모리 유닛(들)은 프로세서 내 또는 프로세서 외부에서 구현될 수 있으며, 외부에서 구현되는 경우, 공지된 다양한 수단들을 통하여 프로세서와 통신가능하게 연결될 수 있다.
도 7은 전술한 개선된 채널 추정 방법을 수행하도록 설계된 시스템의 예시적인 실시예의 블록 다이어그램을 보여준다. 이 블록 다이어그램의 각각의 엘리먼트들은 이전의 문단들에서 설명된 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들과 같은, 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 도 7에 개별적으로 도시된 모듈들은, 일부 실시예에서, 다중-목적 모듈들로 조합될 수 있다; 이와 같이, 도 7의 각각의 모듈은 설명된 기능들의 일부들을 수행하는 하나 이상의 서브-모듈들을 그 자신이 가지고 있을 수 있다.
예시적인 실시예에서, 시스템은 물리적 안테나 또는 안테나 어레이일 수 있는, 그리고 MIMO 시스템의 복수의 안테나들 중 하나일 수 있는, 안테나(702)를 포함한다. 안테나(502)는 수신기 모듈(704)을 연결하고, 이는 수신된 신호를 증폭하고 임의의 바람직한 프리-프로세싱(pre-processing)을 수행할 수 있다. 채널 추정기 모듈(708)은, 예를 들어, 위에 참조된 트레이닝 시퀀스 방법 또는 임의의 다른 적합한 방법을 이용하여, 선택된 채널에 대한 초기 주파수 도메인 채널 추정
Figure 112009047487957-PCT00102
을 계산한다.
위상-수정 모듈(710)은 도 6과 연관하여 설명한 바와 같이 평균 위상을 계산하고 이를 초기 주파수 도메인 채널 추정으로부터 제거한다. 평탄화 모듈(712)은 도 6과 연관하여 전술한 바와 같이 채널 추정에 평탄화 함수를 적용한다. 위상 복 원 모듈(714)은 채널 추정에 위상 슬로프를 복원한다. 마지막으로, 쉬프팅 모듈(718)은 이러한 시프트들이 사용된 실시예에서 임의의 사이클릭 시프트들을 복원한다. 평탄화되고, 쉬프팅된 채널 추정은 그리고나서 유입되는 데이터 스트림들에 사용하기 위해 다른 프로세서 모듈들로 전달될 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 본 발명은 여기에 설명된 원리들 및 신규한 특징들에 부합하기 위한 의도를 지닌다.
전술한 것들은 하나 이상의 실시예들의 예들이다. 물론 전술한 실시예들을 설명하기 위해 컴포넌트 또는 방법들의 모든 고려가능한 조합들을 설명하는 것은 불가능하나, 당업자는 많은 추가적인 조합들 및 다양한 실시예들의 변형이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 설명된 실시예들은 첨부된 청구범위들의 권리범위내에 포함되는 모든 변형, 수정들 및 변화들 포함하기 위한 의도를 지닌다.

Claims (72)

  1. 통신 시스템에서 채널 추정을 최적화하는 방법으로서,
    상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중에서 선택된 채널을 선택하는 단계;
    상기 선택된 채널에 대하여, 초기 채널 추정을 결정하는 단계;
    상기 초기 채널 추정을 샘플들의 시퀀스(sequence)를 포함하는 초기 시간 도메인 임펄스(impulse) 응답 추정으로 변환(transform)하는 단계;
    상기 샘플들의 시퀀스로부터 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하는 단계;
    상기 선택된 샘플들의 서브-시퀀스에 존재하지 않는 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정의 샘플들을 영(0)으로 설정함으로써 절단된(truncated) 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 생성하는 단계;
    상기 선택된 채널에 대한 상기 절단된 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 이용하여 시간 도메인 가중된(weighted) 임펄스 응답 추정을 계산(computing)하는 단계; 및
    상기 시간 도메인 가중된 임펄스 응답 추정을 주파수 도메인으로 변환함으로써 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성(likelihood) 채널 추정을 계산하는 단계를 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하는 단계는:
    채널 응답 듀레이션(duration)을 결정하는 단계; 및
    상기 샘플들의 서브-시퀀스로서, 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정으로부터 샘플들의 최적화된 시퀀스를 선택하는 단계 - 여기서, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스는 상기 채널 응답 듀레이션과 동일한 듀레이션을 가지고, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스의 에너지를 최대화하기 위하여 선택됨 - 를 더 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 채널 응답 듀레이션을 결정하는 단계는 상기 채널 응답 듀레이션을 입력으로서 수신하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 채널 응답 듀레이션을 결정하는 단계는 미리정의된 값들의 세트로부터 상기 채널 응답 듀레이션을 선택하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    미리정의된 듀레이션 값들의 세트로부터 상기 채널 응답 듀레이션을 선택하는 단계는:
    상기 미리정의된 값들의 세트의 각각의 값들에 대하여, 최적화된 서브-시퀀 스를 탐색(find)하는 단계 - 여기서, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 그 값과 동일한 듀레이션의 서브 시퀀스이고, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 임계값을 초과하는 에너지를 가지는 그 서브-시퀀스 내의 모든 샘플들의 에너지들의 합을 최대화하기 위해 선택됨 - ;및
