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WO2019078547A1 - Method for estimating and compensating for imbalance between rf chains in uca-based oam system - Google Patents

Method for estimating and compensating for imbalance between rf chains in uca-based oam system Download PDF

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WO2019078547A1
WO2019078547A1 PCT/KR2018/012011 KR2018012011W WO2019078547A1 WO 2019078547 A1 WO2019078547 A1 WO 2019078547A1 KR 2018012011 W KR2018012011 W KR 2018012011W WO 2019078547 A1 WO2019078547 A1 WO 2019078547A1
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WO
WIPO (PCT)
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change
matrix
uca
chains
transmitter
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Application number
PCT/KR2018/012011
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
길계태
이용훈
조동호
강준혁
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Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Original Assignee
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
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Publication date
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    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes

Definitions

  • the received signal can be expressed by Equation (6) below.
  • Equation (7) The maximum likelihood estimate is given by Equation (7) below. Substituting Equation (6) into Equation (7) yields Equation (8).
  • Equation (13) It can be rearranged as shown in Equation (13) below.
  • Equation 20 The following equation (21) is obtained.
  • the OAM system thereby estimates the imbalance between the RF chains. And .
  • the OAM system Wow (25) and (26) to correct the converted value in the modulator 310 of the transmitter 300 inversely and to correct the converted value in the demodulator 410 of the receiver 400 inversely.
  • FIG. 3 is an example of a UCA system that compensates for imbalances in RF chains.
  • Fig. 3 is basically the same as the configuration of Fig. 3 does not show all the configurations in the transmitter 300 and the receiver 400, and shows only the configuration required for RF chain unbalance estimation and correction.
  • the transmitter 300 includes an OAM modulator 310 for Fourier transforming the input signal ⁇ s 1 , s 2 , ..., s N ⁇ .
  • the OAM modulator 310 performs a DFT on the input signal.
  • Q denotes a DFT matrix for N points.
  • the OAM modulator 310 Is used as a DFT matrix. This is for correcting the gain / phase change value by the RF chain of the transmitter.
  • Transmitter 300 transmits the modulated input signal ⁇ x 1, x 2, ... , x N ⁇ from the N antenna elements.
  • 5 shows an example of achievable frequency efficiency of the proposed scheme.
  • 5 shows that ASE has a maximum value at a Rayleigh distance of 19.23 m, monotonically decreases at a distance of 28 m or more, and compensates by using the proposed RF chain unbalance estimate, bps / Hz to 51.5 bps / Hz through compensation to show achievable frequency efficiency close to zero imbalance.

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Abstract

A method for compensating for imbalance between RF chains in a UCA-based OAM system includes: a step for estimating channel maximum likelihood between a transmitter and a receiver; a step for estimating a first change of a gain or phase by means of an RF chain of the transmitter and a second change of a gain or phase by means of an RF chain of the receiver on the basis of the channel maximum likelihood in the system; and a step for performing an inverse compensation for the first change on a Fourier transform of the transmitter and performing an inverse compensation for the second change on an inverse Fourier transform of the receiver. Channels between the transmitter and the receiver are defined on the basis of a first matrix which has, as elements, the first change by each of N RF chains of the transmitter, a second matrix which has, as elements, the second change by each of N RF chains of the receiver, and an ideal channel.

Description

UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 및 보상 방법Imbalance estimation and compensation method between RF chains in UCA-based OAM system

이하 설명하는 기술은 UCA OAM 시스템은 송신기 및 수신기의 RF 체인들에 불균형을 추정하고 보상하는 기법에 관한 것이다.The UCA OAM system described below relates to techniques for estimating and compensating for imbalances in the RF chains of the transmitter and the receiver.

OAM(Orbital Angular Momentum)은 LM(Linear Momentum)과 SAM(Spin Angular Momentum)과 함께 모든 전자파가 갖는 운동량 중 하나이다. LoS(Line-of-sight) 환경에서 이론적으로 무한한 개수의 OAM 모드들을 상호 간섭없이 전송할 수 있다는 사실이 발견된 바 있다. 밀리미터파(milimeter-wave) 분야와 광통신 분야 등에서 OAM 관련 기술에 대한 연구가 진행되고 있다.OAM (Orbital Angular Momentum) is one of the momentum of all electromagnetic waves together with LM (Linear Momentum) and SAM (Spin Angular Momentum). It has been found that in a LoS (line-of-sight) environment, theoretically an infinite number of OAM modes can be transmitted without mutual interference. OAM-related technologies are being studied in the fields of millimeter-wave and optical communication.

순수 LoS 환경에서 UCA(Uniform Circular Array) OAM 시스템은 송신 UCA와 수신 UCA 안테나가 정확하게 정렬(align)되는 경우, 송신기에서 송신신호를 DFT(Discrete Fourier transform) 프리코딩하고 수신단에서 역 DFT 후처리를 적용하면 상호 간섭없는 평행한 N개 AWGN 채널을 형성한다. UCA OAM 시스템의 장점은 송수신 UCA가 정확히 정렬된 경우에 UCA 페어 채널(pair channel)이 순환행렬(circulant matrix)로 표현되기 때문에 발생한다.In a pure LoS environment, a UCA (Uniform Circular Array) OAM system precisely aligns a transmitting UCA and a receiving UCA antenna, precisely discrete Fourier transform (DFT) the transmission signal at the transmitter and applies an inverse DFT postprocessing at the receiving end To form parallel N AWGN channels without mutual interference. The advantage of the UCA OAM system is that the UCA pair channel is represented as a circulant matrix when the transmit and receive UCA are correctly aligned.

송신기의 N개 RF 체인(chain)들 사이 또는 수신기의 N개 RF 체인들 사이에 게인(gain) 내지 위상 불균형(imbalance)이 존재하는 경우 UCA 안테나들 사이의 순환(circulant) 특성이 유지되지 못하기 때문에 UCA OAM 수신신호들 사이에 간섭이 발생하게 된다. 이는 UCA OAM 채널의 가용 용량 감소를 가져온다.If the gain or phase imbalance exists between the N RF chains of the transmitter or between the N RF chains of the receiver, then the circulant characteristics between the UCA antennas may not be maintained Therefore, interference occurs between UCA OAM reception signals. This leads to a reduction in the usable capacity of the UCA OAM channel.

이 문제를 해결하기 위해서는 실시간 채널추정치를 기반으로 송신기 및 수신기에서 등화(equalization)를 해야 한다. 결국 송신기 또는 수신기의 복수의 RF 체인 사이에 게인 내지 위상의 불균형이 발생하는 경우 등화기 없이 N개의 평행 독립 채널을 형성할 수 있다는 UCA OAM 시스템의 장점이 크게 훼손된다.To solve this problem, equalization must be performed at the transmitter and receiver based on the real-time channel estimate. As a result, if gain or phase imbalance occurs between a plurality of RF chains of a transmitter or a receiver, the advantage of the UCA OAM system that it can form N parallel independent channels without an equalizer is greatly impaired.

이하 설명하는 기술은 송신기 RF 체인들 사이의 게인/위상 불균형과 수신기 RF 체인들 사이의 게인/위상 불균형을 동시에 추정하여 보상하는 기법을 제공하고자 한다.The technique described below is intended to provide a technique for simultaneously estimating and compensating gain / phase imbalance between transmitter RF chains and gain / phase imbalance between receiver RF chains.

UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법은 UCA(Uniform Circular Array) 기반 OAM(Orbital Angular Momentum) 시스템에서 송신기와 수신기 사이의 채널 최대 우도(Maximum Likelihood)를 추정하는 단계 및 상기 시스템에서 상기 채널 최대 우도를 기준으로 상기 송신기의 RF 체인에 의한 이득 내지 위상에 대한 제1 변화 및 상기 수신기의 RF 체인에 의한 이득 내지 위상에 대한 제2 변화를 추정하는 단계를 포함한다.A method for estimating an imbalance between RF chains in a UCA-based OAM system includes estimating a channel maximum likelihood between a transmitter and a receiver in a UCA (Orbital Circular Array) based OAM (Orbital Angular Momentum) Estimating a first change in gain or phase by the RF chain of the transmitter based on the maximum likelihood and a second change in gain or phase by the RF chain of the receiver.

UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 보상 방법은 UCA(Uniform Circular Array) 기반 OAM(Orbital Angular Momentum) 시스템에서 송신기와 수신기 사이의 채널 최대 우도(Maximum Likelihood)를 추정하는 단계, 상기 시스템에서 상기 채널 최대 우도를 기준으로 상기 송신기의 RF 체인에 의한 이득 내지 위상에 대한 제1 변화 및 상기 수신기의 RF 체인에 의한 이득 내지 위상에 대한 제2 변화를 추정하는 단계 및 상기 송신기의 푸리에 변환에 상기 제1 변화에 대한 역보상을 수행하고, 상기 수신기의 역푸리에 변환에 상기 제2 변화에 대한 역보상을 수행하는 단계를 포함한다. 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 채널은 상기 송신기의 N개 RF 체인 각각에 의한 상기 제1 변화를 요소로 갖는 제1 행렬, 상기 수신기의 N개 RF 체인 각각에 의한 상기 제2 변화를 요소로 갖는 제2 행렬 및 이상적 채널을 기준으로 정의된다.The method of compensating imbalance between RF chains in a UCA-based OAM system includes estimating a channel maximum likelihood between a transmitter and a receiver in a UCA (Orbital Circular Array) -based OAM (Orbital Angular Momentum) system, Estimating a first change in gain or phase by the RF chain of the transmitter based on the maximum likelihood and a second change in gain or phase by the RF chain of the receiver; Performing inverse compensation on the change, and performing inverse compensation on the second change in the inverse Fourier transform of the receiver. Wherein the channel between the transmitter and the receiver comprises a first matrix having the first change by each of the N RF chains of the transmitter as an element, a first matrix with the second change by each of the N RF chains of the receiver, 2 matrix and an ideal channel.

이하 설명하는 기술은 채널 추정치 모델을 이용하여 송신기 및 수신기의 RF 체인들에 불균형을 보상한다. 따라서 이하 설명하는 기술은 별도의 등화기 없이 UCA OAM 시스템에서 RF 체인들의 불균형을 추정하고 보상한다.The techniques described below compensate for imbalances in the RF chains of the transmitter and receiver using a channel estimate model. Thus, the technique described below estimates and compensates for the imbalance of the RF chains in the UCA OAM system without a separate equalizer.

도 1은 UCA 시스템 모델에 대한 예이다.Figure 1 is an example of a UCA system model.

도 2는 UCA OAM 시스템의 송신기 및 수신기 구조에 대한 예이다.2 shows an example of a transmitter and a receiver structure of a UCA OAM system.

도 3은 RF 체인들의 불균형을 보상하는 UCA 시스템에 대한 예이다.Figure 3 is an example of a UCA system that compensates for imbalances in RF chains.

도 4는 제안 기법의 유효성에 대한 시뮬레이션 결과이다.Figure 4 shows the simulation results of the effectiveness of the proposed technique.

도 5는 제안 기법의 달성가능 주파수 효율을 나타낸 예이다.5 shows an example of achievable frequency efficiency of the proposed scheme.

이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The following description is intended to illustrate and describe specific embodiments in the drawings, since various changes may be made and the embodiments may have various embodiments. However, it should be understood that the following description does not limit the specific embodiments, but includes all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the following description.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 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.The terms first, second, A, B, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, but may be used to distinguish one component from another . For example, without departing from the scope of the following description, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular " include " should be understood to include a plurality of representations unless the context clearly dictates otherwise, and the terms " comprises & , Parts or combinations thereof, and does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, components, or combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.Before describing the drawings in detail, it is to be clarified that the division of constituent parts in this specification is merely a division by main functions of each constituent part. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more functions according to functions that are more subdivided. In addition, each of the constituent units described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main functions of the constituent units themselves, and that some of the main functions, And may be carried out in a dedicated manner.

또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다. Also, in performing a method or an operation method, each of the processes constituting the method may take place differently from the stated order unless clearly specified in the context. That is, each process may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in the opposite order.

이하 설명하는 기술은 UAC 기반 OAM 시스템에서 송신기과 수신기 사이의 채널을 일정하게 모델링하고, 채널 모델을 기반으로 RF 체인들 사이의 불균형을 추정하여 보상한다. 채널 모델링 및 불균형 추정 내지 보상 과정은 수학적 모델 및 연산을 통해 설명될 수 있다.In the UAC-based OAM system described below, the channel between the transmitter and the receiver is constantly modeled, and the imbalance between the RF chains is estimated and compensated based on the channel model. The channel modeling and the imbalance estimation or compensation process can be described through mathematical models and calculations.

이하 설명에서 행렬 연산이 많이 사용된다. 행렬 연산 기호는 기본적으로 수학 및 공학 분야에서 널리 사용되는 기호를 사용한다. 예를 들어 AT는 행렬 A의 전치 행렬을 의미하고, AH는 행렬 A의 에르미트(Hermitian) 행렬을 의미하고,

Figure PCTKR2018012011-appb-I000001
는 하다마드(Hadamard) 연산을 의미하고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000002
는 행렬의 외적을 의미한다. Matrix operations are often used in the following description. Matrix operators use symbols that are widely used in mathematical and engineering fields by default. For example, A T denotes a transpose matrix of matrix A, A H denotes a Hermitian matrix of matrix A,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000001
Means a Hadamard operation,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000002
Denotes the outer product of the matrix.

도 1은 UCA 시스템 모델에 대한 예이다. UCA 시스템은 송신 UCA(10)과 수신 UCA(20)을 포함한다. 송신 UCA(10)는 반경이

Figure PCTKR2018012011-appb-I000003
이고, 수신 UCA(20)는 반경이
Figure PCTKR2018012011-appb-I000004
이다. 송수신거리(T-R distance) D는 송신 UCA의 중심과 수신 UCA의 중심 사이의 거리이다. 송신측과 수신측의 UCA 안테나들의 안테나 소자들은 x-y 평면 상에 균일하게 원형으로 배치된다고 가정한다.Figure 1 is an example of a UCA system model. The UCA system includes a transmitting UCA (10) and a receiving UCA (20). The transmitting UCA 10 has a radius
Figure PCTKR2018012011-appb-I000003
, And the receiving UCA 20 has a radius
Figure PCTKR2018012011-appb-I000004
to be. TR distance D is the distance between the center of the transmitting UCA and the center of the receiving UCA. It is assumed that the antenna elements of the transmitting and receiving UCA antennas are uniformly arranged in a circle on the xy plane.

송신 UCA의 i번째 안테나 소자와 수신 UCA의 i번째 안테나 소자의 x-y 평면에서의 각도를 나타내는

Figure PCTKR2018012011-appb-I000005
Figure PCTKR2018012011-appb-I000006
는 각각
Figure PCTKR2018012011-appb-I000007
Figure PCTKR2018012011-appb-I000008
로 표현된다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000009
는 송신 UCA(10)에서 기준(예컨대, 첫 번째) 안테나의 정면 방향인 안테나 기준 송신방향(boresight)과 사용자가 이루는 각도를 나타낸다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000010
는 수신 UCA(20)에서 기준(예컨대, 첫 번째) 안테나의 정면 방향인 안테나 기준 송신방향과 사용자가 이루는 각도를 나타낸다. 송신 UCA의 j번째 소자와 수신 UCA의 j번째 소자 사이의 거리
Figure PCTKR2018012011-appb-I000011
Figure PCTKR2018012011-appb-I000012
와 같이 표현된다. 여기서,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000013
이다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000014
는 i와 j의 차(즉, i-j)에만 의존하는 변수이므로
Figure PCTKR2018012011-appb-I000015
도 i와 j의 차에 의해서만 결정된다.Represents the angle in the xy plane of the i-th antenna element of the transmitting UCA and the i-th antenna element of the receiving UCA
Figure PCTKR2018012011-appb-I000005
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000006
Respectively
Figure PCTKR2018012011-appb-I000007
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000008
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000009
(Boresight), which is the front direction of the reference (e.g., first) antenna at the transmitting UCA 10, and the angle the user makes.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000010
Represents the angle that the user makes with the antenna reference transmission direction, which is the front direction of the reference (e.g., first) antenna, at the receiving UCA 20. [ The distance between the jth element of the transmitting UCA and the jth element of the receiving UCA
Figure PCTKR2018012011-appb-I000011
The
Figure PCTKR2018012011-appb-I000012
. here,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000013
to be.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000014
Is a variable that depends only on the difference between i and j (ij)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000015
Is determined solely by the difference between i and j.

