TARIFNAME MlMO-OFDM SISTEMLERDE YINELEMELI PILOT ORUNTU AYRISTIRMAYA DAYALI KANAL KESTIRIMI içiN BILGISAYAR UYGULAMALI BIR Y`ONTEM VE BIR VERI ISLEME APARATI Bulusun Teknik Alani Mevcut bulus, özellikle çok girisli çok çikisli (MIMO) Dikey Frekans Bölmeli Çogullama (OFDM) haberlesme sistemlerindeki kanal kestirimi için olan bilgisayar uygulamali bir yöntem ve bu yöntemin gerçeklestirilmesine imkan sunan bir veri isleme aparati ile Teknigin Bilinen Durumu Modern haberlesme sistemlerinde, son gelismeler ile beraber, yüksek veri hizlari, düsük gecikme süresi, yüksek güvenilirlik ve baglanabilirlik elde etmek ana performans hedefleri haline gelmistir. Bu gereklilikleri çok çesitli kullanim senaryolarinda ve dagitim senaryolarinda karsilamak zor bir görevdir, bu da alicidaki kanal bilgisinin dogrulugunu daha da kritik hale getirir. Bu nedenle, kanal kestirimi, bir haberlesme sisteminin en önemli bloklarindan biri olup bu islem pilot olarak da bilinen, daha önceden tanimlanmis olan referans sinyallerine dayanarak gerçeklestirilebilir. 3GPP gibi küresel standardizasyon kuruluslari, Uzun Süreçli Evrim (Long Term Evaluation- LTE), Uzun Süreçli Evrim-Gelismis (Long Term Evaluation-Advanced- LTE- A) ve son zamanlarda SG Yeni Radyo (New Radio- NR) gibi modern haberlesme standartlarini tanimlamak için gerekli çalismalari yürütmektedir. 5G dalga sekli, hem 6 GHz hem de milimetre dalga frekanslari için Döngüsel On Ek OFDM (CP-OFDM) (LTE ve LTE-A'da oldugu gibi) temel alir ve yüksek veri hizlarini elde etmek için tek ve çok kullanicili MIMO'yu destekler. Hem LTE hem de NR, alicida kanal kestirimini elde etmek için çesitli fiziksel kanallara yönelik referans sinyalleri tanimlar. Hem yukari yönlü hem de asagi yönlü baglantida kontrol ve kullanici verilerinin evre uyumlu demodülasyonu için tanimlanmis referans sinyalleri demodülasyon referans sinyalleri (Demodulation Reference Signal- DMRS) olarak da bilinmektedir. Bir MIMO sistemi araciligi ile birden fazla katmanda veri aktarimini gerçeklestirmek için DMRS tasarimi esnasinda, es zamanli olarak birçok faktörü dikkate almak gerekmektedir. 5G DMRS tasariminda dikkate alinan faktörlerden bazilari arasinda pilot yogunlugu, frekanstaki güç degisimi, dikgen pilot sembollerine sahip olan katman sayisi, konfigürasyon esnekligi, düsük gecikmeli demodülasyonu destekleyen pilotlarin yeri ve farkli konfigürasyonlar için ortak bir alici yapisinin kullanilmasini saglamak sayilabilmektedir. Hem 5G hem de LTE, farkli MIMO katmanlarindaki pilot sinyallerin dikgen iletimi için kod bölmeli çogullamayi (CDM) kullanmaktadir. Ayni kaynaklarda birden fazla katmandaki pilot iletimini desteklemek üzere pilotlar arasinda diklik elde etmek için dikgen kapak kodlari (OCC) ya da döngüsel kaydirma (CS) islemleri kullanilmaktadir. Ornek olarak, 5G'de her bir DMRS konfigürasyonu (tek katmanli iletim hariç) frekans alaninda OCC tabanli bir pilot dagilimi içermektedir. CDM ve frekans alani çogullamasini (FDM) birlestirerek 12'ye kadar dikgen katman tanimlamak mümkündür. CDM tabanli pilotlarin kullanimi, islem kazanci nedeni ile zaman ya da frekans alani çogullamasi gibi diger dikgen yöntemlere göre dogal bir avantaja sahiptir. NR'de tanimlanan Kanal Durumu Bilgi Referans Sinyali (Channel State Information Reference Signal- CSl-RS) ve Sondaj Referans Sinyali (Sounding Reference Signal- SRS), tekli baglanti noktasi islemini birden çok baglanti noktasina genisletmek için CDM yapisindan yararlanmaktadir. Bu nedenle, CDM tabanli pilot yerlesimi teknigin bilinen durumundaki iletisim sistemlerinde yaygin olarak kullanilmaktadir. CDM tabanli tasarimlarin belirli avantajlari ve Çekici özellikleri olsa da, bu yaklasim kanalin CDM'nin tanimlandigi kaynak ögeleri üzerinde degismedigi varsayimina dayanmaktadir. Ornek olarak, CDM grubu frekanstaki kaynak elemanlarindan olustugu durumda, kanal frekans seçici ise ya da verici ile alici arasinda zaman senkronizasyonu hatasi varsa, frekans düzleminde alicida dikgenlik kaybolmaktadir. Benzer sekilde, CDM grubu zamandaki kaynak elemanlarindan olustugu durumda , kanal hizli sönümleniyorsa ya da verici ve alici arasinda bir frekans senkronizasyonu hatasi bulunuyorsa, zaman düzleminde alicida dikgenlik kaybolmaktadir. Bu durum özellikle yüksek spektral verimlilik senaryolarindaki kanal kestirimi performansi için zararlidir. Çünkü alicidaki dikgenlik kaybi ile özellikle pilot sembollerde katmanlar arasi girisim olusmakta ve dolayisiyla kanal kestirimi hatalari genel performasi kisitlayabilmektedir. Bu nedenle, çok çesitli kanal senaryolarinda yüksek veri hizi hedeflerine ulasmak için bu tür durumlari degerlendirmek ve bunlarla basa çikmak önemlidir. Bir MIMO-OFDM sistemindeki kanal kestirim yönteminin, alicidaki CDM pilotlarini dogru bir sekilde geri elde etmesi ve pilot konumlarinda kestirilmis kanal degerlerini tüm kaynak izgarasini (resource grid) kapsayacak sekilde interpole etmesi önemlidir. Alinan sinyalden ayni CDM grubuna ait olan her bir MIMO katmaninin pilotlarinda kanalin geri elde edilmesi ve pilot konumlarinda bir öncül kestirimin elde edilmesi, pilot örüntü ayristirma islemi olarak adlandirilmaktadir. Pilotlarin, pilot örüntü ayristirmasi ve interpolasyonu, optimal olarak bir minimum ortalama kare hatasi (Minimum Mean Square Error- MMSE) kestiricisinde birlikte gerçeklestirilebilmektedir. Bununla birlikte, böyle bir optimal ayristirma islemi, asiri büyük karmasiklik nedeni ile çok pratik degildir. Ozellikle, her bir farkli pilot kullaniminda gerçek zamanli olarak pilot degerlerinden olusan büyük bir matrisin tersinin alinmasi islemini gerektirmektedir. Optimal örüntü ayristirma islemi ile ilgili bir baska sorun, DMRS pilotlari çok kullanicili girisim ölçümü için kullanildiginda ve kullanicilar interpolasyon için farkli kaynak izgara boyutlarini kullaniyorsa, kullanicilar arasindaki bu uyumsuzluk nedeni ile performansta düsme meydana gelmesidir. Bu nedenle, gerçekçi alicilarda daha düsük karmasiklikli kanal kestirim yöntemleri kullanilmaktadir. MIMO sistemleri için geleneksel kanal kestirim prosedürü iki ayri asama içermekte olup bunlar; bir pilot örüntü ayristirma asamasi ve pilot örüntü ayristirma isleminden sonra pilot konumlarindaki kestirilen kanal degerlerini interpole eden bir MMSE kestirim asamasidir. Pilot örüntü ayristirma islemi, radyo kanalinin, pilot örüntü ayristirma noktalarinda sabit kaldigi varsayimi ile en küçük kareler (LS) yöntemine göre gerçeklestirilmekte olup bu islem dogrusal karmasikliga sahiptir. Interpolasyon, örüntü ayristirma isleminden sonra kestirilmis olan pilot degerleri kullanilarak gerçeklestirilmektedir. Bu yöntem optimal örüntü ayristirma islemine kiyasla çok daha az karmasikliga sahiptir. Eger kanal CDM kaynaklarinda hiç degismemis ise, optimal örüntü ayristirma yönteminin performansi geleneksel yöntemle aynidir. Ancak, genellikle çoklu yol ve hareketlilik nedeniyle, kablosuz kanalin belirli bir gecikme ve Doppler yayilimi bulunmaktadir. Bu da kanalda zaman ve/veya frekansta küçük ya da büyük degisikliklere sebebiyet vermektedir. Benzer sekilde, zaman senkronizasyonu hatasi ya da tasiyici frekans kayma (CFO) hatasi gibi ideal olmayan etkenler oldugu zaman, kanal sabit kalamaz ve bu da geleneksel alicilar için kanal kestiriminde ciddi performans kaybina neden olmaktadir. Ozellikle, modern haberlesme sistemlerinin MIMO teknolojisi araciligi ile yüksek veri hizini ve spektral verimliligi desteklemesi gerektigi düsünüldügü zaman, kanal kestirim hatalarinin bu sistemlerin performansini yukarida bahsedilen sebeplerle sinirlandirabilecegi asikardir. Bir MIMO-OFDM sisteminde, m'inci alici anteninden alinmis, n'inci OFDM sembolünün k'inci alt tasiyicisindaki sinyal Yâ" , su sekilde ifade edilebilir: yigin) :g: ::i-Ütü; En* :S ;2 --` 5113. burada, m = 1, ...,NR, n = 1, ---iNsioti k = 1, ".K, i' = 1, ...,NL için Hgjmkli), i'inci katman ve m'inci alici anten arasindaki n'inci OFDM sembolünün k'inci alt tasiyicisinda gözlemlenen kanal katsayisi, X513, i'inci katmanda n'inci OFDM sembolünün k'inci alt tasiyicisinda tasinan kompleks pilot