    상기 채널 응답 듀레이션으로서, 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 상기 미리정의된 값들의 세트로부터 값을 선택하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 선택된 값은 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 가장 작은 값인, 채널 추정 최적화 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 최대 가능성 채널 추정에 사이클릭 시프트(cyclic shift)를 적용하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 하나 이상의 전송(sending) 안테나들을 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 하나 이상의 수신 안테나들을 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 상기 전송 안테나들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 전송-수신 페어(pair)에 대응하고,
    상기 방법은,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여,
    선택된 채널을 선택하는 단계부터 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계까지의 모든 단계들을 반복하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은,
    복수의 데이터 스트림들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 스트림-수신 페어에 대응하고,
    상기 방법은,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여,
    선택된 채널을 선택하는 단계부터 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채 널 추정을 계산하는 단계까지의 모든 단계들을 반복하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 최적화 방법.
  12. 통신 시스템에서 채널 추정을 최적화하기 위한 장치로서,
    수신 안테나;
    상기 수신 안테나로부터 신호를 수신하도록 적응된(adapt) 수신기;
    상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중에서 선택된 채널을 선택하고, 상기 선택된 채널에 대하여, 상기 수신된 신호에 기반하여 초기 채널 추정을 결정하도록 적응된 초기 채널 추정기 모듈;
    상기 초기 채널 추정을 샘플들의 시퀀스를 포함하는 초기 임펄스 응답 추정으로 변환하도록 적응된 변환 모듈;
    상기 샘플들의 시퀀스로부터 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하고, 상기 선택된 샘플들의 서브-시퀀스에 존재하지 않는 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정의 샘플들을 영(0)으로 설정함으로써 절단된(truncated) 임펄스 응답 추정을 생성하도록 적응된 필터링 모듈; 및
    상기 선택된 채널에 대한 상기 절단된 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 이용하여 시간 도메인 가중된(weighted) 임펄스 응답 추정을 계산(computing)하고, 상기 시간 도메인 가중된 임펄스 응답 추정을 주파수 도메인으로 변환함으로써 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하도록 적응된 최대 가능성 채널 추정 모듈을 포함하는, 채널 추정을 최적화하기 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 필터링 모듈은,
    채널 응답 듀레이션을 결정하고, 상기 샘플들의 서브-시퀀스로서, 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정으로부터 샘플들의 최적화된 시퀀스를 선택하도록 추가적으로 적합하고, 여기서, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스는 상기 채널 응답 듀레이션과 동일한 듀레이션을 가지고, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스의 에너지를 최대화하기 위하여 선택되는, 채널 추정을 최적화하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 필터링 모듈은,
    상기 채널 응답 듀레이션을 입력으로서 수신하도록 추가적으로 적응된, 채널 추정을 최적화하기 위한 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 필터링 모듈은,
    미리정의된 값들의 세트로부터 상기 채널 응답 듀레이션을 선택하도록 추가적으로 적응된, 채널 추정을 최적화하기 위한 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 필터링 모듈은,
    상기 미리정의된 값들의 세트의 각각의 값들에 대하여, 최적화된 서브-시퀀스를 탐색하도록 적합하고 - 여기서, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 그 값과 동일한 듀레이션의 서브 시퀀스이고, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 임계값을 초과하는 에너지를 가지는 그 서브-시퀀스 내의 모든 샘플들의 에너지들의 합을 최대화하기 위해 선택됨 -; 그리고 상기 채널 응답 듀레이션으로서, 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 상기 미리정의된 값들의 세트로부터 값을 선택하도록 적응된, 채널 추정을 최적화하기 위한 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 선택된 값은 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 가장 작은 값인, 채널 추정을 최적화하기 위한 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 수신 안테나는 복수의 수신 안테나들 중 하나인, 채널 추정을 최적화하기 위한 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은,
    전송 안테나 및 상기 수신 안테나의 전송-수신 페어에 대응하는, 채널 추정 을 최적화하기 위한 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은,
    데이터 스트림 및 상기 수신 안테나의 스트림-수신 페어에 대응하는, 채널 추정을 최적화하기 위한 장치.
