KR20200055452A - 무선 통신 시스템에서의 채널 추정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서의 채널 추정을 위한 수신 장치의 동작 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 수신 장치의 동작방법은, 송신 장치로부터 수신한 MIMO 기저대역 스트림으로부터 도출된 측정 벡터 및 센싱(sensing) 행렬을 이용하여 서포트(support) 및 잔차(residual) 벡터를 초기화하는 단계, 상기 측정 벡터, 센싱 행렬, 서포트 및 잔차 벡터 중 적어도 하나를 이용하여 도출된 상기 MIMO 기저대역 스트림 별 후보 서포트 및 상관 값 쌍(pair)을 이용하여 최종 서포트를 선택한 후 서포트 집합에 추가하여 출발각과 도래각을 추정하는 단계, 상기 서포트 집합에 대한 상기 센싱 행렬과 상기 측정 벡터를 이용해서 경로 이득을 추정하는 단계 및 잔차 벡터와 상기 측정 벡터 간의 차이가 기설정된 오차 범위 내인 경우 상기 추정된 출발각, 도래각, 경로 이득을 최종 채널 추정값으로 판단한다.

Description

무선 통신 시스템에서의 채널 추정 방법 및 장치{METHOD FOR CHANNEL ESTIMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널 추정 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀리미터파 대역의 하이브리드 빔포밍 MIMO 시스템에서의 압축 센싱을 이용한 채널 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.

제4 세대 이동통신보다 최소한 10~100배의 데이터 전송율인 Gbps(giga bps) 급 지원을 목표로 하는 제5 세대 이동 통신은 수십 GHz(Giga Hertz) 주파수 대역에서 구현될 것으로 예상된다. 일례로 5GHz ~ 60GHz 주파수 대역에서의 구현이 논의 중이고 해당 주파수 대역은 밀리미터파(millimeter wave) 파장 대역에 해당한다(일례로 30GHz에서의 파장은 10mm이다). 제5 세대 이동 통신은 초고속 데이터 전송(eMBB: enhanced mobile broadband) 지원뿐만이 사물 인터넷 지원을 위한 mMTC(massive machine type communication)과 고신뢰성 저지연 통신(URLLC: ultra-reliable and low latency communication) 또한 지원하는 것을 목표로 한다.

또한, 제5 세대 이동 통신 시스템은 종래 20MHz 최대 대역폭과 15kHz 단일 부반송파 간격과 달리 5MHz부터 400MHz까지의 광대역 대역폭 지원 및 다수의 부반송파 간격(일례로, 15kHz의 배수인 30kHz, 60kHz, 120kHz 등)을 지원하는 것을 목표로 한다. 이와 같이 제5 세대 이동 통신 시스템에서는 다양한 주파수 대역에서 다양한 주파수 대역폭의 지원이 요구되는 특성상, 반송파 주파수 대역으로 수십 GHz 주파수 대역을 사용하는 경우의 셀 커버리지(cell coverage)는 종래보다 많이 줄어들게 되므로 빔포밍(beamforming)을 이용한 셀 커버리지 확대 방법이 활발히 연구되고 있다.

이러한 빔포밍 방식에서의 대표적인 방식인 하이브리드(hybrid) 빔포밍 방식의 경우 정밀한 빔 포밍을 위해 정확한 채널 추정이 필요한데 디지털 단에서 수행되는 종래 채널 추정 기법으로는 각 아날로그 안테나 소자단에서의 채널 추정에 어려움이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 밀리미터파 대역의 하이브리드 빔포밍 MIMO(multi-input multi-output) 시스템에서의 압축 센싱 적용 채널 추정을 위한 송신 장치의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 밀리미터파 대역의 하이브리드 빔포밍 MIMO 시스템에서의 압축 센싱 적용 채널 추정을 위한 수신 장치의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 밀리미터파 대역의 하이브리드 빔포밍 MIMO 시스템에서의 압축 센싱 적용 채널 추정을 위한 수신 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 채널 추정을 위한 수신 장치의 동작 방법은, 송신 장치로부터 수신한 MIMO(multi-input multi-output) 기저대역 스트림(stream)으로부터 도출된 측정 벡터(vector) 및 센싱(sensing) 행렬을 이용하여 서포트(support) 및 잔차(residual) 벡터를 초기화하는 단계, 상기 측정 벡터, 센싱 행렬, 서포트 및 잔차 벡터 중 적어도 하나를 이용하여 도출된 상기 MIMO 기저대역 스트림 별 후보 서포트 및 상관 값 쌍(pair)을 이용하여 최종 서포트를 선택한 후 서포트 집합에 추가하여 출발각과 도래각을 추정하는 단계, 상기 서포트 집합에 대한 상기 센싱 행렬과 상기 측정 벡터를 이용해서 경로 이득을 추정하는 단계 및 상기 경로이득, 상기 서포트 집합 및 상기 측정 벡터를 이용하여 도출된 잔차 벡터와 상기 측정 벡터 간의 차이가 기 설정된 오차 범위 내인 경우 상기 추정된 출발각, 도래각, 경로 이득을 최종 채널 추정값으로 판단한다.