sembolü, ve WÜ" ) m' inci alici antende 11 'inci OFDM 11,1:: 1 sembolünün k'inci alt tasiyicisinda etkili olan karmasik Gaussian gürültü bilesenidir. NL veri katmanlarinin sayisi, NR alicidaki anten sayisi, Nsm kanal kestirim penceresindekilzaman dilimindeki toplam OFDlVl sembol sayisi ve K iletim bandindaki toplam OFDM alt tasiyici sayisidir. Belirli bir katman için kaynak izgarasinda NsmK adet kaynak elemani bulunduguna dikkat edilmelidir. Kanal kestirim probleminde amaç, verilmis pilot (referans sinyali) sembolleri ve alinan sinyallerin vasitasiyla pilot pozisyonlarinda etkin kanal katsayisi Hß'û'in bir kestirimini elde etmektir. Pratik sistemlerde, genel performansi önemli ölçüde düsürebilen katmanlar arasi etkilesimi 'Önlemek adina, pilotlar NL MIMO katmani arasinda dik olarak yerlestirilmelidir. Bu hedefi gerçeklestirmek için pilot yerlesimlerinde farkli çogullama seçenekleri kullanabilmektedir. Kod Bölümlü Çogullamada (CDM), ayni CDM grubuna ait farkli katmanlardaki pilot sembolleri ayni kaynak elemanlarini, yani denklem (1)'de verilen (n,k) degerlerini kullanmaktadir. CDM'de pilotlarin ayrismasi dikgen kapak kodlari (000) gibi çesitli kodlar araciligi ile gerçeklestirilmektedir. Zaman Bölümlü Çogullama'da (TDM), farkli katmanlardaki pilot sembolleri bir zaman dilimindeki farkli OFDM sembollerinde iletilmektedir. Frekans Bölümlü Çogullama'da (FDM), farkli katmanlardaki pilot sembolleri bir OFDM sembolü içindeki farkli alt tasiyicilarda iletilmektedir. Bu semalardan biri ya da daha fazlasi, pilot sembollerin dikgen olmasini garanti etmek için kullanilabilmektedir. CDM'de, ayni CDM grubuna ait belirli bir MIMO katman listesi zaman ve frekansta ayni kaynak elemanlarini paylasmaktadir. Bu nedenle, katmanlarin kod alani içerisinde dikgenlestirilmeleri gerekmektedir. Her bir CDM grubu, alt tasiyici ve OFDM sembol indeksleri bakimindan belirlenmis olan temel konum setleri ile karakterize edilmektedir. Ornek olarak, CDM grubu j, (KP Lj) temel indeks setleri ile belirtilebilir. Bir diger deyisle, CDM grubu j içerisindeki tüm katmanlarin, :76,- setine göre üretilmis olan alt tasiyici indisleri ile Lj setine göre üretilmis olan OFDM sembol indislerinde konumlandirilmis olan pilot sembollere sahip oldugu söylenebilir. Ayni zamanda, her bir CDM grubu en fazla |Cj|=|îfj||13j| sayida dikgen katmani destekleyebilir, burada C1- CDM grubu j'e ait katman indeksleri setidir ve |.| setin kardinalitesini göstermektedir. Farkli CDM gruplari farkli kaynak izgara konumlarinda iletilmeli ve üst üste gelmemelidir. Bu nedenle, verilen bir CDM grubuna ait olmayan katmanlarda, o CDM grubu için kullanilan kaynak elemanlarinda hiçbir sembol iletilmemelidir. Ornek olarak, (JCJÜLI) temel seti ile ifade edilebilen CDM grubu j'ye dahil olmayan bir katman i' için, eger 11 E Lji A: E :Ig- ve L' &E C1' ise o durumda XS?, = 0'dir. Farkli CDM gruplari, FDM ve/veya TDM kullanilarak çogullanabilmektedir. F ve T sirasi ile FDM ve TDM araciligi ile ayrilmis olan CDM gruplarinin sayilari oldugunda; bu durumda, ] = FTolup burada] kaynak izgaralari içerisindeki farkli CDM gruplarinin sayisidir. Pratik sistemlerde, CDM temel setleri, yani CDM grubuj için (593.9), ile belirtilen pilot yerlesimi brüntüsünün, pilot yogunlugunu artirmak için frekans ve zamanda düzenli olarak tekrarlanmasi gerekmektedir. Bunun nedeni, verilen izgaradaki kanal etkilerini ve zaman/frekans alanindaki degisiklikleri yakalamak için yeterince yogun pilot dagiliminin gerekli olmasidir. Bu, tüm kaynak izgarasinda, bir CDM grubuj için pilotlarin sadece temel setler (EQ,L,-)'de verilen pilot konumlarinda degil, ayni zamanda bunlarin temel setlere göre üretilmis olan ve kaynak izgarasinda tekrarlanan pozisyonlarda da konumlandirildigi anlamina gelir. Ornek bir pilot yerlesimi Sekil 1'de verilmektedir. Bu OFDM sembolü içerir. Ayni zamanda, CDM grubuj için, pilotlar tüm izgarada frekansta her 6 alt tasiyicida bir tekrarlanir. Ayrica, zaman alaninda da bir kez tekrarlanirlar ve böylece tekrarlanan pilot konumlari arasinda 6 OFDM sembolü yer alir. Bu nedenle, tasiyici indekslerinde ve {3, 4, 11, 12} olarak verilen OFDM sembol indekslerinde bulunmaktadirlar. Bununla birlikte, dikgen kapak kodunu uygularken (frekansta uzunluk- 2 ve zaman içinde uzunluk-2), her tekrarlanan pilot grubu ayri ayri ele alinmakta, bu da pilot örüntü ayristirma isleminin tekrarlanan pilotlara ayri ayri uygulandigini göstermektedir. Mevcut açiklamada, bu, pilot ör'unt'u ayristirma grubu olarak adlandirilmaktadir. Ornek olarak, {3, 4} indeksli OFDM sembollerinin {1, 2} indeksli alt tasiyicilarinda yer alan pilotlar, bir pilot örüntü ayristirma grubu olusturmakta ve {3, 4} indeksli OFDM sembollerinin {7, 8} indeksli alt tasiyicilarinda bulunan pilotlar baska bir pilot ör'L'int'L'i ayristirma grubu olusturmaktadirlar. Ilk olarak, önceki teknikte CDM pilot yerlesimi içeren MlMO-OFDM sistemlerinde geleneksel kanal kestirim yöntemi açiklanmaktadir. T'L'im kanal kestirim yöntemlerinde ortak amaç, bu yapilanmalarda denklem (1)'de verilen sistem modeline göre pilot konumlarda alinan sembolleri ve pilot degerlerini kullanarak, m = 1. ....NR, n = 1. ---iNsLoti A: = 1. .K i = 1. ...,NL için kestirim degerlerini, yani Ügî'û'leri elde etmektir. Belirli bir katman 1' ve alici anten m için, Hizli), pratik bir haberlesme sisteminde, her bir (111, i') çifti için benzer prosedürler kullanilarak kestirilebilmektedir. Geleneksel bir kanal kestirim yönteminde yer alan islemlerin akis semasi Sekil 2'de gösterilmektedir. Ilk adimda, sinyal, bir alici antende. örnek olarak alici anten m'de alinmakta ve alici anten m'nin kaynak izgarasindaki alinan semboller Ygî)'leri elde etmek için OFDM demodülasyonu gerçeklestirilmektedir. Ikinci adimda, geleneksel pilot örünt'ü ayristirma islemi, bir CDM grubundaki, örnegin CDM grubu j, tüm katmanlarin kaynak izgaralarindaki pilot ör'üntü ayristirma gruplarinda, ilgili OCC kodu ve alinan semboller kullanilarak gerçeklestirilmektedir. Bu adimin sonucunda, belirli bir pilot örünt'u ayristirma grubu için, hesaplanmis bir kanal kestirim degeri gruptaki tüm konumlarin kestirimi olarak ortak bir sekilde atanmaktadir. Bununla birlikte, farkli pilot örünt'u ayristirma gruplarindaki kanal kestirimleri büyük olasilikla farkli olmaktadir. Pilot örünt'u ayristirma islemi, tüm CDM gruplari. yani j = 1,....], için gerçeklestirilmelidir. Uç'ünc'u adimda, pilot konumlarindaki kestirilmis degerler, bir interpolasyon islemiyle, kaynak izgarasindaki tüm kaynak elemanlarinda kanal kestirimini elde etmede kullanilmaktadir. interpolasyon isleminde örnegin; hem zaman hem de frekansta (2D-MMSE) MMSE kestirimi, ilk olarak zaman içinde ve daha sonra frekansta ya da ilk olarak frekansta daha sonra da zaman içinde MMSE kestirimi (MMSE 1D-1 D), dogrusal interpolasyon, en yakin nokta interpolasyonu, kayan pencere ortalamasi gibi birbirinden farkli yöntemler kullanilabilmektedir. Teknigin bilinen durumunda geleneksel yöntemin en son adiminda, prosedürün yukarida açiklanan ilk 'üç adiminda verilen tüm islemler, kalan tüm alici anten sinyalleri, yani m : 1. ...,NR, için gerçeklestirilmektedir. Bir örnekte, Sekil 2'de gösterilen geleneksel kanal kestirim yönteminin ikinci basamagindaki geleneksel pilot örünt'L'i ayristirma islemi, radyo kanalinin pilot örüntü ayristirmasi yapilan kaynaklarda sabit kaldigi varsayimi ile En Küçük Kareler (Least Squares-LS) yöntemine dayanmaktadir. Bu yöntemin bir örnegi asagida açiklanmaktadir. Bu amaçla, vericideki bir pilot örünt'u ayristirma grubuna OCC'nin nasil uygulandigi ve örünt'ü ayristirma islemi ile her bir katman Için kestirimin nasil hesaplanabilecegi açiklanmaktadir. CDM grup 'l'e ait bir katmanin kaynak izgarasindaki bir pilot ör'L'int'L'i ayristirma grubunun 1. ve 2. OFDM sembollerinin, 1. ve 2. alt tasiyicilarinda bulundugu varsayildiginda, pilot ör'ünt'u ayristirma grubunda dört pilot mevcut olmaktadir. CDM grup 1 içerisindeki katman indisleri bu örnekte C1 = {1,2,3,4} olarak verilmistir. Bu, Cl'deki tüm katmanlarin ilgili kaynak izgaralarindaki tüm pilotlarin ayni konumlara sahip