  21. 통신 시스템에서 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체로서, 상기 방법은:
    상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중에서 선택된 채널을 선택하는 단계;
    상기 선택된 채널에 대하여, 초기 채널 추정을 결정하는 단계;
    상기 초기 채널 추정을 샘플들의 시퀀스(sequence)를 포함하는 초기 시간 도메인 임펄스(impulse) 응답 추정으로 변환(transform)하는 단계;
    상기 샘플들의 시퀀스로부터 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하는 단계;
    상기 선택된 샘플들의 서브-시퀀스에 존재하지 않는 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정의 샘플들을 영(0)으로 설정함으로써 절단된(truncated) 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 생성하는 단계;
    상기 선택된 채널에 대한 상기 절단된 시간 도메인 임펄스 응답 추정을 이용하여 시간 도메인 가중된(weighted) 임펄스 응답 추정을 계산(computing)하는 단 계; 및
    상기 시간 도메인 가중된 임펄스 응답 추정을 주파수 도메인으로 변환함으로써 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계를 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 샘플들의 서브-시퀀스를 선택하는 단계는:
    채널 응답 듀레이션(duration)을 결정하는 단계; 및
    상기 샘플들의 서브-시퀀스로서, 상기 초기 시간 도메인 임펄스 응답 추정으로부터 샘플들의 최적화된 시퀀스를 선택하는 단계 - 여기서, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스는 상기 채널 응답 듀레이션과 동일한 듀레이션을 가지고, 상기 샘플들의 최적화된 시퀀스의 에너지를 최대화하기 위하여 선택됨 - 를 더 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 채널 응답 듀레이션을 결정하는 단계는,
    상기 채널 응답 듀레이션을 입력으로서 수신하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 채널 응답 듀레이션을 결정하는 단계는 미리정의된 값들의 세트로부터 상기 채널 응답 듀레이션을 선택하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  25. 제 24 항에 있어서,
    미리정의된 듀레이션 값들의 세트로부터 상기 채널 응답을 선택하는 단계는:
    상기 미리정의된 값들의 세트의 각각의 값에 대하여, 최적화된 서브-시퀀스를 탐색(find)하는 단계 - 여기서, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 그 값과 동일한 듀레이션의 서브-시퀀스이고, 상기 최적화된 서브-시퀀스는 임계값을 초과하는 에너지를 가지는 그 서브-시퀀스 내의 모든 샘플들의 에너지들의 합을 최대화하기 위해 선택됨 - ;및
    상기 채널 응답 듀레이션으로서, 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 상기 미리정의된 값들의 세트로부터 값을 선택하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 선택된 값은 대응하는 최적화된 서브-시퀀스가 가장 높은 에너지를 가지는 가장 작은 값인, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가 지는 기계-판독가능한 매체.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 최대 가능성 채널 추정에 사이클릭 시프트(cyclic shift)를 적용하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 하나 이상의 전송 안테나들을 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 하나 이상의 수신 안테나들을 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은, 상기 전송 안테나들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 전송-수신 페어(pair)에 대응하고,
    상기 방법은,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여,
    선택된 채널을 선택하는 단계부터 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계까지의 모든 단계들을 반복하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은,
    복수의 데이터 스트림들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 스트림-수신 페어에 대응하고,
    상기 방법은,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여,
    선택된 채널을 선택하는 단계부터 상기 선택된 채널에 대한 최대 가능성 채널 추정을 계산하는 단계까지의 모든 단계들을 반복하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 최적화하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 가지는 기계-판독가능한 매체.