본 발명에 의하면, 밀리미터파 대역의 하이브리드 빔포밍 MIMO 시스템에서 압축 센싱을 이용한 채널 추정 시 OMP(orthogonal matching pursuit) 알고리즘과 MMP(multipath matching pursuit) 알고리즘을 일부 결합하여서 채널 추정의 정확도를 높이고 구현 상의 복잡도를 줄일 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 밀리미터파 대역에서의 하이브리드 빔 포밍 MIMO 시스템을 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나 채널 환경에서의 채널 추정 방법을 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 센싱을 이용한 채널 추정을 설명하는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 "통신 네트워크"로 지칭될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(user equipment)(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 커버리지(coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit; RSU), DU(digital unit), CDU(cloud digital unit), RRH(radio remote head), RU(radio unit), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node), gNB 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced), 5G NR(new radio) 등)을 지원할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.

복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 OFDMA 기반의 다운링크(downlink) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 업링크(uplink) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D 통신을 코디네이션(coordination)할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 코디네이션에 의해 D2D 통신을 수행할 수 있다.

다음으로, 하이브리드(hybrid) 빔 포밍(beam forming) 기술들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

도 3은 밀리미터파 대역에서의 하이브리드 빔 포밍 MIMO 시스템을 설명하는 개념도이다.

도 3을 참조하면, N_T개의 송신 안테나를 가지는 송신 장치와 N_R개의 수신 안테나를 가지는 수신 안테나를 가지는 하이브리드 빔 포밍 MIMO 시스템을 나타낸다.

MIMO 시스템의 경우 송신 장치의 기저대역 프리코더(precoder)(310)에서 다수 개의 스트림(stream)을 입력 받아 프리코딩(precoding)을 수행한 후 스트림 별로 RF체인(radio frequency chain)부(320)로 전달하여 RF 처리를 할 수 있다. 그 후 RF 처리된 스트림들을 송신 RF 빔포밍부(330)에서 후술할 빔포밍 방법 중 하나의 방법을 적용하여 수행한 후 송신 안테나부(340)를 통해 수신 장치로 전송할 수 있다. RF 체인부(320)는 일반적으로 전력 증폭기, 믹서(mixer) 등과 같은 일련의 RF 처리 요소가 체인처럼 연결된 무선 신호 처리부를 의미한다.

송신 장치가 전송한 신호는 무선 채널을 거쳐 수신 장치의 수신 안테나부(350)를 통해 수신된 후 수신 RF 빔포밍부(460)에서 관련 빔포밍 처리가 수행되고 RF 체인부(370)로 스트림 별로 전달되어 관련 처리된 후 채널 추정이 적용되어 기저대역 컴바이너(combiner)(380)에서 신호 복구될 수 있다.

한편 전술한 바와 같이, 밀리미터파 대역을 이용한 이동 통신 시스템은 빔포밍 방식을 이용하여 셀 커버리지를 늘리는 방식이 연구되고 있다. 이러한 빔포밍에는 아날로그(analog) 빔포밍 방식과 디지털(digital) 빔포밍 방식이 있다. 디지털 빔포밍 방식은 다중입력 다중출력(MIMO: multiple input multiple output) 안테나와 디지털 프리코더 또는 코드북(codebook)을 기반으로 다수의 무선(RF: radio frequency) 경로들을 이용하여 빔포밍 이득(gain)을 얻을 수 있다.