송신측과 수신측 UCA들 사이에 직접 경로(direct path)만이 존재하는 순수 LoS 환경에서, 수신 UCA(20)의 j번째 소자와 송신 UCA(10)의 i번째 소자 사이의 채널은 아래 수학식 1과 같이 표현된다. The channel between the jth element of the receiving UCA 20 and the i th element of the transmitting UCA 10 in a pure LoS environment in which there is only a direct path between the transmitting and receiving UCA is given by: .

[수학식 1][Equation 1]

Figure PCTKR2018012011-appb-I000016
Figure PCTKR2018012011-appb-I000016

모든 안테나 소자가 소자 인덱스 i, j와 상관없이 동일한 방사패턴값

Figure PCTKR2018012011-appb-I000017
를 갖는 전방성 안테나 소자 (omni-directional antenna elements)라고 가정한다. 임의의 파장을 갖는 협대역 신호에 대한 UCA 페어 채널 응답은 이 안테나 소자들 사이의 거리에 의해서 결정된다. 즉 안테나 소자들 사이의 채널 응답은 안테나 소자 인덱스 i와 j의 차이에 의해서만 결정되는 결과를 가져온다. 따라서, 송신 UCA(10)와 수신 UCA(20)가 모두 N개의 안테나 소자를 가지고 있다고 가정할 때, 채널 행렬 H는 순환 행렬(circulant matrix)이 된다.If all antenna elements have the same radiation pattern value regardless of the element indices i, j
Figure PCTKR2018012011-appb-I000017
≪ / RTI > are assumed to be omni-directional antenna elements. The UCA fair channel response for a narrowband signal with arbitrary wavelength is determined by the distance between these antenna elements. That is, the channel response between the antenna elements is determined only by the difference between the antenna element indices i and j. Therefore, assuming that both the transmitting UCA 10 and the receiving UCA 20 have N antenna elements, the channel matrix H becomes a circulant matrix.

도 2는 UCA OAM 시스템의 송신기(100) 및 수신기(200) 구조에 대한 예이다. 도 2는 송신기(100) 및 수신기(200)에서 모든 구성을 도시하지 않았고, 설명에 필요한 구성만을 도시하였다. 송신기(100)는 입력 신호 {s1, s2,..., sN}를 푸리에 변환하는 OAM 변조기(modulator, 110)를 포함한다. OAM 변조기(110)는 입력신호에 대한 DFT를 수행한다. Q는 N개 포인트에 대한 DFT 행렬을 의미한다. 송신기(100)는 변조한 입력 신호 {x1, x2,..., xN}를 N개의 안테나 소자를 통해 송신한다. 수신기(200)는 N개의 안테나 소자를 통해 수신한 신호 {y1, y2,..., yN}를 역푸리에 변환하는 OAM 복조기(demodulator, 210)를 포함한다. OAM 복조기(210)는 입력신호에 대한 역 DFT를 수행한다. QH는 N개 포인트에 대한 역 DFT 행렬을 의미한다. 이후 수신기(200)는 역 DFT 변환된 신호 {r1, r2,..., rN}를 복호한다.2 shows an example of the structure of the transmitter 100 and the receiver 200 of the UCA OAM system. 2 does not show all the configurations in the transmitter 100 and the receiver 200, and shows only the configuration necessary for the explanation. The transmitter 100 includes an OAM modulator 110 for Fourier transforming the input signals {s 1 , s 2 , ..., s N }. The OAM modulator 110 performs a DFT on the input signal. Q denotes a DFT matrix for N points. Transmitter 100 transmits the modulated input signal {x 1, x 2, ... , x N} from the N antenna elements. The receiver 200 includes an OAM demodulator 210 for performing an inverse Fourier transform on signals {y 1 , y 2 , ..., y N } received via N antenna elements. OAM demodulator 210 performs an inverse DFT on the input signal. Q H denotes an inverse DFT matrix for N points. The receiver 200 then decodes the inverse DFT transformed signal {r 1 , r 2 , ..., r N }.

도 2에서

Figure PCTKR2018012011-appb-I000018
Figure PCTKR2018012011-appb-I000019
는 각각 송신기(100)와 수신기(200)의 N개 RF 체인들에 의한 이득 내지 위상의 변화를 나타낸다. RF 체인에 의한 이득 내지 위상 변화 정도(변화값)는 하드웨어 구조, 통신환경 등에 따라 달라질 수 있다. 설명의 편의를 위해 RF 체인에 의한 이득 내지 위상 변화 정도를 이하 이득/위상 변화값이라고 명명한다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000020
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000021
라고 정의한다. 또,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000022
이고
Figure PCTKR2018012011-appb-I000023
라고 정의한다. 이 경우 수신신호
Figure PCTKR2018012011-appb-I000024
는 아래 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.2,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000018
and
Figure PCTKR2018012011-appb-I000019
Represents a change in gain or phase by N RF chains of the transmitter 100 and the receiver 200, respectively. The degree of gain or phase change (change value) by the RF chain may vary depending on the hardware structure, communication environment, and the like. For convenience of explanation, the degree of gain or phase change by the RF chain is referred to as a gain / phase change value.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000020
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000021
. In addition,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000022
ego
Figure PCTKR2018012011-appb-I000023
. In this case,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000024
Can be expressed by Equation (2) below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000025
Figure PCTKR2018012011-appb-I000025

여기서,

Figure PCTKR2018012011-appb-I000026
이고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000027
는 송신기의 RF chain들의 입력 신호 벡터이고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000028
은 수신기의 RF chain들의 출력단에 나타나는 N 차원의 복소 가우시안 잡음 벡터이다. 수학식 2로부터 수신 신호 대 잡음비(SNR, signal-to-noise ratio)는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000029
로 표현되고(여기서,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000030
임), 채널
Figure PCTKR2018012011-appb-I000031
의 달성가능주파수효율(ASE, achievable spectral efficiency)는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000032
표현된다.here,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000026
ego,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000027
Is the input signal vector of the RF chains of the transmitter,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000028
Is an N-dimensional complex Gaussian noise vector appearing at the output of the RF chains of the receiver. From Equation 2, the received signal-to-noise ratio (SNR)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000029
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000030
, Channel
Figure PCTKR2018012011-appb-I000031
Achievable spectral efficiency (ASE) of
Figure PCTKR2018012011-appb-I000032
Is expressed.