oldugu anlaminda gelmektedir. Dikgenlestirmeyi saglamak için frekansta uzunluk-2 OCC ve zaman içinde uzunluk-2 OCC uygulandiginda, iletilen pilot sembolleri su sekilde yazilabilir: *"21 _"22 *"21 (122 burada her bir xü) = %5 15 olmak 'üzere, her bir X553,, denklem (1)'de tarif edildigi X2 l X2 2 ' sekli iledir ve 6111. aizi azi, 6122 birim genlige sahip olan kompleks degerli pilot sembolleri temsil etmektedir. m'inci alici anten için, pilot ör'unt'u ayristirma grubundaki alinmis ve OFDM demodüle edilmis sinyaller, Yagan), YSS), YZ?) ve Yzg?)'dir. Öyleyse, denklemler (1) ve (2)'ye dayanarak, asagidaki esitlikler yazilabilir: VST) : (HST'I) + Hfî'f'z) + HIC?" + HSI'S'ÜMH + W191,!) .1 ,2 ,3 ,4 Alici kisminda CDM kullanan pilotlarin dikgen olmasini saglamak 'üzere, herhangi bir (m, i) çifti için, Hizli) z Hfg'i) z Hgfý't) z Hgfg'i) seklinde kanalin pilot örüntü ayristirma grubundaki kaynaklarda sabit kaldigi varsayimi yapilmaktadir. Bu varsayim altinda, denklem (2)'ye dayanarak, asagidaki denklem elde edilir (kisalik için Hgî'i) : hiz): 1 1 1 1 hi ~ ~ 1 -1 1 -1 hz + ""12 = *'12 1 1 -1 -1 113 (m) "'(m) 1 -1 -1 1 M é) () burada, WTE?) = ,fmagk 'dir ve n_ - 1,2 ve k_ - 1, 2 için |ank|- - 1 ve Y(m)_ - Yün) agk'dir. Bu islem matris formunda, Rh + W 2 yp olarak da ifade edilebilir. Kestirilmis vektör Ii = için en küçük kareler (LS) çözümü su sekilde ifade edilir: Denklem (4) 'e göre, Ii 'in elemanlari su sekilde ifade edilebilir: Burada, Izi, CDM grup 1'deki i'inci katman ile alici anten m arasinda çözümü yapilan pilot ör'ünt'u ayristirma grubu içerisindeki pilot konumlarina atanmis olan ortak kanal kestirim degeridiri yani Fii = HIC?) = ÜSTÜ = ÜSTÜ = 9%". Bu örnek yöntem, belirli bir alici anten sinyali için tüm CDM grubundaki tüm katmanlarin kaynak izgaralarindaki tüm pilot örüntü ayristirma gruplari için tekrarlanmaktadir. Geleneksel pilot örünt'ü ayristirma adiminin sonucunda, i'inci katman ve m'inci alici anten arasindaki tüm pilot hisp , seklindeki bir vektörde saklanabilmektedir. konumlarindaki ilk kestirimler, Geleneksel pilot öri'Jnti'J ayristirma yönteminde, ana varsayim radyo kanalinin bir pilot örünt'ü ayristirma grubunda sabit kalmasidir. Eger bu varsayim basarisiz olursa, alicidaki pilotlarin dikgenligi kaybolmaktadir. Bu nevi bir varsayim, ayni zamanda (5) numarali denklemde örneklendigi 'üzere çapraz terimler nedeni ile tüm katmanlar için de geçerli olmalidir. Ornek olarak, El, (3) ve (5) numarali denklemlere dayanarak gerçek kanal degerleri cinsinden: seklinde ifade edilebilir. Bu, CDM grubundaki katman 1 için pilot örüntü ayristirma grubunda sabitlik varsayimi tutsa bile, kestirimin, diger katmanlardaki, yani {2, 3, 4} numarali katmanlardaki, kanal degerlerinden etkilenecegini ve bunun da kestirime ekstra girisim getirebilecegini göstermektedir. Bu bakimdan, eger diger katmanlardan gelen terimler ortadan kaldirilirsa kestirim performansinin iyilestirilebilecegi söylenebilmektedir. Örnek olarak, 0195'" Hlîýmu (HST'Zl-Hâîý'zö 4 olarak verilmektedir. 2. katmandan gelen girisim terimi (Hgî'z) - Hfglzb'in birinci zaman sembolünün ilk iki alt tasiyicisindaki kanallarin farki olduguna ve (Hgîf'z) -Hgg'2))'nin ikinci zaman sembolünün ilk iki alt tasiyicisindaki kanallarin farki olduguna dikkat edilmelidir. Pratik sistemlerde, kanalin degismedigi varsayimi, kablosuz ortamdaki büyük gecikme yayilimi, hareketlilik nedeni ile Doppler yayilimi, tasiyici frekans kaymasi (CFO) ve olasi zaman senkronizasyonu hatalari gibi etkiler nedeni ile nadiren mükemmel bir sekilde saglanabilmektedir. Pilot dikgenliginde bu tür bir kayip, özellikle yüksek veri ve iletim hizlari saglayabilmek için yüksek spektral verimlilikte çalisan (çok sayida MIMO katmani, daha yüksek modülasyon sirasi ve kod oranlari) iletim senaryolarinda ciddi performans kaybi ile sonuçlanabilmektedir. Ayni zamanda, eger CDM grubundaki diger katmanlarin kanallari sabit degilse, kanal kestirimi yapilacak katman için kanal tamamen sabit olsa bile performans düsmektedir. dokümaninda, daginik pilot modeli ve MIMO-OFDM sistemleri için olan kanal kestirim yöntemlerinden ve bu yöntemlerin gerçeklestirilmesini saglayan bir aparattan bahsedilmektedir. Söz konusu patent dokümaninda açiklanan yöntem ve aparat, bir MlMO-OFDM haberlesme sistemi içindeki pilot sembollerin sayisinin azaltilmasini ve böyle bir sistem içindeki kanal kestiriminin gelistirilmesini saglamaktadir. Ancak, bu dokümanda açiklanan bulus, pilot örüntü ayristirma gruplari içerisinde kanal degisikliklerini elde etmek için pilot konumlarinda kestirilmis kanal degerlerini filtreleyen ve performansi iyilestirmek için, yinelemeli olarak katmanlar arasi girisimi gideren, yinelemeli pilot 'or'ünt'u ayristirmaya dayali, MlMO-OFDM sistemleri için bir kanal kestirim yöntemini açiklamamaktadir. Teknigin bilinen durumunda, CDM kullanan MIMO sistemleri için, pilot konumlarindaki kanal degisikliginden kaynaklanan performans kaybini telafi eden, pratik bir karmasikliga sahip olan ve neredeyse optimal performansa sahip olan bir yöntem bulunmamaktadir. Bu nedenle, pilot konumlarinda CDM kullanan MlMO-OFDM sistemlerinde, pratik hesaplama karmasikligina sahip olan fakat daha iyi ve optimale yakin performansa sahip olan bilgisayar uygulamali bir kanal kestirim yöntemine ve aparatina ihtiyaç duyulmaktadir. Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulus, MIMO-OFDM haberlesme sistemleri için geleneksel alicilara kiyasla daha iyi bir performansa sahip olan bilgisayar uygulamali bir kanal kestirim yöntemi ve aparati ile ilgilidir. Mevcut bulusun özel bir yapilanmasina uygun olarak, pilot yerlesiminde CDM kullanan MIMO-OFDM sistemlerinde kanal kestirimi için bilgisayar uygulamali bir yöntem ve aparat saglanmakta olup, bu yöntem, pilot konumlarindaki kanaldaki degisiklikleri anlayan, filtrelenmis kanal kestirimlerini kullanarak pilot örünt'u ayristirma prosedüründeki katmanlar arasi etkilesimin yinelemeli bir sekilde ortadan kaldirilmasina dayanmaktadir. Açiklanan bulus, optimal performansa yakin bir performansa sahip olup, pratik bir hesaplama karmasikligina sahiptir ve pilot dagilimlarinda CDM kullanan herhangi bir MIMO-OFDM sisteminde kullanilabilir. Mevcut bulusun bir yapilanmasina göre, pilot dagilimlarinda CDM kullanan MlMO- OFDM iletisim sistemleri için bilgisayar uygulamali bir kanal kestirim yöntemi sunulmaktadir. Bu yöntem, diger katmanlarin kanal kestirimlerini kullanarak katmanlar arasi girisimi etkili bir sekilde gideren yinelemeli pilot brünt'u ayristirma islemine dayanmaktadir. Pilot örünt'u ayristirma isleminde kullanilan katmanlara ait kestirimler, pilot konumlarindaki kanal degisikliklerini dogru bir sekilde yakalamak için filtreleme islemi yolu ile elde edilir. Alinan sinyal, kaynak izgarasindaki alinan sembolleri elde etmek için OFDM demodüle edilir ve alinan sembollere bir öncül pilot 'Örünt'ü ayristirma islemi gerçeklestirilir. Sonrasinda, yinelemeli pilot brüntü ayristirma islemi uygulanir. Her bir yinelemede, pilot konumlarindaki kanal kestirimleri filtrelenir ve alinan sinyal ve diger katmanlarin pilot yerlerinde girisime yol açan filtrelenmis kanal kestirimleri kullanilarak, katmanlar arasi girisimi ortadan kaldirma amaçli pilot örüntü ayristirma islemi gerçeklestirilir. Pilot konumlarindaki kanal degerleri güncellenir ve eger daha önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilmissa yinelemeli islem sonlandirilir, ulasilmamissa yineleme sayisi artirilir ve sonraki yineleme baslar. Yinelemeli pilot örüntü ayristirma isleminin sonrasi elde edilen pilot konumlarindaki kestirilmis degerler, tüm kaynak elemanlari için kanal kestirim degerlerini elde etmek adina interpolasyona tabi Mevcut bulusun bir yapilanmasina göre, pilot dagilimlarinda CDM kullanan MlMO- OFDM iletisim sistemleri için bir kanal kestirimi için bir veri islemi aparati sunulmaktadir. Aparat, kaynak izgarasinda alinan sembolleri elde etmek için, alinan sinyale OFDM demodülasyonunun gerçeklestirilmesi ve bir öncül pilot örüntü ayristirma isleminin gerçeklestirilmesi için bir ön isleme modülü; pilot konumlarindaki