아날로그 빔포밍 방식은 위상 천이기(phase shifter), 파워앰프(PA: power amplifier) 및 변동 이득 증폭기(VGA: variable gain amplifier)등과 같은 다수의 아날로그 장치들과 안테나 배열을 통해서 빔포밍 이득을 얻을 수 있다. 아날로그 빔포밍 방식은 하나의 트랜시버 유닛에 다수의 안테나 요소가 위상 천이기를 통해 연결되기 때문에 빔포밍 이득을 증가시키기 위해 안테나 요소를 증가시킨다고 해도 그에 따른 구현 복잡도는 크게 증가되지 않을 수 있다. 그러나 아날로그 빔포밍 성능은 디지털 빔포밍 방식에 비해 떨어지며 시간상으로 위상 천이기를 조절하기 때문에 주파수 자원 사용 효율이 제한적일 수 있다.

디지털 빔포밍 방식은 DAC(digital to analog converter) 또는 ADC(analog to digital converter)가 필요하고 안테나 요소와 동일한 개수의 트랜시버 유닛(TXRU: transceiver unit)이 필요하기 때문에 빔포밍 이득을 증가시키는 경우 비례적으로 안테나 구현의 복잡도도 크게 증가할 수 있다. 즉, 디지털 빔 형성 방식은 각 안테나 소자에 대해 RF Chain을 개별적으로 구성해야 하는데 이는 경제적인 측면이나 구현관점에서 불가능한 방식이다.

따라서 이러한 양 방식의 단점을 보완하기 위해 아날로그 빔포밍 방식과 디지털 빔포밍 방식을 결합한 하이브리드 빔포밍 방식을 이용할 경우 양 방식의 단점을 극복함과 동시에 정밀한 빔을 형성할 수 있다. 하이브리드 빔포밍 방식은 아날로그 단에 위상 천이기를 적용하여 각 안테나 소자의 위상을 조정하면서 보다 정밀한 빔 형성을 위해 디지털 단에서 작은 수의 RF Chain 별로 빔을 조정 및 보완하는 방식이다.

하이브리드 빔포밍 방식에서 정밀한 빔을 형성하기 위해서는 정확한 채널 추정을 전제로 한 디지털 단과 아날로그 단에서의 각각 빔포밍 제어가 필요하나 종래 방식에 따른 디지털 단에서의 채널 추정 방법을 이용할 경우 각 아날로그 안테나 소자 단에서의 채널 추정에는 어려움이 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 밀리미터파 대역의 무선 채널 경로의 경로 희소성을 이용해 적은 수의 선형 관측으로부터 희소 신호를 검출하는 압축 센싱(compressed sensing)을 이용한 채널 추정을 한다.

압축 센싱이란 성긴(sparse) 신호의 경우 나이퀴스트(Nyquist) 율 이상으로 신호 샘플링을 하지 않아도 완전하게 신호를 재생할 수 있는 성질을 이용한 신호 복구 방법을 의미한다. 성긴 신호란 xy 그래프 상에서 신호를 그렸을 때 대부분의 x값에서 y=0이고, 상대적으로 아주 적은 수의 x값에서 y의 값이 0이 아닌 신호를 의미한다. 이때 선형 측정 샘플의 갯수가 약 O(Klog(N/K))라면 신호를 거의 완벽하게 복구할 수 있다(k는 원래 신호에서 0이 아닌 수들의 개수를 나타내고, N은 원래 신호의 길이를 나타냄).

즉, 밀리미터파 대역의 특징인 매우 적은 수의 유효 경로가 존재하는 물리적 현상과 압축 센싱을 이용해서 AoA(angle of arrival), AoD(angle of departure), 경로 손실(path loss)(경로 이득으로 칭할 수도 있음)를 추정해서 채널 추정을 한다. 이러한 압축 센싱 기법을 통해 채널을 추정하는 경우 상대적으로 계산량이 적으면서도 우수한 성능을 가지는 탐욕(greedy) 기반의 알고리즘(이하 탐욕 알고리즘이라 칭함)을 주로 사용한다.