Figure PCTKR2018012011-appb-I000033
이고
Figure PCTKR2018012011-appb-I000034
인 이상적인 송신기와 수신기 쌍(pair)의 경우, UCA OAM 변조기(110)와 복조기(120)는 다음과 같이 N 개의 병렬 채널을 형성한다. 이 경우,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000035
이고, 따라서
Figure PCTKR2018012011-appb-I000036
가 되어
Figure PCTKR2018012011-appb-I000037
도 또한 순환 행렬이 된다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000033
ego
Figure PCTKR2018012011-appb-I000034
In the case of an ideal transmitter and receiver pair, the UCA OAM modulator 110 and the demodulator 120 form N parallel channels as follows. in this case,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000035
And therefore
Figure PCTKR2018012011-appb-I000036
Become
Figure PCTKR2018012011-appb-I000037
Also becomes a circulation matrix.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000038
Figure PCTKR2018012011-appb-I000038

순환 행렬인

Figure PCTKR2018012011-appb-I000039
는 수학식 3과 같이 N-point DFT 행렬
Figure PCTKR2018012011-appb-I000040
Figure PCTKR2018012011-appb-I000041
복소 대각 행렬(complex diagonal matrix)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000042
의 함수로 분해할 수 있다. 따라서 수학식 3을 수학식 2에 사용하면 아래의 수학식 4를 얻을 수 있다.A circulating matrix
Figure PCTKR2018012011-appb-I000039
Is an N-point DFT matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000040
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000041
A complex diagonal matrix
Figure PCTKR2018012011-appb-I000042
As shown in Fig. Therefore, when Equation (3) is used in Equation (2), the following Equation (4) can be obtained.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000043
Figure PCTKR2018012011-appb-I000043

Figure PCTKR2018012011-appb-I000044
로 놓으면, 수학식 4는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000045
와 같이 정리된다. 따라서, 수신기(200)의 역 DFT의 출력신호는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000046
이 된다. 여기서,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000047
이다. 결과적으로, 송신기(100)에서 DFT 프리코더를 사용하고 수신기(200)에서 역 DFT 처리를 사용함으로써 채널정보 피드백과 채널간 간섭 제거없이 N개의 평행 독립 채널들을 구성할 수 있게 된다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000044
(4), < / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000045
. Therefore, the output signal of the inverse DFT of the receiver 200 is
Figure PCTKR2018012011-appb-I000046
. here,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000047
to be. As a result, it is possible to construct N parallel independent channels without removing channel information feedback and interchannel interference by using a DFT precoder at the transmitter 100 and using inverse DFT processing at the receiver 200.

실제 구현된 시스템의 경우, RF 체인들의 게인/위상 파라미터들이 일반적으로 동일한 값을 갖지 못하기 때문에, UCA OAM 시스템의 장점을 보전하는 것이 어렵다.

Figure PCTKR2018012011-appb-I000048
또는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000049
인 경우에
Figure PCTKR2018012011-appb-I000050
로 표현되는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000051
행렬이 더 이상 순환 행렬이 되지 않기 때문이다. In the case of actual implemented systems, it is difficult to preserve the advantages of the UCA OAM system because the gain / phase parameters of the RF chains generally do not have the same value.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000048
or
Figure PCTKR2018012011-appb-I000049
in case of
Figure PCTKR2018012011-appb-I000050
Expressed as
Figure PCTKR2018012011-appb-I000051
This is because the matrix is no longer a circulating matrix.

이하 수신기 및 송신기의 RF 체인들 사이의 게인/위상 불균형을 보상하기 위한 기법을 설명한다. Hereinafter, a technique for compensating gain / phase imbalance between the RF chains of the receiver and the transmitter will be described.

채널 추정Channel estimation

Figure PCTKR2018012011-appb-I000052
를 추정하기 위하여 N개의 다른 시간/주파수 자원을 사용하여 파일럿 심볼(pilot symbol)들을 송신한다. i번 째 시간/주파수 자원을 통해 n번 째 송신기 RF 체인으로 송신되는 파일럿 심볼을
Figure PCTKR2018012011-appb-I000053
로, m번 째 수신기 RF 체인을 통해 수신되는 신호를
Figure PCTKR2018012011-appb-I000054
로 정의하자. 이 경우, i번 째 시간/주파수를 통해 수신된 신호는 아래의 수학식 5와 같이 표현된다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000052
And transmit pilot symbols using N different time / frequency resources to estimate the time / frequency resources. The pilot symbols transmitted to the n th transmitter RF chain through the i th time / frequency resource
Figure PCTKR2018012011-appb-I000053
, The signal received through the mth receiver RF chain
Figure PCTKR2018012011-appb-I000054
. In this case, the signal received through the i-th time / frequency is expressed by Equation (5) below.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000055
Figure PCTKR2018012011-appb-I000055

여기서,

Figure PCTKR2018012011-appb-I000056
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000057
이고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000058
는 N차원 복소 가우시안 잡음이다. L개의 시간/주파수 자원을 통해 송신된 신호와 수신된 신호를 각각
Figure PCTKR2018012011-appb-I000059
Figure PCTKR2018012011-appb-I000060
로 정의하고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000061
로 정의하면 수신 신호는 아래의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다. here,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000056
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000057
ego,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000058
Is an N-dimensional complex Gaussian noise. The signal transmitted through the L time / frequency resources and the received signal are respectively
Figure PCTKR2018012011-appb-I000059
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000060
Respectively,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000061
, The received signal can be expressed by Equation (6) below.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000062
Figure PCTKR2018012011-appb-I000062

이로부터

Figure PCTKR2018012011-appb-I000063
에 대한 최대 우도 추정(maximum-likelihood estimate)은 아래의 수학식 7과 같고, 수학식 6을 수학식 7에 대입하면 아래의 수학식 8과 같다. From this
Figure PCTKR2018012011-appb-I000063
The maximum likelihood estimate is given by Equation (7) below. Substituting Equation (6) into Equation (7) yields Equation (8).

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000064
Figure PCTKR2018012011-appb-I000064

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000065
Figure PCTKR2018012011-appb-I000065

여기서,

Figure PCTKR2018012011-appb-I000066
이다. 수학식 8로부터 MSE는 아래의 수학식 9와 같이 표현된다. here,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000066
to be. From Equation (8), MSE is expressed as Equation (9) below.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000067
Figure PCTKR2018012011-appb-I000067

Figure PCTKR2018012011-appb-I000068
의 조건에서 MSE는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000069
이 만족될 때 최소화된다. 이 때
Figure PCTKR2018012011-appb-I000070
, 즉
Figure PCTKR2018012011-appb-I000071
의 요소들은 동일하게 분산된 제로 평균(zero-mean)을 갖는 복소 가우시안 확률 변수(complex Gaussian random variable)가 된다. 또한, PSK 파일럿을 가정하면,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000072
이므로,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000073
이 만족될 때 아래의 수학식 10과 같이 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000068
Under the conditions of
Figure PCTKR2018012011-appb-I000069
Is satisfied. At this time
Figure PCTKR2018012011-appb-I000070
, In other words
Figure PCTKR2018012011-appb-I000071
Are complex Gaussian random variables with equally distributed zero-mean. Further, assuming a PSK pilot,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000072
Because of,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000073
Can be expressed as Equation (10) below.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000074
Figure PCTKR2018012011-appb-I000074

RF 체인 불균형 추정RF chain imbalance estimation

Figure PCTKR2018012011-appb-I000075
에 대한 ML 추정은 아래 수학식 11과 같이 표현된다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000075
Is expressed by Equation (11) below. &Quot; (11) "

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000076
Figure PCTKR2018012011-appb-I000076

Na는 제로 평균 복소 가우시안 분산이며,

Figure PCTKR2018012011-appb-I000077
가 알려진 경우,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000078
Figure PCTKR2018012011-appb-I000079
의 대각 요소들은 다음과 같이 추정할 수 있다. 한편 송신기와 수신기 UCA 사이의 거리 D와 (
Figure PCTKR2018012011-appb-I000080
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000081
) 및 (
Figure PCTKR2018012011-appb-I000082
)가 주어지면, 이상적인 채널에 대한
Figure PCTKR2018012011-appb-I000083
를 알 수 있다. 수학식 11의 양변을 벡터화하면 수학식 12와 같다. N a is the zero-mean complex Gaussian variance,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000077
If known,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000078
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000079
Can be estimated as follows. On the other hand, the distance D between the transmitter and the receiver UCA and (
Figure PCTKR2018012011-appb-I000080
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000081
) And (
Figure PCTKR2018012011-appb-I000082
) Is given, the ideal channel
Figure PCTKR2018012011-appb-I000083
. The both sides of the equation (11) are vectorized as shown in the equation (12).

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000084
Figure PCTKR2018012011-appb-I000084

Figure PCTKR2018012011-appb-I000085
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000086
로 정의하면, 다시 아래의 수학식 13과 같이 정리할 수 있다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000085
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000086
, It can be rearranged as shown in Equation (13) below.