  32. 통신 시스템에서 향상된 채널 추정의 방법으로서,
    상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중에서 선택된 채널을 선택하는 단계;
    상기 선택된 채널에 대하여, 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스를 포함하는 초기 채널 추정을 결정하는 단계;
    상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프(phase slope)를 결정하는 단계;
    상기 초기 채널 추정으로부터 상기 위상 슬로프를 제거함으로써, 플랫(flat)-위상 채널 추정을 생성하는 단계; 및
    상기 플랫-위상 채널 추정에 평탄화 함수(smoothing function)를 적용함으로써, 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계를 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하는 단계는,
    상기 초기 채널 추정의 상기 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스에 대한 평균 위상 슬로프를 결정하는 단계를 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하는 단계는,
    상기 통신 시스템의 모든 채널에 대한 평균 위상 슬로프를 결정하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 채널은 적어도 하나의 전송 안테나들 중 하나 및 적어도 하나의 수신 안테나들 중 하나의 페어를 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 플랫-위상 채널 추정에 평탄화 함수를 적용하는 단계는,
    상기 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스로부터 미리결정된 개수의 인접한 샘플들의 가중된(weighted) 평균을 계산하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 가중된 평균은 다음의 식에 따라 계산되고,
    Figure 112009047487957-PCT00103
    여기서,
    Figure 112009047487957-PCT00104
    는 상기 플랫-위상 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스의 k번째 샘플이고,
    Figure 112009047487957-PCT00105
    는 상기 k번째 샘플에 대응하는 상기 가중된 평균값이고, N은 상기 가중된 평균의 샘플들의 미리결정된 개수이고, N f 는 플랫-위상 채널 추정의 샘플들의 총 개수이고, A i 는 가중 계수들인, 향상된 채널 추정 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    N = 3, A -1 = 0.25, A 0 = 0.5, 및 A 1 = 0.25 인, 향상된 채널 추정 방법.
  38. 제 32 항에 있어서,
    향상된 채널 추정을 생성하는 단계는,
    상기 향상된 채널 추정에 상기 위상 슬로프를 복원(restore)하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 향상된 채널 추정에 사이클릭 시프트를 삽입하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  40. 제 32 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은,
    하나 이상의 전송 안테나들을 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은,
    하나 이상의 수신 안테나들을 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은,
    상기 전송 안테나들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 전송-수신 페어에 대응하고,
    상기 방법은,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계부터 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계까지의 모든 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  43. 제 41 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은,
    복수의 데이터 스트림들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 스트림-수신 페어에 대응하고,
    상기 방법은,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계부터 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계까지의 모든 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  44. 제 32 항에 있어서,
    위상 연속 스티어링(phase continuous steering)을 이용하여 상기 선택된 채 널을 전송하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  45. 제 32 항에 있어서,
    양성 제 1 엘리먼트 스티어링(positive first element steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법.
  46. 통신 시스템에서 채널 추정을 향상시키기 위한 장치로서,
    수신 안테나;
    상기 수신 안테나로부터 신호를 수신하도록 적응된 수신기;
    상기 수신 안테나 및 적어도 하나의 전송 안테나들 중 하나에 대응하는 채널을 선택하고, 상기 선택된 채널에 대하여, 상기 수신된 신호에 기반하여 초기 채널 추정을 결정하도록 적응된 초기 채널 추정기 모듈 - 여기서, 상기 초기 채널 추정은 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스를 포함함 - ;
    상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하고, 상기 초기 채널 추정으로부터 상기 위상 슬로프를 제거함으로써 플랫-위상 채널 추정을 생성하도록 적응된 위상-수정 모듈; 및
    상기 플랫-위상 채널 추정에 평탄화 함수를 적용함으로써 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하도록 적응된 평탄화(smoothing) 모듈을 포함하는, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 위상-수정 모듈은,
    상기 초기 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스에 대한 평균 위상 슬로프를 결정함으로써, 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하도록 추가적으로 적응된, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  48. 제 46 항에 있어서,
    상기 위상-수정 모듈은,
    상기 통신 시스템의 모든 채널에 대한 평균 위상 슬로프를 결정함으로써 상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하도록 추가적으로 적합하고,
    각각의 채널은 적어도 하나의 전송 안테나들 중 하나 및 적어도 하나의 수신 안테나들 중 하나의 페어를 포함하는, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  49. 제 46 항에 있어서,
    상기 평탄화 모듈은,
    상기 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스로부터 미리결정된 개수의 인접한 샘플들의 가중된(weighted) 평균을 계산하도록 추가적으로 적응된, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 가중된 평균은 다음의 식에 따라 계산되고,
    Figure 112009047487957-PCT00106
    여기서,
    Figure 112009047487957-PCT00107
    는 상기 플랫-위상 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스의 k번째 샘플이고,
    Figure 112009047487957-PCT00108
    는 상기 k번째 샘플에 대응하는 상기 가중된 평균값이고, N은 상기 가중된 평균의 샘플들의 미리결정된 수이고, N f 는 플랫-위상 채널 추정의 샘플들의 총 수이고, A i 는 가중 계수들인, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  51. 제 50 항에 있어서,
    N = 3, A -1 = 0.25, A 0 = 0.5, 및 A 1 = 0.25 인, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  52. 제 46 항에 있어서,
    상기 향상된 채널 추정에 상기 위상 슬로프를 복원하도록 적응된 위상 복원 모듈을 더 포함하는, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 향상된 채널 추정에 사이클릭 시프트를 삽입하도록 적응된 쉬프팅 모듈을 더 포함하는, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  54. 제 46 항에 있어서,
    상기 수신 안테나는 복수의 수신 안테나들 중 하나인, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은
    전송 안테나 및 상기 수신 안테나의 전송-수신 페어에 대응하는, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  56. 제 54 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은
    데이터 스트림과 상기 수신 안테나의 스트림-수신 페어에 대응하는, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  57. 제 46 항에 있어서,
    위상 연속 스티어링(phase continuous steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 송신기를 더 포함하는, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  58. 제 46 항에 있어서,
    양성 제 1 엘리먼트 스티어링(positive first element steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 송신기를 더 포함하는, 채널 추정을 향상시키기 위한 장치.