탐욕 알고리즘이란 최적해를 구하는데 사용되는 근사적인 방법으로, L1-norm 최소화 기법과 비슷한 복원조건을 가지며, 상관도를 이용한 반복과정을 통해 최종적으로 원하는 결과를 얻을 수 있는 기법이다. 구체적으로는, 여러 경우 중 하나를 결정해야 할 때마다 그 순간에 최적이라고 생각되는 것을 선택해 나가는 방식으로 진행하여 최종적인 해답에 도달하는 방식이다.

탐욕 알고리즘은 탐욕스런 선택 조건과 최적 부분 구조 조건이라는 두 가지 조건이 만족할 경우 원활히 동작한다. 탐욕스런 선택 조건은 앞의 선택이 이후의 선택에 영향을 주지 않는다는 것이며, 최적 부분 구조 조건은 문제에 대한 최적해가 부분 문제에 대해서도 역시 최적해라는 의미이다.

탐욕 알고리즘을 이용하면 서포트(support) 원소를 하나씩 추정하는 과정을 반복하는 형태로 추정된 서포트 원소가 정확한 경우 센싱 행렬(sensing matrix)에서 서포트에 해당하지 않는 행들을 모두 제거함으로써 비결정(underdetermined) 시스템을 중층결정(overdetermined) 시스템으로 바꿀 수 있고, 그 변환된 중층결정 시스템에서 최소 자승해를 구해서 채널 추정을 할 수 있다.

그러나 매 반복마다 서포트 원소를 찾는 과정이 탐욕(greedy)스럽게 이루어지기 때문에 서포트 추정이 정확하지 않을 수 있고, 이는 잘못된 서포트 추정으로 인해 이후 반복 과정에서 오류를 증가시키는 문제점을 야기할 수도 있다. 그러므로, 서포트 추정 정확도는 최종 채널 추정의 정확도 및 반복 횟수에 큰 영향을 미칠 수 있다.

탐욕 알고리즘을 기반으로 한 채널 추정 기법의 하나로 OMP(orthogonal matching pursuit) 방식을 들 수 있다. OMP 방식은 매 반복과정에서 잔차 벡터(residual vector)와 센싱 행렬간의 상관도를 이용해 단일 서포트를 찾고 이를 근거로 미리 결정된 오차 범위 이하로 떨어질 때까지 해당 과정을 반복하는 기법으로 반복 과정 중에 선택된 서포트가 잘못된 경우 이후 반복과정에서 채널추정 오차를 증가시키는 문제점이 있다.

OMP 방식의 이러한 문제를 보완하기 위해 반복과정 중 다중 서포트를 찾는 MMP(multipath matching pursuit) 방식이 있다. MMP 방식은 잔차 벡터와 센싱 행렬간의 상관도를 이용해 선택하는 서포트를 복수 개 선택하고 다음 반복 과정을 수행할 때 각 선택 된 서포트에 대해 다시 다중 서포트들을 선택하면서 최종적으로 최적의 서포트를 선택하는 방법이다. MMP 방식을 이용할 경우 서포트 선택 과정 중에 발생 할 수 있는 서포트 선택 오차를 줄여 더 뛰어난 채널추정 성능을 얻을 수 있지만 OMP 방식에 비해 계산량이 더 크다.

MIMO 시스템의 채널 환경(이하 MIMO 채널 환경이라 칭함)에서 OMP를 적용한 채널 추정 알고리즘은 측정벡터와 센싱 행렬 간의 상관도가 가장 큰 행을 단일 서포트로 선택하는 방법이다. 해당 알고리즘을 이용할 경우 센싱 행렬을 구성하는 특정 원소의 상관도가 특정 잡음이나 오류로 인해 큰 값이 나올 수 있고 결과적으로 전체 열의 상관도를 높여 서포트 선택에 오류를 유발할 수 있다.

이러한 잘못된 서포트 선택은 이후의 반복과정에서 오류를 확대시키고 반복횟수를 증가시키는 문제를 유발할 수 있다. 다음으로 이러한 문제들을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나 채널환경에서의 채널 추정 방법에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나 채널 환경에서의 채널 추정 방법을 설명하는 개념도이다.

도 4를 참조하면, 송수신 장치에서 Ns개의 스트림을 송수신하는 OFDM 기반 하이브리드 빔포밍 다중 안테나 시스템에서 압축 센싱을 수행하기 위한 센싱 행렬 및 측정 벡터를 도출하는 과정을 나타낸다.