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000087
Figure PCTKR2018012011-appb-I000087

수학식 13의 두 번째 등호(equality)

Figure PCTKR2018012011-appb-I000088
Figure PCTKR2018012011-appb-I000089
이기 때문에
Figure PCTKR2018012011-appb-I000090
임을 적용한 것이다. 세 번째 등호 내용은
Figure PCTKR2018012011-appb-I000091
Figure PCTKR2018012011-appb-I000092
Figure PCTKR2018012011-appb-I000093
의 하다마드 곱셈(hadamard product)로 표현한 것이다. 네 번째 등호 내용은
Figure PCTKR2018012011-appb-I000094
를 적용한 것이다.The second equality in equation (13)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000088
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000089
Because
Figure PCTKR2018012011-appb-I000090
. The third equal sign
Figure PCTKR2018012011-appb-I000091
The
Figure PCTKR2018012011-appb-I000092
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000093
Hadamard product of Hadamard. The fourth equal sign
Figure PCTKR2018012011-appb-I000094
.

가정 1.

Figure PCTKR2018012011-appb-I000095
이고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000096
의 phase가 zero가 되어야 한다(즉,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000097
))고 가정한다. 이 가정을 하는 이유는 수학식 13의 RF 불균형 모델이
Figure PCTKR2018012011-appb-I000098
Figure PCTKR2018012011-appb-I000099
의 곱으로 되어 있어서
Figure PCTKR2018012011-appb-I000100
Figure PCTKR2018012011-appb-I000101
대신에
Figure PCTKR2018012011-appb-I000102
Figure PCTKR2018012011-appb-I000103
를 사용해도 마찬가지로 동일한 값을 갖게 되어
Figure PCTKR2018012011-appb-I000104
Figure PCTKR2018012011-appb-I000105
특이적으로 한정하지 못하기 때문이다.Home 1.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000095
ego,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000096
Phase must be zero (i.e.,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000097
)). The reason for this assumption is that the RF imbalance model of equation (13)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000098
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000099
≪ / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000100
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000101
Instead of
Figure PCTKR2018012011-appb-I000102
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000103
The same value will be obtained.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000104
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000105
It is not specifically limited.

Figure PCTKR2018012011-appb-I000106
가 제로 평균 복소 가우시안이므로,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000107
Figure PCTKR2018012011-appb-I000108
을 평균으로 갖고 공분산 행렬(covariance matrix)이
Figure PCTKR2018012011-appb-I000109
인 복소 가우시안 랜덤 벡터가 된다. 따라서
Figure PCTKR2018012011-appb-I000110
에 대한 조건부 확률밀도함수는 아래 수학식 14와 같이 알려지지 않은 파라미터
Figure PCTKR2018012011-appb-I000111
Figure PCTKR2018012011-appb-I000112
의 함수로 표현된다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000106
Is a zero-mean complex Gaussian,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000107
The
Figure PCTKR2018012011-appb-I000108
And the covariance matrix is
Figure PCTKR2018012011-appb-I000109
A complex Gaussian random vector. therefore
Figure PCTKR2018012011-appb-I000110
The conditional probability density function for < RTI ID = 0.0 >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000111
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000112
.

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000113
Figure PCTKR2018012011-appb-I000113

수학식 14의

Figure PCTKR2018012011-appb-I000114
Figure PCTKR2018012011-appb-I000115
에 대한 우도 함수이므로,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000116
에 대한 ML 추정은 아래의 수학식 15와 같다. Equation (14)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000114
The
Figure PCTKR2018012011-appb-I000115
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000116
Is given by Equation (15) below.

[수학식 15]&Quot; (15) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000117
Figure PCTKR2018012011-appb-I000117

수학식 15의 목적 함수(objective function)를

Figure PCTKR2018012011-appb-I000118
로 정의하면, 아래의 수학식 16과 같다. The objective function of Equation (15)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000118
, The following equation (16) is obtained.

[수학식 16]&Quot; (16) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000119
Figure PCTKR2018012011-appb-I000119

수학식 16은 다시 아래의 수학식 17과 같이 쓸 수 있다. Equation (16) can be written as Equation (17) below.

[수학식 17]&Quot; (17) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000120
Figure PCTKR2018012011-appb-I000120

여기서, 두 번째 부등호(inequality) 내용은

Figure PCTKR2018012011-appb-I000121
을 적용한 것이다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000122
는 하다마드 역 연산(hadamard inverse)을 나타낸다. 이것은
Figure PCTKR2018012011-appb-I000123
를 최소화하는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000124
를 찾는 것이 수학식 15의 해를 찾는 것과 동치임을 나타낸다. 따라서,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000125
로 정의하면,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000126
에 대한 추정 문제는 아래의 수학식 18과 같이 다시 쓸 수 있다. Here, the content of the second inequality
Figure PCTKR2018012011-appb-I000121
.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000122
Represents the hadamard inverse. this is
Figure PCTKR2018012011-appb-I000123
To minimize
Figure PCTKR2018012011-appb-I000124
Is equivalent to finding the solution of equation (15). therefore,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000125
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000126
Can be rewritten as Equation 18 below.

[수학식 18]&Quot; (18) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000127
Figure PCTKR2018012011-appb-I000127

수학식 18로부터

Figure PCTKR2018012011-appb-I000128
Figure PCTKR2018012011-appb-I000129
에 대한 joint estimator는 다음과 같이 유도된다. 먼저, 아래의 수학식 19와 같이 정의한다. From equation (18)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000128
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000129
The joint estimator for (2) is derived as follows. First, the following equation (19) is defined.

[수학식 19]&Quot; (19) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000130
Figure PCTKR2018012011-appb-I000130

그러면, 수학식 19는 아래의 수학식 20과 같이 다시 쓸 수 있다. Then, Equation (19) can be rewritten as Equation (20) below.

[수학식 20]&Quot; (20) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000131
Figure PCTKR2018012011-appb-I000131

수학식 20에

Figure PCTKR2018012011-appb-I000132
를 적용하면 아래의 수학식 21과 같다. In Equation 20,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000132
The following equation (21) is obtained.

[수학식 21]&Quot; (21) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000133
Figure PCTKR2018012011-appb-I000133

Figure PCTKR2018012011-appb-I000134
을 풀면, 아래의 수학식 22를 얻을 수 있다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000134
The following equation (22) can be obtained.

[수학식 22]&Quot; (22) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000135
Figure PCTKR2018012011-appb-I000135

다음으로 수학식 22를 수학식 19의

Figure PCTKR2018012011-appb-I000136
자리에 대입하면, 아래의 수학식 23과 같다. Next, equation (22) is substituted into equation
Figure PCTKR2018012011-appb-I000136
The following equation (23) is obtained.

[수학식 23]&Quot; (23) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000137
Figure PCTKR2018012011-appb-I000137

[수학식 24]&Quot; (24) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000138
Figure PCTKR2018012011-appb-I000138

수학식 24에 따라서 가정 1의

Figure PCTKR2018012011-appb-I000139
조건을 만족하는 초평면(hyperplane) 상에서 수학식 24의 해는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000140
의 고유벡터(eigenvector)들 중에서 가장 큰 고유값(eigenvalue)에 해당하는 고유 벡터가 된다. 이 고유 벡터를
Figure PCTKR2018012011-appb-I000141
라고 정의하면,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000142
도 또한
Figure PCTKR2018012011-appb-I000143
의 가장 큰 고유값에 해당하는 고유 벡터이므로 이러한 고유 벡터는 특정(unique)되지 않게 된다. 이러한 고유 벡터들 중에서 가정 1의
Figure PCTKR2018012011-appb-I000144
조건을 만족시키는 고유 벡터는 아래의 수학식 25와 같다. According to Equation 24,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000139
On the hyperplane satisfying the condition, the solution of equation (24)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000140
The eigenvectors corresponding to the largest eigenvalues among the eigenvectors of eigenvectors of eigenvectors. This eigenvector
Figure PCTKR2018012011-appb-I000141
By definition,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000142
also
Figure PCTKR2018012011-appb-I000143
The eigenvectors are not unique because they are the eigenvectors corresponding to the largest eigenvalues of eigenvectors. Among these eigenvectors,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000144
The eigenvector satisfying the condition is expressed by Equation 25 below.