kanal kestirimlerini filtrelemek, alinmis olan sinyal ve filtrelenmis olan kanal kestirimlerini kullanarak, katmanlar arasi girisimi giderme amaçli pilot örüntü ayristirma islemini yapmak, maksimum yineleme sayisina ulasilip ulasilmadigini belirlemek ve eger ulasilmissa o durumda yinelemeli islemleri sonlandirmak; eger ulasilmamissa, yineleme sayisini artirmak ve bir sonraki yinelemeyi baslatmak için, bir yinelemeli pilot ürüntü ayristirma modülü; ve tüm kaynak elemanlari için kanal kestirim degerlerini elde etmek için pilot konumlarinda kestirim degerlerini interpole eden bir kanal kestirim modülü içerir. Sekillerin Kisa Açiklamasi Sekil 1, bir CDM grubuna ait bir katmanin kaynak izgarasinda 'Örnek niteliginde bir pilot dagilimini gösteren bir grafiktir. Sekil 2, CDM pilot yerlesimi içeren bir MlMO-OFDM sisteminde geleneksel kanal kestirimi için islemlerin akis semasini göstermektedir. Sekil 3, MIMO-OFDM sistemlerinde, yinelemeli pilot örüntü ayristirmaya dayali olarak kanal kestirimi üzerine açiklanan bulus için prosedürlerin akis semasini göstermektedir. Sekil 4, 5G Fiziksel Asagi Yönlü Baglanti Paylasilan Kanal (PDSCH) Demodülasyon Referans Sinyalleri (DMRS) konfigürasyonu için iki örnek pilot dagilimini gösteren bir grafiktir. Sekil 5, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel yöntem ve optimal yöntem için 1 ps gecikme yayilimina sahip, Tapali Gecikme Hatti-C (Tapped Delay Line-C, TDL-C) kanalinda DMRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için farkli sinyali' gürültü oranlarinda (SNR) olusan ortalama kare hata (MSE) performanslarini gösteren bir grafiktir. Sekil 6, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel yöntem ve optimal yöntem için TDL-C kanalinda SNR 15 dB iken, DMRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlarinda, farkli kanal gecikme yayilim degerlerine karsilik olusan MSE performanslarini gösteren bir grafiktir. Sekil 7, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel yöntem ve optimal yöntem için 1 ps gecikme yayilima sahip TDL-C kanalinda, DMRS Tip 1 ve Tip 2 için, 3/4 kod orani ve 64-QAM modülasyon altinda farkli SNR degerlerine karsilik blok hata orani (BLER) performanslarini gösteren bir grafiktir.. Sekil 8, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel yöntem ve optimal yöntem için 100 ns gecikme yayilimina sahip TDL-C kanalinda, DMRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için, farkli SNR degerlerine karsilik MSE performanslarini gösteren bir grafiktir.. Sekil 9, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel yöntem ve optimal yontem için, 300 ne gecikme yayilimina sahip TDL-C kanalinda DMRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için, farkli SNR degerlerine karsilik MSE performanslarini gösteren bir grafiktir.. Sekil 10, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel yöntem ve optimal yöntem için 700 ne gecikme yayilimina sahip TDL-C kanalinda DMRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için, farkli SNR degerlerine karsilik MSE performanslarini gösteren bir grafiktir.. Sekil 11, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel yöntemve optimal yöntem için, TDL- C kanalinda SNR 25 dB iken, DMRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için farkli kanal gecikme yayilim degerlerine karsilik olusan MSE performanslarini gösteren bir grafiktir.. Sekil 12, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel yöntem ve optimal yontem için 1 ps gecikme yayilima sahip TDL-C kanalinda DMRS Tip 1 ve Tip 2 için, 2/3 kod orani ve 256-QAM modülasyon altinda için farkli SNR degerlerine karsilik olusan BLER performanslarini gösteren bir grafiktir. Referans listesi 100. Bilgisayar uygulamali yöntem 101. Her bir alici anten sinyalinin alinmasi ve buna OFDM demodülasyonunun gerçeklestirilmesi 102. CDM gruplarindaki tüm pilot 'Örüntü ayristirma gruplarinda bir `oncül pilot brüntünün ayristirilma isleminin gerçeklestirilmesi 103. yinelemeli pilot 'Örüntü ayristirilmasi 1031. yinelemeli pilot örüntü ayristirma isleminin her bir yinelemesindeki pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi 1032. yinelemeli pilot br'L'inti'i ayristirma isleminin her bir yinelemesindeki katmanlar arasi girisim giderme amaçli pilot örüntü ayristirma isleminin gerçeklestirilmesi 1033. yinelemeli pilot örüntü ayristirma isleminin her bir yinelemesindeki daha önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilip ulasilmadiginin kontrol edilmesi 104. kestirilmis olan pilot konumlarindaki degerlerin Interpole edilmesi Detayli Açiklama Bundan sonra, karsilik gelen çizimlere referans ile mevcut bulusun uygulamalarinin detayli açiklamalari verilecektir. Mevcut bulus MIMO-OFDM haberlesme sistemleri için optimal performansa ve düsük karmasikliga sahip olan bilgisayar uygulamali bir kanal kestirim yöntemi ve bu yöntemi gerçeklestirmek üzere yapilandirilan bir aparat ile ilgilidir. Bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntem, pilot örünt'ü ayristirma prosedüründeki katmanlar arasi girisimin, daha önceki yinelemede elde edilmis diger katmanlara ait kanal kestirimleri kullanilarak çok etkili bir sekilde, yinelemeli bir yaklasimla ortadan kaldirilabilecegi fikrine dayanmaktadir. Burada yinelemeli pilot ayristirma isleminde kullanilan kestirimler, pilot konumlarindaki kanalda meydana gelen degisiklikleri dogru bir sekilde yakalayabilmek adina filtreleme islemi ile elde edilmektedir. Mevcut bulusun yenilikçi adimlarinin arkasindaki temelleri olusturan en önemli gözlem, katmanlar arasi girisimi etkili bir sekilde ortadan kaldirmak için, pilot konumlarindaki kanaldaki farkliliklarin dogru bir sekilde tahmin edilmesi ve ögrenilmesi gerektigidir. Bu durum aslinda, kanal degerlerindeki farki anlayabilmenin, girisimi ortadan kaldirma bakimindan, gerçek kanal degerlerini kestirmeye çalismaktan bile daha 'önemli oldugunu göstermektedir. Ozellikle çok girisli çok çikisli (MIMO) Dikey Frekans Bölmeli Çogullama (OFDM) haberlesme sistemlerindeki kanal kestirimi gerçeklestirilmesine imkan sunan bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntem (100); . her bir alici antenin kaynak sebekesi içerisinde alinmis olan sembolleri elde etmek için her bir alici anten sinyalinin alinmasi ve buna OFDM demod'ulasyonunun gerçeklestirilmesi (101), o her bir anten sinyali için, karsilik gelen OCC kodunu ve alinmis sembolleri kullanarak t'um CDM gruplarindaki tüm pilot brüntu ayristirma gruplarinda bir o her bir alici anten sinyali Için, bütün katmanlarin kaynak izgaralarindaki pilot bri'Jnt'L'i ayristirma gruplarinda meydana gelen kanal degisimlerini elde etmek için, pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi (1031), o her bir alici anten sinyali için, alinmis sinyali ve girisime yol açan, CDM grubunun diger katmanlarindaki pilot konumlarinda bulunan filtrelenmis kanal tahminlerini kullanarak, katmanlar arasi girisim giderme amaçli pilot ört'mt'u ayristirma isleminin gerçeklestirilmesi (1032), 0 daha 'Önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilip ulasilmadiginin kontrol edilmesi (1033); kontrol islemi (1033) sonucunda eger daha önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilmis ise, bu durumda yineleme isleminin sonlandirilmasi; eger daha önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilmamis ise, bu durumda yineleme sayisinin artirilmasi ve yinelemeli islemin bir sonraki yinelemesinin baslatilmasi, adimlarini her bir yinelemesinde içeren, yinelemeli pilot brünt'u ayristirma isleminin bütün pilot brünt'u ayristirma gruplarinda gerçeklestirilmesi (103) ve o her bir alici bir alici anten sinyali için, her bir katmanda t'um kaynak elemanlarindaki kanal kestirim degerlerini elde etmek için yinelemeli pilot örüntü ayristirma islemi (103) neticesinde kestirilmis olan pilot konumlarindaki degerlerin interpole edilmesi (104) adimlarini içermektedir. Bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntemde (100) ilk olarak; sinyal alinmakta ve her bir alici anten m'nin, m: 1,...,NR için, kaynak izgarasi içerisindeki alinmis olan sembolleri YTE? elde etmek