기저대역(BB; baseband) 프리코더(precoder)(410)는 Ns개의 MIMO 스트림(stream)을 입력으로 받아 디지털 빔 조정을 한 스트림을 출력할 수 있다. 이 후 각 스트림 별로 부반송파 맵핑부(415)를 거쳐 적절한 위치의 무선 자원에 맵핑(mapping)될 수 있다.

수학식 1은 기저대역 프리코더(410)로 입력되는 송신 기저대역 MIMO 스트림(S)을 나타내고 수학식 2는 송신 기저대역 MIMO 스트림이 디지털 빔을 형성하는 기저대역 프리코더를 거친 후 자원 할당된 후의 MIMO 스트림(S')을 나타낸다. 여기서 F_BB는 기저대역 프리코더 행렬을 나타내고, M_t는 부반송파 맵핑을 나타내는 행렬이다.

이 후 각 스트림 별로 IFFT(inverse fast fourier transform)부(420)를 거친 후 CP(cyclic prefix)부가부(425)에서 CP가 부가된 후 RF 체인(radio frequency chain)부(430)를 거쳐 RF 프리코딩(precodiing)부(435)로 전달될 수 있다. 이 과정에서 아날로그 신호가 RF 프리코더(435)의 위상 천이기(phase shifter)(미도시됨)를 통해 정밀한 아날로그 빔으로 조정된 후 N_BS개의 안테나를 가지는 송신 안테나부(440)를 통해 수신 장치로 전송될 수 있다.

수학식 3은 이와 같은 절차를 거쳐 송신 안테나부(440)를 통해 무선 채널 구간으로 전송되는 신호(x)를 나타낸다.

여기서,

는 IFFT를 수행하는 행렬을 나타내고,

는 CP를 부가하는 행렬을 나타내고,

는 RF 체인부를 나타내는 단위(identity) 행렬이다.

는 A 행렬과 B 행렬의 크로네커(kronecker) 곱을 나타낸다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템은 송수신 장치가 모두 동일한 N_RF개의 RF 체인을 가지고 있다고 가정하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다(즉, 송수신 장치에서의 RF 체인수가 달라도 본 발명의 적용이 가능하다).

수학식 3에서의

는 RF 프리코딩부(435) 내 위상 천이기를 통해 아날로그 빔을 형성 한 후 최종적으로 송신 안테나부(440)로 전송된 각 신호를 나타내는 행렬이다. 여기서 F_RF는 RF 프리코더 행렬을 나타내고, N_FFT는 FFT에서의 샘플링(sampling) 크기를 나타내고, N_CP는 CP 크기를 나타낸다.

이후 송신 장치의 송신 안테나부(440) 출력 신호(x)는 무선 채널을 거쳐 수신 장치로 전송될 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템에서의 밀리미터파 무선 채널(H)은 수학식 4와 같은 벡터 형태로 나타낼 수 있다.

여기서, L은 유효 경로 수를 나타낸다.

은 l번째 유효 경로에 해당하는 경로의 경로 이득,

은 l번째 유효 경로에 해당하는 경로의 도래각,

은 l번째 유효 경로에 해당하는 경로의 출발각을 나타낸다.

와

은 등간격으로 배치 된 각 송수신 안테나 소자를 기준으로 l번째 유효 경로에서의 도래각과 출발각 벡터를 의미한다.

수학식 5는 l번째 유효 경로에서의 송신 안테나 출발각 벡터를 나타내고, 수학식 6은 l번째 유효 경로에서의 수신 안테나 도래각 벡터를 나타낸다. 수학식 5와 수학식 6에서의 λ는 파장을 나타내고, d는 안테나 간 간격을 나타낸다. 수학식 7은 l번째 유효 경로에 해당하는 경로 이득을 나타낸다.

N_BS는 송신 안테나의 개수를 나타내고, N_MS는 수신 안테나 개수를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템에서는 송신 안테나와 수신 안테나가 등간격으로 배치되어 있다고 가정하고, 스트림 수와 RF 체인 수 그리고 송수신 안테나수의 관계는 N_S<N_RF<N_BS, N_S<N_RF<N_MS 인 경우를 가정한다(이는 설명의 편의를 위한 것이며 본 발명이 이러한 조건으로만 한정되어 구현되는 것은 아니다).