[수학식 25]&Quot; (25) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000145
Figure PCTKR2018012011-appb-I000145

여기서,

Figure PCTKR2018012011-appb-I000146
Figure PCTKR2018012011-appb-I000147
의 첫 번째 요소를 나타낸다. here,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000146
silver
Figure PCTKR2018012011-appb-I000147
Represents the first element of.

마지막으로, 수학식 25를 수학식 22에 대입하여 아래의 수학식 26 같이

Figure PCTKR2018012011-appb-I000148
를 얻는다. Finally, by substituting the equation (25) into the equation (22), the following equation
Figure PCTKR2018012011-appb-I000148
.

[수학식 26]&Quot; (26) "

Figure PCTKR2018012011-appb-I000149
Figure PCTKR2018012011-appb-I000149

수학식 25와 수학식 26을 통해 각각 전술한 A와 B의 대각 요소

Figure PCTKR2018012011-appb-I000150
Figure PCTKR2018012011-appb-I000151
를 추정하였다. OAM 시스템은 이를 통해 RF 체인들 사이의 불균형을 추정한다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000152
으로 정의하고
Figure PCTKR2018012011-appb-I000153
으로 정의하자. OAM 시스템은
Figure PCTKR2018012011-appb-I000154
Figure PCTKR2018012011-appb-I000155
를 수학식 25와 수학식 26으로부터 구하고, 송신기(300)의 변조기(310)에 변환값을 역으로 보정하도록 하고, 수신기(400)의 복조기(410)에도 변환값을 역으로 보정하도록 한다. (25) and (26), the diagonal elements A and B described above, respectively,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000150
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000151
Respectively. The OAM system thereby estimates the imbalance between the RF chains.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000152
And
Figure PCTKR2018012011-appb-I000153
. The OAM system
Figure PCTKR2018012011-appb-I000154
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000155
(25) and (26) to correct the converted value in the modulator 310 of the transmitter 300 inversely and to correct the converted value in the demodulator 410 of the receiver 400 inversely.

도 3은 RF 체인들의 불균형을 보상하는 UCA 시스템에 대한 예이다. 도 3은 기본적으로 도 2의 구성과 동일하다. 도 3은 송신기(300) 및 수신기(400)에서 모든 구성을 도시하지 않았고, RF 체인 불균형 추정 및 보정에 필요한 구성만을 도시하였다. 송신기(300)는 입력 신호 {s1, s2,..., sN}를 푸리에 변환하는 OAM 변조기(modulator, 310)를 포함한다. OAM 변조기(310)는 입력신호에 대한 DFT를 수행한다. Q는 N개 포인트에 대한 DFT 행렬을 의미한다. OAM 변조기(310)는

Figure PCTKR2018012011-appb-I000156
를 DFT 행렬로 사용한다. 이는 송신기의 RF 체인에 의한 이득/위상 변화값을 보정하기 위한 것이다. 송신기(300)는 변조한 입력 신호 {x1, x2,..., xN}를 N개의 안테나 소자를 통해 송신한다.Figure 3 is an example of a UCA system that compensates for imbalances in RF chains. Fig. 3 is basically the same as the configuration of Fig. 3 does not show all the configurations in the transmitter 300 and the receiver 400, and shows only the configuration required for RF chain unbalance estimation and correction. The transmitter 300 includes an OAM modulator 310 for Fourier transforming the input signal {s 1 , s 2 , ..., s N }. The OAM modulator 310 performs a DFT on the input signal. Q denotes a DFT matrix for N points. The OAM modulator 310
Figure PCTKR2018012011-appb-I000156
Is used as a DFT matrix. This is for correcting the gain / phase change value by the RF chain of the transmitter. Transmitter 300 transmits the modulated input signal {x 1, x 2, ... , x N} from the N antenna elements.

수신기(400)는 N개의 안테나 소자를 통해 수신한 신호 {y1, y2,..., yN}를 역푸리에 변환하는 OAM 복조기(demodulator, 410)를 포함한다. OAM 복조기(410)는 입력신호에 대한 역 DFT를 수행한다.

Figure PCTKR2018012011-appb-I000157
는 N개 포인트에 대한 역 DFT 행렬을 의미한다. OAM 복조기(410)는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000158
를 역DFT 행렬로 사용한다. 이는 수신기의 RF 체인에 의한 이득/위상 변화값을 보정하기 위한 것이다. 이후 수신기(400)는 역 DFT 변환된 신호 {r1, r2,..., rN}를 복호한다.The receiver 400 includes an OAM demodulator 410 for performing an inverse Fourier transform on signals {y 1 , y 2 , ..., y N } received via N antenna elements. OAM demodulator 410 performs an inverse DFT on the input signal.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000157
Denotes an inverse DFT matrix for N points. The OAM demodulator 410
Figure PCTKR2018012011-appb-I000158
Is used as an inverse DFT matrix. This is for correcting the gain / phase change value by the RF chain of the receiver. The receiver 400 then decodes the inverse DFT transformed signal {r 1 , r 2 , ..., r N }.

UAC 기반 OAM 시스템은

Figure PCTKR2018012011-appb-I000159
Figure PCTKR2018012011-appb-I000160
를 추정하고, OAM 변조기(310)과 OAM 복조기(410)에 각각
Figure PCTKR2018012011-appb-I000161
Figure PCTKR2018012011-appb-I000162
를 적용한다. UAC 기반 OAM 시스템에서 특정한 제어 장치가
Figure PCTKR2018012011-appb-I000163
Figure PCTKR2018012011-appb-I000164
를 연산하고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000165
Figure PCTKR2018012011-appb-I000166
를 각각 OAM 변조기(310)와 OAM 복조기(410)에 전달할 수 있다. 제어 장치는 RF 체인에 의한 이득/위상 변화값을 추정하고 보정하는 알고리즘이 임베디드된 장치일 수 있다. 또는 송신기(300)가 RF 체인에 의한 이득/위상 변화값을 추정하여
Figure PCTKR2018012011-appb-I000167
를 자신의 OAM 변조기(310)에 적용하고, 수신기(400)가 RF 체인에 의한 이득/위상 변화값을 추정하여
Figure PCTKR2018012011-appb-I000168
를 자신의 OAM 복조기(410)에 적용할 수도 있다. The UAC-based OAM system
Figure PCTKR2018012011-appb-I000159
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000160
And outputs to the OAM modulator 310 and the OAM demodulator 410, respectively,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000161
and
Figure PCTKR2018012011-appb-I000162
Is applied. In a UAC-based OAM system,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000163
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000164
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000165
and
Figure PCTKR2018012011-appb-I000166
To the OAM modulator 310 and the OAM demodulator 410, respectively. The control device may be an embedded device in which an algorithm for estimating and correcting the gain / phase change value by the RF chain is embedded. Or the transmitter 300 estimates the gain / phase change value by the RF chain
Figure PCTKR2018012011-appb-I000167
To its own OAM modulator 310, and the receiver 400 estimates the gain / phase change value by the RF chain
Figure PCTKR2018012011-appb-I000168
May be applied to their OAM demodulator 410. < RTI ID = 0.0 >

제안된 기술의 유효성을 검증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션에 적용된 UCA 안테나 파라미터들은 N = 8,

Figure PCTKR2018012011-appb-I000169
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000170
cm(i.e.,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000171
GHz)이다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000172
Figure PCTKR2018012011-appb-I000173
는 단위 분산(unit variance)를 갖는 제로 평균 복소 가우신안 분포를 갖도록 하였다. 채널추정을 위한 파일럿 시퀀스에는 DFT 시퀀스를 사용하였다. 모든 성능 측정치들은 105의 반복 시뮬레이션 실행을 통해 얻었다.Simulation was performed to verify the validity of the proposed technique. The UCA antenna parameters applied to the simulation are N = 8,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000169
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000170
cm (ie,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000171
GHz).
Figure PCTKR2018012011-appb-I000172
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000173
Has a zero mean complex Gaussian distribution with a unit variance. A DFT sequence is used for the pilot sequence for channel estimation. All performance measures were obtained through a 10 5 iterative simulation run.