adina OFDM demodülasyonu gerçeklestirilmektedir (101). Bunun ardindan, bir öncL'iI pilot örünt'u ayristirma adimi (102), bütün pilot brünt'u ayristirma gruplarinda, karsilik gelen OCC ve alinmis sinyaller kullanilarak tüm CDM gruplari, yani CDM grubuj = 1, ...,,] ve alici anten sinyallerinin her biri, yani alici anten m 2 1, ...,NR, için gerçeklestirilmektedir. Bir uygulamada, önc'ul pilot 'örüntü ayristirma adimi (102), radyo kanalinin pilot orüntü ayristirma noktalarinda sabit kaldigi varsayimina dayanarak En Küçük Kareler (LS) kestirim yöntemi vasitasiyla gerçeklestirilmektedir. Yinelemeli pilot örüntü ayristirma isleminin bütün pilot örüntü ayristirma gruplarinda gerçeklestirilmesi (103) adimindaki her bir yineleme, her bir alici anten sinyali için tüm katmanlarin kaynak izgarasi içerisindeki pilot konumlarinda bulunan kanal kestirimlerinin filtrelenmesi (1031) ile baslamaktadir. Bunun ardindan, bir CDM grubuna ait her katman için ve her bir alici anten sinyali için, katmanlar arasi girisimi ortadan kaldirma amaçli pilot örüntü ayristirma islemi (1032) gerçeklestirilmekte olup bu islemde (1032) tercihen, alinan sinyal ile girisime yol açan, CDM grubundaki diger katmanlarin pilot konumlarindaki filtrelenmis kanal kestirimleri kullanilmaktadir. Bu islemin (1032) bir sonucu olarak, pilot konumlarindaki kanal kestirimi degerleri de güncellenmektedir. Son olarak, daha 'önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilip ulasilmadigi kontrol edilmekte (1033) olup eger Qmax ile belirtilen ve daha önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilmissa, pilot brüntü ayristirma adimi (103) sonlandirilmaktadir. Kontrol isleminin (1033) ardindan yineleme sayisinin daha 'Önceden belirlenen yineleme sayisina ulasmadigi tespit edilirse, yineleme sayisi bir artirilmakta ve bir sonraki yineleme yine pilot konumlarindaki kestirimlerin filtrelenmesi islemi (1031) ile baslatilmaktadir. Buradaki filtrelenmis degerler girisimi ortadan kaldirma amaçli pilot örüntü ayristirma adiminin (103) sonucu olarak elde edilmis olan degerlerdir. Bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntemde (100) yer alan yinelemeli pilot brüntü ayristirma isleminin bütün pilot örüntü ayristirma gruplarinda gerçeklestirilmesi adiminin (103) birinci yinelemesinde, filtreleme islemi (1031 ) 'Öncül pilot örüntü ayristirma isleminin (102) sonucu olarak elde edilmis, pilot konumlarindaki kanal kestirim degerlerine uygulanmaktadir. Daha önce de belirtildigi gibi, bir pilot örüntü ayristirma grubu içerisindeki öncül pilot 'orüntü ayristirma isleminden (102) sonra elde edilen kanal kestirim degeri, verilen bir katman için, çözümü yapilan pilot örüntü ayristirma grubu içerisindeki tüm pilot konumlarina kestirim olarak atanmis olan ortak bir degerdir. Bir baska deyisle, öncül pilot örüntü ayristirma (102) sonucunda, pilot örüntü ayristirma grubundaki tüm pilot konumlar için tek bir kestirim degeri atanmaktadir. Bununla birlikte, açiklanan bulus konusu yöntemin (100) yinelemeli pilot 'Örüntü ayristirma adiminda (103) her bir katman için pilot örüntü ayristirma grubundaki kanaldaki degisikliklerin yakalanmasi ve kestirilmesi esastir. Bunun nedeni, bncül pilot örüntü ayristirma isleminden (102) sonra, kanal kestirimlerindeki girisimin, yukarida gösterildigi gibi, pilot konumlarindaki kanal degisimi nedeniyle ortaya çikan fark terimlerinden olusmasidir. Girisimi etkili bir sekilde ortadan kaldirmak için, kanalin nasil degistigini ögrenmek gereklidir. Pilot konumlarindaki kanal korelasyonlarina dayanan bir filtre kullanilarak, bir pilot örüntü ayristirma grubu içerisindeki kanal degisiklikleri tahmin edilebilir. Filtreleme adimi olmadan, kanal kestirim degerleri tüm pilot konumlar için ayni olacaktir ve bu tür bir bilgi girisimi ortadan kaldirmak Için yararli degildir. Yani, kanal degisikliklerini elde etmek adina, herhangi bir filtreleme islemi (1031) olmadan 'Öncül pilot örüntü ayristirmanin (102) çiktisina dayali bir girisim giderme islemi, geleneksel kanal kestiriminin performansini gelistirmeyecek ve daha da kötüsü, kestirimlerdeki gürültü gücünü artiracaktir. Filtreleme isleminin (1031) bir baska avantaji, filtreleme ile elde edilen gürültü azaltimi ile öncül pilot 'örüntü ayristirma isleminden (102) sonraki pilot konumlarinda bulunan kanal kestirimlerinin kalitesini iyilestirmesidir. Bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntemde (100) yeralan yinelemeli pilot orüntü ayristirma isleminin bütün pilot örüntü ayristirma gruplarinda gerçeklestirilmesi adiminin (103) ikinci yinelemesinde ve ikinci yinelemesinden sonra, filtreleme islemi (1031), katmanlar arasi girisimi ortadan kaldirma amaçli, güncellenmis pilot örüntü ayristirmanin bir sonucu olarak elde edilen pilot konumlardaki kanal kestirimi degerlerine uygulanmaktadir. Bu durumda, verilmis bir katman için, her bir pilot konumuna özgü bir kestirim olsa da filtreleme islemi (1031), kestirimlerin kalitesini iyilestirdigi için yine de yararlidir. Ayni zamanda, filtreleme islemi (1031), yalnizca pilot konumlarindaki kestirimleri dikkate almaktadir; bir baska deyisle söz konusu filtreleme islemi (1031) pilot konumlarindaki kanal kestirimlerine uygulanmakta ve yalnizca pilot konumlar için yeni kestirimler üretilmektedir. Bu sebeple, bu islem tüm veri ve pilot konumlari için kestirim üreten interpolasyon isleminden (104) farklidir. Yinelemeli pilot örüntü ayristirma adiminda (103), daha özel olarak pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi ait adiminda (1031) kullanilan filtre, pilot konumlarindaki kanal degisikliklerini dogru bir sekilde tahmin etmeye uygun olmalidir. MMSE tabanli filtreler, kestirimleri elde etmek üzere pilot konumlari arasindaki kanal korelasyonu gibi ikinci dereceden istatistikleri kullandiklarindan, pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi alt adiminda (1031) kullanilmaya uygundurlar. Bir uygulamada, pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi alt adiminda (1031) kullanilan filtre hem zaman hem de frekansta (2D-MMSE) MMSE kestirimine dayanmaktadir. Bir uygulamada, pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi alt adiminda (1031) kullanilan filtre, önce zaman boyutunda ve daha sonra frekans boyutunda MMSE kestirimine dayanmaktadir. Bir uygulamada, pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi alt adiminda (1031) kullanilan filtre, önce frekans boyutunda ve daha sonra zaman boyutunda MMSE kestirimine dayanmaktadir. Bir uygulamada, pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi alt adiminda (1031) kullanilan filtre, önce frekans boyutunda MMSE kestirimine ve ardindan zaman boyutunda en azindan dogrusal interpolasyon, en yakin nokta interpolasyonu, kayan pencere ortalamasi yöntemlerinden en az birine dayanmaktadir. Bir uygulamada, pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi alt adiminda (1031) kullanilan filtre, önce zaman boyutunda MMSE kestirimine ve ardindan frekans boyutunda en azindan dogrusal interpolasyon, en yakin nokta interpolasyonu, kayan pencere ortalamasi yöntemlerinden en az birine dayanmaktadir. Bir uygulamada, yinelemeli pilot örüntü ayristirma adiminda (103), daha özel olarak pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi alt adiminda (1031) kullanilan 2D- MMSE tabanli filtreleme tercihen asagidaki ifadeyi kullanmaktadir: burada, Iigîggm kaynak izgaradaki pilot konumlarinda, i'inci katman ve m'inci alici anten arasindaki filtrelenmis kanal kestirim degerlerini içermektedir. Yinelemeli pilot örüntü ayristirma adiminda (103) gerçeklestirilen ilk yineleme hariç diger tüm yinelemeler için, îign'i) önceki yinelemedeki katmanlar arasi girisim ortadan kaldirma amaçli güncellenmis pilot örüntü ayristirma isleminin (1032) bir sonucu olarak elde edilen, i'inci katman ile m'inci alici anten arasindaki pilot konumlarindaki kanal kestirim degerlerini temsil etmektedir. Ilk yineleme için, 55"" öncül pilot örüntü ayristirma isleminin (102) bir sonucu olarak elde edilen, i'inci katman ile m'inci alici anten arasindaki pilot konumlarindaki kanal kestirimi