한편, 무선 채널 H는 수학식 4에 나타내어 진 벡터 방식으로의 표현이 가능하나 행렬 형태로도 표현이 가능하다. 수학식 8은 행렬 행태로 표시된 무선 채널을 나타낸다. 수학식 8에서의

는 경로 이득에 대한 대각행렬(diagonal matrix)이다.

수학식 8로 나타내어진 행렬 행태의 무선 채널은 특정 시간에 매우 적은 수의 유효 경로에 대한 출발각과 도래각을 가진 채널 환경을 의미한다. 일반적으로 압축 센싱을 적용하는 경우 출발각과 도래각을 정밀하게 격자(grid)로 나누어 채널 추정을 할 수 있다. 그러므로 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템에서도 출발각과 도래각 각각을 G개의 정밀한 격자로 나누어 채널 추정을 할 수 있다. 전술한

와

의 구별을 위해 격자로 나뉘어진 도래각과 출발각을 각각

,

로 표현할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 채널은 OFDM 방식이 적용된 MIMO 시스템에서의 채널이므로 FFT(fast fourier transform) 크기와 CP 크기 동안에서의 채널을 의미할 수 있으므로 이를 반영한 무선 채널을 표현할 수 있다. 수학식 9는 N_FFT 크기의 FFT 크기와 N_CP 크기의 CP 크기동안 표현된 무선 채널을 나타낸다.

수신 장치의 수신 안테나부(450)는 무선 채널을 거친 송신 장치의 송신 신호를 수신할 수 있다. 수학식 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 수신 안테나부(450)로 수신된 수신 신호를 나타낸다.

수신 장치의 수신 안테나부(450)를 통해 수신된 신호는 수신 장치 내의 RF 컴바이너(combiner)부(450), RF 체인부(460), CP 제거부(465), FFT부(470), 부반송파 디맵핑(demapping)부(475) 및 기저대역 컴바이너(480)부를 거쳐 출력 신호에 해당하는 출력 기저대역 MIMO 스트림(D)으로 출력될 수 있다. 출력 기저대역 MIMO 스트림 D는 송신 장치의 송신 기저대역 MIMO 스트림과 같이 N_S 크기를 가지고 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.

구체적으로는, 수학식 11의

는 수신 빔을 정밀하게 조정하는 기능을 가진 위상 천이기(미도시됨)로 이루어진 RF 컴바이너(455)를 나타내는 행렬이고,

는 RF 체인마다 CP를 제거한 후 FFT를 수행하는 행렬을 나타낸다. 여기서,

는 FFT를 수행하는 행렬을 나타내고,

는 CP를 제거하는 행렬을 나타내고,

는 RF 체인부를 나타내는 단위(identity) 행렬을 나타낸다.

마지막으로

를 통해 적절한 위치에서 무선 자원을 추출하고 디지털 빔 컴바이너를 통해 최종적으로 출력 기저대역 MIMO 스트림 D를 출력할 수 있다. 여기서 W_BB는 기저대역 컴바이너(480) 프리코더 행렬을 나타내고, M_R는 부반송파 디맵핑을 나타내는 행렬이다

본 발명의 일 실시예에 압축 센싱을 이용한 MIMO 채널 추정을 위해서는 출력 컴바이너(480)를 거쳐 나온 출력 기저 대역 MIMO 스트림에 대해 벡터화(vectorization)을 수행할 수 있다. 수학식 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 센싱을 위한 벡터화를 거친 출력 기저대역 MIMO 스트림을 도출하는 식을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압축 센싱을 이용한 채널 추정에서의 센싱 행렬 Q는 수학식 13과 같이 나타내지며, 이를 통해 채널 추정에 필요한 출발각, 도래각 및 경로 이득을 추정할 수 있다.