  59. 통신 시스템에서 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체로서, 상기 방법은:
    상기 통신 시스템의 하나 이상의 채널들 중에서 선택된 채널을 선택하는 단계;
    상기 선택된 채널에 대하여, 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스를 포함하는 초기 채널 추정을 결정하는 단계;
    상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프(phase slope)를 결정하는 단계;
    상기 초기 채널 추정으로부터 상기 위상 슬로프를 제거함으로써, 플랫-위상 채널 추정을 생성하는 단계; 및
    상기 플랫-위상 채널 추정에 평탄화 함수(smoothing function)를 적용함으로써, 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계를 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  60. 제 58 항에 있어서,
    상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하는 단계는,
    상기 초기 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스에 대한 평균 위상 슬로프를 결정하는 단계를 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  61. 제 58 항에 있어서,
    상기 초기 채널 추정의 위상 슬로프를 결정하는 단계는,
    상기 통신 시스템의 모든 채널에 대한 평균 위상 슬로프를 결정하는 단계를 포함하고,
    여기서, 각각의 채널은 적어도 하나의 전송 안테나들 중 하나 및 적어도 하나의 수신 안테나들 중 하나의 페어를 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  62. 제 58 항에 있어서,
    상기 플랫-위상 채널 측정에 평탄화 함수를 적용하는 단계는,
    상기 샘플들의 시퀀스로부터 미리결정된 개수의 인접한 샘플들의 가중된(weighted) 평균을 계산하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  63. 제 62 항에 있어서,
    상기 가중된 평균은 다음의 식에 따라 계산되고,
    Figure 112009047487957-PCT00109
    여기서,
    Figure 112009047487957-PCT00110
    는 상기 플랫-위상 채널 추정의 주파수-도메인 샘플들의 시퀀스의 k번째 샘플이고,
    Figure 112009047487957-PCT00111
    는 상기 k번째 샘플에 대응하는 상기 가중된 평균값이고, N은 상기 가중된 평균의 샘플들의 미리결정된 개수이고, N f 는 플랫-위상 채널 추정의 샘플들의 총 개수이고, A i 는 가중 계수들인, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  64. 제 63 항에 있어서,
    N = 3, A -1 = 0.25, A 0 = 0.5, 및 A 1 = 0.25 인, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  65. 제 58 항에 있어서,
    향상된 채널 추정을 생성하는 단계는,
    상기 향상된 채널 추정에 상기 위상 슬로프를 복원(restore)하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 향상된 채널 추정에 사이클릭 시프트를 삽입하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  67. 제 58 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 하나 이상의 전송 안테나들을 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  68. 제 67 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 하나 이상의 수신 안테나들을 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  69. 제 68 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은,
    상기 전송 안테나들 중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 전송-수신 페어에 대응하고,
    상기 방법은,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계부터 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계까지의 모든 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 더 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  70. 제 68 항에 있어서,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널은,
    복수의 데이터 스트림들중 하나 및 상기 수신 안테나들 중 하나의 스트림-수신 페어에 대응하고,
    상기 방법은,
    상기 통신 시스템의 각각의 채널에 대하여, 선택된 채널을 선택하는 단계부터 상기 선택된 채널에 대한 향상된 채널 추정을 생성하는 단계까지의 모든 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 더 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  71. 제 59 항에 있어서,
    상기 방법은,
    위상 연속 스티어링(phase continuous steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
  72. 제 59 항에 있어서,
    상기 방법은,
    양성 제 1 엘리먼트 스티어링(positive first element steering)을 이용하여 상기 선택된 채널을 전송하는 단계를 더 포함하는, 향상된 채널 추정 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 기계-판독가능한 매체.
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