degerlerini temsil etmektedir. Denklem (6)'daki Râphp, i'inci katmandaki pilot konumlarinin birbirleri arasinda olusan kablosuz kanal korelasyon matrisi olup 02 gürültü varyansidir. Denklem (6)'da verilen islem, her bir katman için karsilik gelen korelasyon matrisleri kullanilarak, tüm alici sinyalleri m = 1,...,NR ve tüm katmanlar i=1,2,...,NL için tekrarlanmaktadir. Denklem (6)'daki vektörlerde görünen alt simge (ya da üst simge) p, söz konusu vektörlerin tüm kaynak izgarasi için degil de, yalnizca pilot konumlar için degerleri tasidigini belirtmektedir. Bir uygulamada, Denklem (6)'da verilen korelasyon matrisi Rhphp, tüm içerigi burada tam olarak dahil edilmis olan Robust MMSE channel estimation in OFDM systems with practical timing synchronization, by Vineet Srivastava et al., IEEE Wireless Commun. and Networking Conf., Atlanta, GA, USA, 2004'te açiklandigi gibi hesaplanabilir. Katman indeksi i'nin, tarifnamenin sadeligi açisindan asagidaki degiskenlerden kaldirildigina dikkat edilmelidir. Korelasyon matrisini hesaplamak için, kaynak elemanlari arasindaki zaman ve frekans alaninda korelasyonlar bagimsiz olarak hesaplanmakta ve bir Kronecker çarpimi ile birlestirilmektedir. Frekans alanindaki korelasyon matrisi hph gösterilirken, zaman alaninda korelasyon matrisi Ramp ile gösterilmektedir. Ilk olarak, L sayida kanal tapasi Için Rh (f) matrisi asagidaki gibi tanimlanmaktadir: burada Nm OFDM modülasyonunda kullanilan FFT boyutudur, 12,? )(a b) 12,5" matrisinin a'inci satir ve b'inci sütundaki elemani olup, kaynak izgarasindaki a 'inci ve b'inci alt tasiyicilar arasindaki kanal korelasyon degerini tasimaktadir. Sonrasinda, Rhgâp,R m'deki yalnizca pilot konumlarina karsilik gelen satirlar ve sütunlar yani bir pilot degeri tasiyan alt tasiyicilar göze alinarak elde edilebilir. Benzer sekilde, Jakes modelini kullanarak Râ? matrisi asagidaki gibi tanimlanmaktadir: Rgîîta b) :10(27ID(a - W) (8) burada D maksimum Doppler yayilimidir, T OFDM sembolünün süresidir, Rhh)(a b), Râ? matrisinin a'inci satir ve b'inci sütundaki elemani olup, kaynak izgarasindaki a'inci ve b'inci OFDM sembolleri arasindaki kanal korelasyon degeridir. Ayni zamanda, ]0(.) birinci türden ve sifirinci dereceden Bessel fonksiyonudur. Rhgâp Riîiti) 'deki sadece zaman alanindaki pilot konumlara karsilik gelen satirlar ve sütunlar, yani bir pilot deger tasiyan OFDM sembolleri göze alinarak elde edilebilmektedir. Daha sonra, birlestirilmis korelasyon matrisleri Rhphp = Rhgggipg› Rhgiîp olarak hesaplanabilir olup, buradaki ifadedeki ® matrislerin Kronecker çarpimini göstermektedir. Denklem (6) ve Denklem (8) arasindaki denklemleri kullanabilmek için, h'de yer alan, kaynak izgarasindaki kanal degerleri, ya da hp'de yer alan, pilot konumlarindaki kanal degerlerinin Önce frekans olarak daha sonra zaman düzleminde siralandigi belirtilmelidir. Bu, belirli bir katman için, h1 hp'1 hNislot hpiiNp oldugu anlamina gelmekte olup burada, hIj = 1,2,....N510t için zaman dilimi içerisindeki j'inci OFDM sembolünün alt tasiyicilarindaki kanal degerlerini tasiyan bir sütun vektörüdür ve h", j: 1,2,...,Np için zaman dilimi içerisindeki j'inci pilot OFDM sembolünün alt tasiyicilarindaki kanal degerlerini tasiyan bir sütun vektörüdür. Burada, NIJ zaman dilimi içerisindeki pilot OFDM sembollerinin toplam sayisini göstermektedir. Ayni CDM grubundaki her katman için, Rhphp matrisinin ortak oldugunun da vurgulanmasi önemlidir. Bir uygulamada, bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntemde (100) yer alan katmanlar arasi girisim giderme amaçli pilot örüntü ayristirma islemi (1032) asagida açiklanacak olan islemleri içermektedir. Tüm katmanlar için, pilot konumlarindaki filtrelenmis kanal kestirimleri elde edildikten sonra, belirli bir katman için, bir ara sinyal elde etmek amaciyla, alinan sinyalden katmanlar arasi girisim terimleri çikarilmaktadir. Daha sonra, pilot konumundaki ara sinyali, o pilot konumunda gönderilmis olan pilot sembole bölmek sureti ile bir kestirim elde edilmektedir. Ornek bir pilot yerlesimi düsünülürse, (yukarida teknigin bilinen durumunda açiklanan geleneksel kestirimin ikinci adiminda yapilan pilot örüntü ayristirma kismi için de ayni örnek yerlesim kullanilmistir) örnekteki pilot örüntü ayristirma grubundaki alinan ve demodüle edilmis olan sinyaller Denklem (2)'de gösterilen denklemleri saglamaktadirlar. Buna göre, m'inci alici anten sinyali ve birinci sembolün birinci alt tasiyicisinda konumlandirilmis pilot için, asagidaki denklem geçerlidir: yigin) = (Hic,nii'1}Jr "32) + Hsîiii/s) + Hsîrii'ü) "11 + W1(T)-(9) Bir yinelemedeki en son filtreleme isleminden sonra pilot konumlardaki kanal kestirimleri, dört katman için, HIT", 17197112), Hgý'g'), HIT" ile gösteriliyorsa, bu durumda, birinci katman için kanal kestirimini, yani Hfî'l)ii, bulmak amaciyla öncelikle katmanlar arasi girisim terimi, alinan sinyalden çikarilarak ara sinyal elde edilmektedir, .1 - ,2 - ,3 - ,4 Denklem (10)'a dayali olarak, birinci katman için kanal kestirimi su sekilde bulunmaktadir: Diger katmanlar için, birinci sembolün birinci alt tasiyicisindaki kanal kestirimleri de asagidaki gibi benzer sekilde ifade edilebilir: 1710713) _ "'10" A) Dikkate alinan pilot brünt'u ayristirma grubundaki diger pilot konumlarindaki kanal kestirimleri benzer adimlar takip edilerek elde edilebilir. Eger bir yinelemede en son filtreleme isleminden (1031) sonra birinci sembolün ikinci alt tasiyicisinda konumlandirilmis olan pilotlarda kanal kestirimleri dört katman için High", 1710; 2), HIT; 3), HCm4) ile gösteriliyorsa, bu durumda kanal kestirimleri asagidaki sekilde ifade edilebilir. Hsm 3)_ _ yltm)a12 _(HsTgi i1)_ HICim 2) _HSTIZI 4) Eger bir yinelemede en son filtreleme isleminden (1031) sonra ikinci sembolün ilk alt tasiyicisinda konumlandirilmis olan pilotlarda kanal kestirimleri dört katman için HCm' '1), ifade edilebilir: 17253149: _VZCT ag1++HCmU+ iîCfgZJ-HCMU ggîsßd_ _Y(m)a21+ (- (m.i)+ Htm2)_ _(m3)) Eger bir yinelemede en son filtreleme isleminden (1031) sonra ikinci sembolün ikinci alt tasiyicisinda konumlandirilmis olan pilotlarda kanal kestirimleri dört katman için Hgg'l), Hgi'ý'z), Hgîgm, HS?" ile gösteriliyorsa, bu durumda kanal kestirimleri asagidaki sekilde ifade edilebilir: rgzii) = Yzýshlgz _ (_Üggi,2) _ Ügggî) + !TrSah/1:)) Yukarida 'Örnek olarak verilen katmanlar arasi girisim giderme amaçli pilot örünt'u ayristirma adiminin (1032), tüm CDM gruplarindaki katmanlardaki pilot örünt'i'i ayristirma gruplari için uygulanmasi gerekmektedir. i'inci katman ve m'inci alici anten arasindaki pilot konumlarinda güncellenmis kestirimler vektöründe saklanmakta ve söz konusu vektörün önceki degerinin 'üzerine yazilmaktadir. Mevcut açiklama, sayisal örneklerde gösterilecegi sekli ile MIMO-OFDM sistemlerinde kanal kestirimi için geleneksel kestirim yöntemlerine göre daha iyi ve optimale yakin performansa sahiptir. Bu durum, bir pilot örüntü ayristirma grubundaki pilot konumlarinda kanal degisikliklerini elde etmek için kanal kestirimlerine filtreleme uygulanmasinin ve filtrelenmis kestirimler kullanilarak girisim terimlerinin etkili bir sekilde ortadan kaldirilmasinin bir sonucu olup, kullanilan bu nevi bir "filtreleme ve ortadan kaldirma" yaklasimi 'Önceki teknikte mevcut degildir. Performanstaki iyilesme, giderilen girisim terimlerinin diger katmanlardaki pilot konumlarindaki kanal degisikliklerini içermesi gerçegine dayanmaktadir. Bu adimlarin gerçeklestirilmemesi (kanal degisikliklerinin elde edilmemesi ya da girisim terimlerinin ortadan kaldirilmamasi) ya da bunlarin açiklamada belirtildigi sekli ile belirtilen sira olmadan gerçeklestirilmesi mevcut açiklamanin performans faydalarinin elde edilmesini engelleyecektir. Bir uygulamada, yinelemeli pilot 'örünt'ü ayristirma adimi (103), kaynak izgarasinda daha uygulamada, söz konusu önceden belirlenmis pilot konumlari alt kümesi, iletim bandinin ilk kfdge ve son kgdge pilotlarinda bulunanlar hariç tüm pilot konumlari olarak belirtilebilir olup, buradaki !