센싱 행렬 Q는 Ns x G²(N_FFT + N_CP)² 행렬로서, 행의 크기는 입출력 MIMO 스트림 수이고, 열의 크기는 출발각과 도래각의 격자수와 FFT 크기 및 CP 크기를 이용해서 구할 수 있다. OFDM을 기반으로 하는 압축 센싱 방식의 채널 추정의 경우 FFT 크기와 CP 크기에 해당하는 길이에 대한 처리 동작을 일회 수행하고 출발각과 도래각의 격자수 곱에 해당하는 G²만큼 센싱 벡터 q와 잔차 벡터를 구성하는 원소간의 상관도를 구하는 동작으로 이루어진다. 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 센싱을 이용한 채널 추정에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 센싱을 이용한 채널 추정을 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 수신 장치로 수신되어 복구된 기저대역 MIMO 스트림을 이용해서 압축 센싱을 수행하여 최적의 채널 추정을 하는 과정을 나타낸다. 일반적으로 채널 추정을 수행하는 경우, 수신 장치가 현재 무선 통신 시스템의 채널 상태 정보를 이미 알고 있다 가정하고 채널 추정을 수행한다. 그러한 채널 추정 방식의 일례로 파일럿(pilot) 신호를 이용한 LS(least square) 방식과 MMSE(minimum mean square error) 방식과 같은 선형 복원 기법이 있다.

이러한 선형 복원은 다중 경로 채널에서 채널 임펄스(impulse) 응답의 탭(tap)의 개수가 많을 경우 최적의 성능을 나타내나 광대역 MIMO 환경처럼 채널 임펄스 응답이 성긴 특성을 갖는 경우에는 압축 센싱 기법과 같은 비선형 복원이 더 우수함이 알려져 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파 대역 MIMO 시스템의 OFDM 수신 장치는 전술한 바와 같이 그 특성상 매우 적은 수의 유효 경로로부터의 신호 스트림을 수신할 수 있다. 이때 수신 장치에서 그 수신한 신호 스트림을 복구하기 위해 채널 추정의 방편으로 수신 장치의 수신 안테나부로 수신된 신호의 출발각, 도래각 및 경로이득(또는 경로 손실)을 구하는 단계에서 서포트 선택, 서포트 집합 갱신 및 원(original) 신호 추정을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압축 센싱을 이용한 MIMO 채널 추정은 후술할 잔차 벡터와 센싱 행렬간의 상관 값을 구하고, 상관도가 가장 큰 열을 이용하여 출발각과 도래각을 추정할 수 있다. 그 후 기저 대역으로 복구된 수신 신호 스트림과 전술한 상관 값 행렬을 이용해 경로 이득을 추정할 수 있다.

이 때 서포트 선택의 오류를 줄이기 위해 잔차 벡터를 구성하는 원소와 센싱 행렬을 구성하는 원소 간의 상관도가 높은 서포트들을 다중으로 선택할 수 있다(잔차 벡터와 센싱 행렬간의 상관 값을 구할 때 각 원소에 대한 상관 값을 개별적으로 구한 후 개별 상관 값의 크기와 각 서포트를 구성하는 원소가 겹치는 서포트 수를 비교하여 선택). 이 후 각 선택된 서포트가 일정 기준치에 도달할 때까지 다시 다중 서포트들을 다중으로 선택하면서 최적의 서포트를 선택할 수 있다. 이를 통해 초기에 추정되는 채널오차를 줄이고 반복되는 채널 추정 수행 횟수를 줄일 수 있다.

구체적으로는, 먼저 수신 장치가 수신 안테나를 통해 수신한 MIMO 신호로부터 출력 기저 대역 MIMO 스트림을 복구하여 측정 벡터(도 4의 출력 기저 대역 MIMO 스트림 벡터 D로서 수학식 12의 D에 해당) 및 센싱 행렬(수학식 13의 Q에 해당)을 도출할 수 있다(S510).

다음으로 초기화 단계를 수행할 수 있다(S520). 여기서 초기화 단계를 통해 서포트를 공집합으로 초기화할 수 있다(T={}). 또한 초기화 단계를 통해 압축 센싱에 필요한 잔차 벡터(r_o)를 측정 벡터로 초기화할 수 있고 반복 수행 회수(t)를 1로 초기화할 수 있다. 이후 수학식 14에 나타내어진 바와 같이 센싱 행렬의 행과 잔차 벡터 원소간의 상관 값을 이용하여 송수신 장치의 입출력 스트림 수인 Ns 개만큼 후보 서포트(T_i) 및 상관 값(C_i) 쌍(pair)을 구할 수 있다(S530).