도 4는 제안 기법의 유효성에 대한 시뮬레이션 결과이다. 도 4는

Figure PCTKR2018012011-appb-I000174
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000175
, 그리고
Figure PCTKR2018012011-appb-I000176
에 대한 정규화된 MSE(NMSE)를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000177
에 대한 NMSE는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000178
으로 정의되고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000179
Figure PCTKR2018012011-appb-I000180
에 대한 NMSE는 각각
Figure PCTKR2018012011-appb-I000181
Figure PCTKR2018012011-appb-I000182
로 정의된다. NMSE가 SNR과 파일럿 심볼의 길이(
Figure PCTKR2018012011-appb-I000183
)에 의존성을 관찰하기 위해
Figure PCTKR2018012011-appb-I000184
의 3가지 경우에 대해 시뮬레이션을 하였다. 시뮬레이션 결과는, 수학식 10에서 예상한 대로,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000185
에 대한 NMSE는 SNR이 10 dB 증가할 때마다 1/10배로 감소하며, 파일럿 시퀀스의 길이
Figure PCTKR2018012011-appb-I000186
에 대해 반비례하여 감소함을 보여주었다. 또한, SNR이 증가함에 따라
Figure PCTKR2018012011-appb-I000187
에 대한 NMSE가 작아짐에 영향을 받아
Figure PCTKR2018012011-appb-I000188
Figure PCTKR2018012011-appb-I000189
에 대한 NMSE도 단조적으로 감소하는 것이 관찰된다. Figure 4 shows the simulation results of the effectiveness of the proposed technique. Figure 4
Figure PCTKR2018012011-appb-I000174
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000175
, And
Figure PCTKR2018012011-appb-I000176
Gt; (NMSE) < / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000177
NMSE for
Figure PCTKR2018012011-appb-I000178
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000179
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000180
NMSE for each
Figure PCTKR2018012011-appb-I000181
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000182
. NMSE is the SNR and the length of the pilot symbol (
Figure PCTKR2018012011-appb-I000183
) To observe the dependence
Figure PCTKR2018012011-appb-I000184
The simulation results are shown in Fig. The simulation result, as expected from equation (10)
Figure PCTKR2018012011-appb-I000185
The NMSE for the pilot sequence decreases by 1/10 every time the SNR increases by 10 dB, and the length of the pilot sequence
Figure PCTKR2018012011-appb-I000186
And inversely proportional to. Also, as the SNR increases
Figure PCTKR2018012011-appb-I000187
Is affected by the smaller NMSE for
Figure PCTKR2018012011-appb-I000188
Wow
Figure PCTKR2018012011-appb-I000189
It is observed that the NMSE also decreases monotonically.

도 5는 제안 기법의 달성가능 주파수 효율을 나타낸 예이다. 도 5는 SNR = 20 dB의 조건에서 UCA OAM 시스템의 송수신 거리에 따른 달성가능 주파수 효율을 나타낸 것이다. 도 5는 ASE가 송수신 거리가 레일리 거리(Rayleigh distance) 19.23 m에서 최대값을 갖고, 28m 이상의 거리에서 단조적으로 감소하며, 제안된 RF 체인 불균형 추정치를 사용하여 보상함으로써 레일리 거리에서 미보상시 41.5 bps/Hz인 것을 보상을 통해 51.5 bps/Hz로 개선하여 제로 불균형(zero imbalance)에 근접한 달성가능 주파수 효율을 보여준다. 5 shows an example of achievable frequency efficiency of the proposed scheme. 5 shows the achievable frequency efficiency according to the transmission / reception distance of the UCA OAM system under the condition of SNR = 20 dB. 5 shows that ASE has a maximum value at a Rayleigh distance of 19.23 m, monotonically decreases at a distance of 28 m or more, and compensates by using the proposed RF chain unbalance estimate, bps / Hz to 51.5 bps / Hz through compensation to show achievable frequency efficiency close to zero imbalance.

또한, 상술한 바와 같은 지상 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형을 추정하는 방법 내지 보상하는 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.In addition, the method of compensating for the imbalance between the RF chains in a terrestrial UCA-based OAM system as described above may be implemented as a program (or an application) including an executable algorithm that can be executed in a computer. The program may be stored and provided in a non-transitory computer readable medium.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.A non-transitory readable medium is a medium that stores data for a short period of time, such as a register, cache, memory, etc., but semi-permanently stores data and is readable by the apparatus. In particular, the various applications or programs described above may be stored on non-volatile readable media such as CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM,

본 실시례 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시례는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다. The present embodiment and drawings attached hereto are only a part of the technical idea included in the above-described technology, and it is easy for a person skilled in the art to easily understand the technical idea included in the description of the above- It will be appreciated that variations that may be deduced and specific embodiments are included within the scope of the foregoing description.

Claims (15)