(1 ve k2 negatif olmayan tam sayilardir. Bu durumda, k kgdýe tarafindan belirtilen iletim bandinin kösesindeki pilotlar yinelemeli pilot örüntü ayristirma islemlerine (103) dahil edilmezler ve bu pilotlar için, öncül pilot örüntü ayristirma islemiyle (102) kestirilmis degerler, yinelemeli pilot örüntü ayristirma islemindeki (103) tüm yinelemeler boyunca herhangi bir güncellemeye ugramazlar. Bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntemde (100) yinelemeli pilot örüntü ayristirma adimi (103) vasitasiyla elde edilen pilot konumlarindaki kestirilmis degerler, her bir katmandaki kaynak izgarasi içerisindeki tüm kaynak elemanlari için kanal kestirimlerini elde etmek adina interpole edilmektedir (104). Bu islem tüm alici anten sinyalleri için yapilmalidir. Interpolasyon adimi ( MMSE kestirimi, ilk olarak zaman içinde ve daha sonra frekansta ya da ilk olarak frekansta daha sonra da zaman içinde MMSE kestirimi (MMSE 1D-1D), dogrusal interpolasyon, en yakin nokta interpolasyonu, kayan pencere ortalamasi yöntemlerinden en az biri kullanilarak gerçeklestirilmektedir. Bir uygulamada, yinelemeli pilot örüntü ayristirma islemi (103) neticesinde kestirilmis olan pilot konumlarindaki degerlerin interpole edilmesi adiminda (104) 2D-MMSE interpolasyonu asagidaki ifade kullanilarak yapilmaktadir: îi ""17 = Rghpmgphp + 021)-1 ES,""Ü (16) burada Ii 5,7336, i'inci katman ve m'inci alici anten arasindaki tüm kaynak izgarasindaki nihai kanal kestirim degerlerini içermekte, Tigniüyinelemeli pilot örüntü ayristirma isleminin (103) çiktisidir ve i'inci katman ve m'inci alici anten arasindaki pilot konumlarindaki kestirilmis olan kanal degerlerini tasimaktadir. Denklem (16)'daki Rghp i'inci katman için, tüm kaynak izgarasi konumlari ile ve n pilot konumlari arasindaki kanal korelasyon matrisini göstermektedir. Denklem (16)'daki ;iphp i'inci katman için pilot konumlarinin birbirleri arasindaki kablosuz kanal korelasyon matrisi olup 02 gürültü varyansidir. Denklem (16) 'da verilen bu islem, her bir katman için karsilik gelen korelasyon matrisleri kullanilarak, tüm alici anten sinyali m = 1, ...,NR ve tüm katmanlar i = 1,2, ...,NL için tekrar edilmektedir. Bir baska uygulamada, Denklem (16)'da verilen korelasyon matrisleri Rgmp ve Rgiphp iki boyutta gürbüz kanal kestirim yöntemi kullanilarak hesaplanabilmektedir. Katman indeksi i'nin, tarifnamenin sadeligi açisindan degiskenlerden düstügüne dikkat edilmelidir. Bir korelasyon matrisini hesaplamak için, kaynak elemanlari arasindaki zaman ve frekans düzlemindeki korelasyonlar bagimsiz olarak hesaplanmakta ve bunlar bir Kronecker çarpimi ile birlestirilmektedir. Frekans düzlemindeki korelasyon matrisleri, hphp ile ifade edilirken zaman düzlemindeki korelasyon matrisleri Râtiîp ve Râtghp ile ifade edilmektedirler. Denklem (7)'de tanimlanan matris &59'i kullanmak sureti ile, RE) matrisi, Râ? matrisinin frekans alanindaki pilot konumlarina karsilik gelen sütunlarinin alinmasi ile elde edilebilmektedir. 12,192., matrisi de Rggg matrisinin frekans alanindaki pilot konumlara karsilik gelen satirlari alinarak elde edilebilmektedir. Benzer sekilde, Denklem (8)'de tanimlanan matris 12,521 kullanmak sureti ile, Râ?? matrisi, Râ? matrisinin sadece zaman alanindaki pilot konumlarina karsilik gelen sütunlarinin alinmasi ile elde edilebilmektedir. Rhphp matrisi de Rgh matrisinin zaman alanindaki pilot konumlarina karsilik gelen satirlari alinarak elde edilebilmektedir. Daha sonra, birlestirilmis korelasyon matrisleri Rhhp = Réfgpßi RÃQ, ve Rhphp = Rhggpßi 12,122., olarak hesaplanabilir olup, burada (8: matrislerin Kronecker çarpimini göstermektedir. Ayrica, kaynak izgarasi ya da pilot konumlarindaki kanal degerlerinin, sirasiyla !1 ve hp de tasindigi `üzere, vektör içinde ilk olarak frekansta daha sonra da zamanda siralandigina dikkat edilmelidir. Bu, belirli bir katman için; h1 hit"1 hNislot ;ip-:Np oldugu anlamina gelmekle beraber, burada, hi ilgili zaman dilimi içerisindeki j'inci OFDM sembolün'un, j: 1,2, ...NEW için, alt tasiyicilarindaki kanal degerlerini tasiyan bir vektörd'ür. h?" ilgili zaman dilimi içerisindekij'inci pilot OFDM sembolün'un,j 2 1,2, ---iNp için, alt tasiyicilarindaki kanal degerlerini tasiyan bir vektör olup, burada N19 zaman dilimi içerisindeki pilot OFDM sembollerinin toplam sayisini göstermektedir. Ayni CDM grubundaki her katman için Rhphp matrisinin ortak olduguna da ayni zamanda dikkat edilmelidir. Bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntem (100), tipki geleneksel alicilarda oldugu gibi pratik bir hesaplama karmasikligina sahiptir. Mevcut bulusun yinelemeli pilot örüntü ayristirma adimi (103), pilot konumlarinda filtreleme islemine (1031) ve girisim ortadan kaldirma amaçli pilot örünt'L'i ayristirmaya (1032) dayanmaktadir. Bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntemde (100) yer alan pilot konumlarindaki kanal kestirimlerinin filtrelenmesi (1031) ve kestirilmis olan pilot konumlarindaki degerlerin interpole edilmesi (104) adimlari, bir dizi kanal ve SNR parametreleri için daha önceden depolanmis olan matrisler kullanilarak, yani matris tersi alma islemini çevrimdisi gerçeklestirip, gerçek zamanli çalisirken de bellekten belirli kanal kosullari için gerekli matrisleri çagirarak gerçeklestirilebilmektedir. Bu nedenle hem filtreleme (1031) hem de interpolasyon (104) islemleri, kestirimi gerçeklestirmek adina yalnizca matris çarpimini gerektirmekte ve bu tarz bir çarpim donanimda çok verimli bir sekilde gerçeklenebilmektedir. Gerçekleme maliyeti yüksek olan matris tersi alma islemininse gerçek zamanli olarak gerçeklestirilmesine gerek bulunmamaktadir. Ayni zamanda, girisimi ortadan kaldirma amaçli pilot örüntü ayristirma islemi (1032) de, düsük maliyetli bir islem olup basit aritmetik islemler ile dogrusal zaman karmasikliginda gerçeklestirilebilmektedir. Ayrica, açiklanan bulus sayesinde, çok az sayida yineleme ile iyi bir performans elde edebilmektedir. Tipik olarak, Qmax = 1 ya da Qmax = 2, açiklanan bulus ile elde edilebilecek en iyi performansi elde etmek için zaten yeterlidir. Bu durum filtrelemenin ve girisim ortadan kaldirma amaçli pilot örüntü ayristirmanin birçok kez yinelenmesine gerek olmadigi anlamina gelmektedir. Bu nedenle, açiklanan bilgisayar uygulamali yöntemin (100) bahsedilen karmasikligi, geleneksel yönteme göre sadece biraz daha yüksektir. Açiklanan bulus, geleneksel yönteme kiyasla gelismis ve optimal aliciya yakin bir performansa sahiptir. Bunu açik bir sekilde göstermek için, optimal pilot örüntü ayristirma prosedürü de tarifname içerisinde açiklanmistir. Bu durumda, pilotlarin pilot örüntüsünden ayristirilmasi ve interpolasyonu, optimal bir MMSE kestiricisinde birlikte ortak olarak gerçeklestirilmektedir. Çoklu alici anten durumu için kanal kestirimi, her bir anten için açiklanan islemin ayri ayri tekrarlanmasi ile gerçeklestirilebildiginden söz konusu prosedür sadece tek bir alici anten durumu için açiklanmistir. Birinci adim, tek katmanli bir OFDM sistemi için MMSE kestiricisini türetmektir. Bir OFDM sistemindeki pilot konumlarda alinmis olan sinyal su sekilde ifade edilebilir: burada yp OFDM kaynak izgarasi içerisindeki pilot konumunda alinmis olan sinyaldir, X pilot konumlarindaki pilot degerlerini tasiyan bir diyagonal matristir, hp pilot konumlarindaki gerçek kanal degerlerini tasir ve n, hp'den bagimsiz olarak sifir ortalama kompleks Gauss gürültü vektörüdür, burada her bir bilesen bagimsizdir ve 02 varyans ile özdes bir sekilde dagitilmistir. Bu nedenle, yp'ye dayali olarak, tüm kaynak elemanlari için MMSE kanal kestiricisi su sekilde ifade edilebilir: îimmse : Rhyp R;Piyp yp (18) burada !1 tüm kaynak elemanlarindaki kanal degerlerini tasir. n ve hp'un bagimsizligi nedeni ile, birinci korelasyon matrisinin Rhyp = RhhpXH olarak, ikinci korelasyon matrisinin Ryilyp = XRhphPXH + 02! olarak elde edildigine dikkat edilmelidir. Bu nedenle, kanal kestirimi asagidaki gibi olmaktadir: îimmse = RhhPXH(XRhPhPXH + 021)* y"- (19) Pilot dagilimlarinda CDM kullanan bir MlMO-OFDM sisteminde, h. (ve pilot konumlarinda hp) ayni CDM grubuna ait olan tüm katmanlar için kanal degerlerini