다음으로 입출력 스트림 Ns 개만큼 선택된 후보 서포트와 상관 값 쌍들로부터 최종 서포트 T_s를 선택할 수 있다(S540). 구체적으로는 전 단계에서 선택된 후보 서포트들 중에서 최종 단일 서포트를 구하기 위해 선택된 Ns개의 서포트 중에서 서포트 값이 겹치는 수가 많은 서포트를 최종 서포트 T_s로 선택할 수 있다.

한편 서포트 값이 겹치는 수가 동일하면 서포트 값과 연계된 상관 값이 큰 서포트를 최종 서포트 T_s로 선택할 수 있고, 서포트 값이 겹치는 경우가 없으면 서포트 값과 연계된 상관 값이 가장 큰 서포트를 최종 서포트 T_s로 선택할 수 있다.

이와 같은 절차를 걸쳐 선택된 최종 서포트 T_s를 서포트 집합 T에 추가할 수 있다. 이렇게 구한 서포트 집합 T로부터 현 단계(t)에서의 최적의 출발각(AoD)와 도래각(AoA)를 잠정 도출할 수 있다(S550). 이후 수학식 15에 나타내어진 바와 같이 선택된 서포트 집합에 대한 센싱 행렬(Q_T)과 측정 벡터(D)를 이용해서 현 단계(t)에서의 잠정적인 경로 이득(손실)을 추정할 수 있다(S560).

여기서 h는 잠정 경로 이득

에 해당하며, 모든 가능한 경로 이득에 대해 조사한 후 그 중 수학식 15를 최소로 하는 경우를 잠정 경로 이득(h)으로 추정할 수 있다. 다음으로 현 단계(t)에서의 잠정 경로 이득, 서포트 집합 T와 측정 벡터(D)를 이용하여 잔차(residual) 벡터 r_t를 수학식 16과 같이 도출할 수 있다(S570).

현 단계(t)에서 구한 잠정 최적 잔차 벡터 r_t와 측정 벡터(D)간의 차이가 사전 설정된 오차 범위 안으로 수렴하면(S580) 현 단계의 출발각(AoD), 도래각(AoA) 및 경로 이득이 최적의 채널 추정 값으로서 도출될 수 있다(S595).

만약 현 단계(반복 수행 횟수 t인 단계)에서 구한 잠정 최적 잔차 벡터 r_t와 측정 벡터(d)간의 차이가 사전 설정된 오차보다 크면 최적의 채널 추정값을 구하는 절차를 다시 진행할 수 있다(S590)(이 때 다음 반복의 경우 현 단계에서의 반복 수행 횟수 t를 t=t+1로 갱신할 수 있음). 이 때 오차 범위는 시스템 정보나 전용 채널을 통한 정보 등에 기초하여 결정될 수 있고, 또는 수신 장치에서 제공받는 서비스나 채널 상황 등에 기초하여 스스로 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 무선 통신 시스템에서의 채널 추정을 위한 수신 장치의 동작 방법으로서,
   송신 장치로부터 수신한 MIMO(multi-input multi-output) 기저대역 스트림(stream)으로부터 도출된 측정 벡터(vector) 및 센싱(sensing) 행렬을 이용하여 서포트(support) 및 잔차(residual) 벡터를 초기화하는 단계;
   상기 측정 벡터, 센싱 행렬, 서포트 및 잔차 벡터 중 적어도 하나를 이용하여 도출된 상기 MIMO 기저대역 스트림 별 후보 서포트 및 상관 값 쌍(pair)을 이용하여 최종 서포트를 선택한 후 서포트 집합에 추가하여 출발각과 도래각을 추정하는 단계;
   상기 서포트 집합에 대한 상기 센싱 행렬과 상기 측정 벡터를 이용해서 경로 이득을 추정하는 단계; 및
   상기 경로이득, 상기 서포트 집합 및 상기 측정 벡터를 이용하여 도출된 잔차 벡터와 상기 측정 벡터 간의 차이가 기설정된 오차 범위 내인 경우 상기 추정된 출발각, 도래각, 경로 이득을 최종 채널 추정값으로 판단하는, 수신 장치의 동작 방법.

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