UCA(Uniform Circular Array) 기반 OAM(Orbital Angular Momentum) 시스템에서 송신기와 수신기 사이의 채널 최대 우도(Maximum Likelihood)를 추정하는 단계; 및Estimating channel maximum likelihood between a transmitter and a receiver in a UCA (Orbital Circular Array) based OAM (Orbital Angular Momentum) system; And 상기 시스템에서 상기 채널 최대 우도를 기준으로 상기 송신기의 RF 체인에 의한 이득 내지 위상에 대한 제1 변화 및 상기 수신기의 RF 체인에 의한 이득 내지 위상에 대한 제2 변화를 추정하는 단계를 포함하되,Estimating a first change in gain or phase by the RF chain of the transmitter based on the channel maximum likelihood in the system and a second change in gain or phase by the RF chain of the receiver, 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 채널은 상기 송신기의 N개 RF 체인 각각에 의한 상기 제1 변화를 요소로 갖는 제1 행렬, 상기 수신기의 N개 RF 체인 각각에 의한 상기 제2 변화를 요소로 갖는 제2 행렬 및 이상적 채널을 기준으로 정의되는 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법.Wherein the channel between the transmitter and the receiver comprises a first matrix having the first change by each of the N RF chains of the transmitter as an element, a first matrix with the second change by each of the N RF chains of the receiver, A method for estimating an imbalance between RF chains in a UCA - based OAM system defined by two matrices and ideal channels. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 채널 최대 우도는 상기 제1 행렬, 상기 제2 행렬, 상기 이상적 채널 및 제로(zero) 평균을 갖는 복소수 가우시안 확률 변수를 기준으로 결정되는 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법.Wherein the channel maximum likelihood is determined based on a complex Gaussian random variable having the first matrix, the second matrix, the ideal channel, and a zero average. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 채널 최대 우도는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000190
로 표현되며,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000191
는 상기 채널 최대 우도, A = diag{a}이고 a는 상기 제1 행렬, B= diag{b}이고 b는 상기 제2 행렬, H 는 이상적 채널, Na 는 제로(zero) 평균을 갖는 복소수 가우시안 확률 변수인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법.
The channel maximum likelihood
Figure PCTKR2018012011-appb-I000190
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000191
Is the channel maximum likelihood, A = diag {a} a is the first matrix, B = diag {b} and b is the second matrix, H is an ideal channel, N A is a complex number having a zero (zero) average An Imbalance Estimation Method between RF Chains in UCA - based OAM Systems with Gaussian Random Variables.
제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 이상적 채널은 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 거리, 상기 송신기와 상기 수신기의 안테나 반경, 상기 송신기과 상기 수신기의 방위각으로 결정되는 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법.Wherein the ideal channel is determined by a distance between the transmitter and the receiver, an antenna radius of the transmitter and the receiver, and an azimuth of the transmitter and the receiver. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2 행렬에서
Figure PCTKR2018012011-appb-I000192
이며, b는 제2 행렬의 대각 요소인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법.
In the second matrix
Figure PCTKR2018012011-appb-I000192
, And b is a diagonal element of the second matrix, UCA-based OAM system.
제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 변화 및 상기 제2 변화는 각각
Figure PCTKR2018012011-appb-I000193
를 최소화하는 상기 제1 행렬의 대각 요소 a 및 상기 제2 행렬의 대각 요소 b로 결정되며,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000194
는 상기 채널 최대 우도,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000195
는 하다마드 연산, H는 이상적 채널인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법.
Wherein the first change and the second change are respectively
Figure PCTKR2018012011-appb-I000193
A " of the first matrix and a diagonal element " b " of the second matrix,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000194
The channel maximum likelihood,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000195
Is the Hadamard operation, and H is the ideal channel.
제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 변화 및 상기 제2 변화는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000196
의 고유벡터 중에서 가장 큰 고유값(eigenvalue)을 갖는 타깃 고유벡터와 상기 타깃 고유벡터의 첫 번째 요소를 기준으로 추정되되,
The first change and the second change
Figure PCTKR2018012011-appb-I000196
A target eigenvector having a largest eigenvalue of the eigenvectors of the target eigenvectors and a first element of the target eigenvectors,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000197
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000198
는 상기 채널 최대 우도, a는 상기 제1 행렬,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000199
는 하다마드 연산,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000200
는 역하다마드 연산인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000197
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000198
Is the channel maximum likelihood, a is the first matrix,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000199
Hadamard operation,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000200
A method of estimating an imbalance between RF chains in a UCA - based OAM system that is an inverse Hadamard operation.
제7항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 추정된 제2 변화는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000201
로 결정되고, 상기 추정된 제1 변화는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000202
로 결정되되,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000203
는 상기 타깃 고유벡터이고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000204
은 상기 타깃 고유벡터의 첫 번째 요소인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 추정 방법.
The estimated second change
Figure PCTKR2018012011-appb-I000201
, And the estimated first change is
Figure PCTKR2018012011-appb-I000202
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000203
Is the target eigenvector,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000204
Is a first element of the target eigenvector.
UCA(Uniform Circular Array) 기반 OAM(Orbital Angular Momentum) 시스템에서 송신기와 수신기 사이의 채널 최대 우도(Maximum Likelihood)를 추정하는 단계;Estimating channel maximum likelihood between a transmitter and a receiver in a UCA (Orbital Circular Array) based OAM (Orbital Angular Momentum) system; 상기 시스템에서 상기 채널 최대 우도를 기준으로 상기 송신기의 RF 체인에 의한 이득 내지 위상에 대한 제1 변화 및 상기 수신기의 RF 체인에 의한 이득 내지 위상에 대한 제2 변화를 추정하는 단계; 및Estimating a first change in gain or phase by the RF chain of the transmitter based on the channel maximum likelihood in the system and a second change in gain or phase by the RF chain of the receiver; And 상기 송신기의 푸리에 변환에 상기 제1 변화에 대한 역보상을 수행하고, 상기 수신기의 역푸리에 변환에 상기 제2 변화에 대한 역보상을 수행하는 단계를 포함하되,Performing inverse compensation on the first change in the Fourier transform of the transmitter and performing inverse compensation on the second change in the inverse Fourier transform of the receiver, 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 채널은 상기 송신기의 N개 RF 체인 각각에 의한 상기 제1 변화를 요소로 갖는 제1 행렬, 상기 수신기의 N개 RF 체인 각각에 의한 상기 제2 변화를 요소로 갖는 제2 행렬 및 이상적 채널을 기준으로 정의되는 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 보상 방법.Wherein the channel between the transmitter and the receiver comprises a first matrix having the first change by each of the N RF chains of the transmitter as an element, a first matrix with the second change by each of the N RF chains of the receiver, A method of imbalance compensation between RF chains in a UCA - based OAM system defined by two matrices and ideal channels. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 채널 최대 우도는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000205
로 표현되며,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000206
는 상기 채널 최대 우도, A = diag{a}이고 a는 상기 제1 행렬, B= diag{b}이고 b는 상기 제2 행렬, H 는 이상적 채널, Na 는 제로(zero) 평균을 갖는 복소수 가우시안 확률 변수인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 보상 방법.
The channel maximum likelihood
Figure PCTKR2018012011-appb-I000205
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000206
Is the channel maximum likelihood, A = diag {a} a is the first matrix, B = diag {b} and b is the second matrix, H is an ideal channel, N A is a complex number having a zero (zero) average Unbalance compensation method between RF chains in UCA - based OAM system with Gaussian random variable.
제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제1 변화 및 상기 제2 변화는 각각
Figure PCTKR2018012011-appb-I000207
를 최소화하는 상기 제1 행렬의 대각 요소 a 및 상기 제2 행렬의 대각 요소 b로 결정되며,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000208
는 상기 채널 최대 우도,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000209
는 하다마드 연산, H 는 이상적 채널인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 보상 방법.
Wherein the first change and the second change are respectively
Figure PCTKR2018012011-appb-I000207
A " of the first matrix and a diagonal element " b " of the second matrix,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000208
The channel maximum likelihood,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000209
Is an Hadamard operation, and H is an ideal channel.
제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제1 행렬에 대한 추정된 대각 요소의 역행렬을 이용하여 상기 제1 변화에 대한 역보상을 수행하고, 상기 제2 행렬에 대한 추정된 대각 요소의 역행렬을 이용하여 상기 제2 변환에 대한 역보상을 수행하는 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 보상 방법.Performing inverse compensation on the first change using the inverse of the estimated diagonal element for the first matrix and performing inverse compensation on the inverse of the second transformation using the inverse matrix of the estimated diagonal elements for the second matrix, A method of imbalance compensation between RF chains in a UCA - based OAM system that performs. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제1 변화 및 상기 제2 변화는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000210
의 고유벡터 중에서 가장 큰 고유값(eigenvalue)을 갖는 타깃 고유벡터와 상기 타깃 고유벡터의 첫 번째 요소를 기준으로 추정되되,
The first change and the second change
Figure PCTKR2018012011-appb-I000210
A target eigenvector having a largest eigenvalue of the eigenvectors of the target eigenvectors and a first element of the target eigenvectors,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000211
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000212
는 상기 채널 최대 우도, a는 상기 제1 행렬,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000213
는 하다마드 연산,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000214
는 역하다마드 연산인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 보상 방법.
Figure PCTKR2018012011-appb-I000211
,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000212
Is the channel maximum likelihood, a is the first matrix,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000213
Hadamard operation,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000214
Unbalance Compensation Method between RF Chains in UCA - based OAM System with Inverse Hadamard Operation.
제13항에 있어서,14. The method of claim 13, 상기 추정된 제2 변화는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000215
로 결정되고, 상기 추정된 제1 변화는
Figure PCTKR2018012011-appb-I000216
로 결정되되,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000217
는 상기 타깃 고유벡터이고,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000218
은 상기 타깃 고유벡터의 첫 번째 요소인 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 보상 방법.
The estimated second change
Figure PCTKR2018012011-appb-I000215
, And the estimated first change is
Figure PCTKR2018012011-appb-I000216
Lt; / RTI >
Figure PCTKR2018012011-appb-I000217
Is the target eigenvector,
Figure PCTKR2018012011-appb-I000218
Is an imbalance compensation method between RF chains in a UCA-based OAM system that is the first element of the target eigenvector.
컴퓨터에서 제9항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 기재된 UCA 기반 OAM 시스템에서 RF 체인 사이의 불균형 보상 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing an imbalance compensation method between RF chains in a UCA-based OAM system according to any one of claims 9 to 14.
PCT/KR2018/012011 2017-10-17 2018-10-12 Method for estimating and compensating for imbalance between rf chains in uca-based oam system Ceased WO2019078547A1 (en)

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