içermelidir. Ornek olarak, CDM grubu j, |C,-| sayida katman içerir, bu nedenle ilgili vektörler su sekilde tanimlanabilir: "lal hicji burada X, i'inci katman için pilot degerlerin bir diyagonal matrisidir, h,- i'inci katmanin tüm kaynak izgarasindaki kanal degerleridir ve h? i'inci katmanin pilot konumlarindaki kanal degerleridir. Tek bir katman için Denklem (19)'da verilen kanal kestirim denklemi, çoklu katmanlara genellestirilebilir. Bu amaçla, bir katmana özgü korelasyon matrislerinin verilmis bir CDM grubuna ait katmanlarda ayni olduguna dikkat edilmelidir. Bu durumun sebebi, CDM grubu içinde tüm katmanlarda, pilotlarin ayni kaynak elemanlarinda yer almasidir. Bu nedenle, eger verilen CDM grubuj=ye ait bir katman için kanal korelasyon matrisleri Ehhp ve Ishphp ile gösteriliyorsa, bu durumda CDM grubu j içerisindeki tüm katmanlar için birlestirilmis korelasyon matrisleri su sekilde elde edilebilir: burada 8› matrislerin Kronecker çarpimini göstermektedir. Bu nedenle, Denklem (19)'da verilen denklem, çoklu katman durumu için su sekilde yeniden yazilabilir: burada Emma CDM grupj içerisindeki tüm katmanlarin tüm kaynak izgaralarindaki kanal kestirimi olup, bu kestirimler pilot örüntü ayristirma ve MMSE kanal kestirimi isleminin ortak olarak yapilmasiyla elde edilmektedir. Deklem (20) ve Denklem (22) kullanilarak, îimmse ayni zamanda su sekilde de ifade edilebilir: Rnaniêii Denklem (22) kullanilarak Emma ifadesini elde etmek için Rhhp ve Rhphp'nin hesaplanmalari gerekmektedir. Optimal performans için 2D-MM8E kanal kestirimi dikkate alindigi zaman, kanal korelasyon matrisleri, kaynak elemanlari arasindaki korelasyonlarin zaman ve frekansta bagimsiz olarak bulunmalari ile elde edilebilmekte ve bunlar bir Kronecker çarpimi ile birlestirilmektedir. Rhhp ve Rhphp iki boyutta gürbüz kanal kestirim yöntemi kullanilarak hesaplanabilmektedir. Frekans alani içerisindeki korelasyon matrisleri, Rgß, ve Rhggp ile ifade edilmekte ve bunlar zaman alani içerisinde RSIIÄ,, ve R"ghp ile ifade edilmektedirler. HS# matrisi Denklem (7) de tanimlanmis olan Râ? matrisinin frekans alanindaki pilot konumlarina karsilik gelen sütunlarinin alinmasi ile elde edilebilmektedir. Rhgiîp matrisi de benzer sekilde,R ,EQ, matrisinin sadece frekans alanindaki pilot konumlarina karsilik gelen satirlarinin alinmasiyla elde edilebilmektedir. Benzer sekilde, Denklem (8)'de tanimlanan Râ:) matrisini kullanarak, R( ,3;, matrisi, RL? matrisinin sadece zaman alanindaki pilot konumlarina karsilik gelen sütunlarinin alinmasi ile elde edilebilmektedir. Benzer sekilde, RCMp matrisi Rhhp matrisinin sadece zaman alanindaki pilot konumlarina karsilik gelen satirlari alinarak elde edilebilmektedir. Daha sonra, birlestirilmis korelasyon matrisleri Rhhpz RâcgpcgiRggg ve Rhphp : Râtghp @Rhgfgp olacak sekilde hesaplanabilmektedir. Burada, kaynak izgarasindaki ve pilot konumlarindaki kanal degerlerinin, yani sirasiyla h,- ve hf'deki degerlerin, ve Denklem (20)'de kullanilan pilot degerlerinin, yani X1- içerisindeki degerlerin, her bir katman için, yani i: 1,2,...,NL katmanlarinda, ilk olarak frekans, daha sonra zaman alaninda siralandiklarina dikkat edilmelidir. Bu durum, i'inci katman için asagidaki anlama gelmektedir: .1 h? xg h'gvslot hp'Np Xl'vp burada hf j = 1.2,...,N5m için, i'inci katmanda, zaman dilimi içerisindeki j'inci OFDM sembolünün alt tasiyicilarindaki kanal degerlerini tasiyan bir sütun vektör'ud'urhîj j : 1,2, ...,Np için, i'inci katmanda, zaman dilimi içerisindeki j'inci OFDM pilot sembolünün alt tasiyicilarindaki kanal degerlerini tasiyan bir sütun vektörü olup, buradaki Np degeri, zaman dilimi içerisindeki toplam pilot OFDM sembollerinin toplam sayisini gösterir. Xf i'inci katmanda, zaman dilimi içerisindeki, j'inci pilot OFDM sembolündeki pilot degerlerini tasiyan bir diyagonal matristir. Farkli CDM gruplarindaki diger katmanlar için kanal kestirimleri, yukarida açiklanan adimlar izlenerek benzer sekilde elde edilebilmektedir. Optimal yöntem, büyük bir hesaplama karmasikligina sahiptir ve matris tersi islemi gerçek pilot degerlere de bagli oldugu için, her bir farkli pilot gönderimi durumunda donanim üzerinde gerçek zamanli olarak büyük matrislerin tersinin hesaplanmasini gerektirmekte, bu nedenle de uygulanmasi çok pratik olmamaktadir. Bununla birlikte, bu yöntemin performansi, açiklanan bulus için bir performans hedefi olarak benzetim sonuçlarinda verilmektedir. Bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntemin (100) performansi, 3GPP tarafindan sunulan 5G Sürüm 15 standartlarindaki pilot yapisi kullanilarak degerlendirilmektedir. 5G'de, veri demodülasyonu için kullanilan pilot sembollerine Demodülasyon Referans Sinyalleri (DMRS), asagi yönlü baglanti ve yukari yönlü baglanti veri kanallari, Fiziksel Asagi Yönlü Baglanti Veri Kanali (PDSCH) ve Fiziksel Yukari Yönlü Baglanti Veri Kanali (PUSCH) olarak adlandirilir. Hem PDSCH hem de PUSCH için tanimlanan DMRS ayni yapiya sahiptir. 5G tarafindan desteklenmesi gereken çok çesitli kullanim senaryolari bulundugundan, DMRS yapisi çok esnektir ve ilgili konfigürasyon parametreleri ile konfigüre edilebilir. Standartta verildigi sekli ile, PDSCH mapping type, zaman diliminin, geleneksel asagi yönlü baglanti zaman dilimi (Tip A) ya da mini zaman dilimi olarak da adlandirilan 5G için tanimlanmis özel bir zaman dilimi yapisi (Tip B) olup olmadigini belirtir, dmrs-TypeA-Position zaman dilimi içerisinde birinci DMRS'nin baslangiç sembolünü belirtir (3 ya da 4), dmrs-AdditionalPosition (0, 1, 2 ya da 3) zaman dilimi içerisinde DIVIRS tasiyan ilave OFDM sembolü olup olmadigini gösterir, dmrs-Type (Tip 1 ya da Tip 2) verilen bir sembol içerisinde DMRS'nin frekans alani örüntüsünü belirler, ve maxLength, CDM grubunun içerisinde 1 (tekli) ya da 2 (çift) sembol, yani |Lj| = 1 ya da 2, tanimlanip tanimlanmadigini gösterir. Sekil 4'te, DMRS konfigürasyonlari için iki örnek verilmektedir. Ilk iki kaynak izgarasi, birinci örnek için DMRS örüntülerini göstermektedir. Bu durumda, NL = 4 dikgen katman ve 1 kaynak blogu (K : 12 alt tasiyici) vardir. Tüm iletim bandi, bu tür kaynak bloklarinin ve Nsm = 14 OFDM sembolünün toplu halidir. Daha büyük kaynak blogu boyutlari için, verilen örüntü frekans alaninda tekrarlanmaktadir. Bu durumda, DMRS parametreleri PDSCH mapping Type = Tip A, dmrs-TypeA-Position = 3, dmrs-AdditionalPosition = 3, dmrs-Type = Type 1 ve maxLength = 1 olarak konfigüre edilmektedir. Burada, temel seti verilmistir. CDM gruplari birbirleri ile frekans alaninda çogullanir, bu nedenle F = 2, T = 1 ve D = 2'dir. Tip 1 için, her bir pilot örüntü ayristirma grubu, her bir kaynak blogunun içindeki frekans alaninda üç kez kullanilmaktadir. Ornek olarak, Sekil 4'teki, ilk örnek pilot yerlesimi için pilot örüntü ayristirma gruplarinin alt tasiyici baslangiç konumlari her sembol için {1, 5, 9}'dur. Pilot örüntü ayristirma gruplari &61'i temel referans olarak alarak, frekans alaninda veri iletim bandi boyunca otomatik olarak düzenli bir sekilde yerlestirilmektedirler. Ancak, zaman alaninda pilotlarin sikligi dmrs-AdditionalPosition parametresi ile konfigüre edilebilmektedir. Ornek olarak, Sekil 4'te pilotlar 4 OFDM sembolünde (zaman dilimindeki konumlari {3,6,9,12} indeksli semboller) bulunmaktadir. Tip 1 ve maxLength = 1 için maksimum 2 farkli CDM grubu olabilmekle beraber her bir CDM grubu, maksimum iki katman tasiyabileceginden bu konfigürasyonda desteklenebilecek maksimum dikgen katman sayisi 4'tür. Sekil 4'te, alttaki iki kaynak izgarasi, ikinci örnek DMRS pilot örüntülerini göstermektedir. Bu durumda, birinci örnege kiyasla temel fark, Tip 1 yerine dmrs-Type = Tip 2'nin kullanilmasidir. Bu durumda, yine temel seti ?(1 2 {1,2} ve 131 : {3} olan CDM grup 1 2 içinde olan katmanlar C2 : {3,4} olarak verilmektedir. Tip 2 için, her bir pilot örüntü ayristirma grubu, her bir kaynak blogunun içindeki frekans alaninda iki kez kullanilmaktadir. Örnek olarak, Sekil 4'te verilen ikinci örnekte pilot örüntü ayristirma gruplarinin alt tasiyici baslangiç konumlari her sembol için {1,7}'dir. Bu, Tip 2'nin Tip 1!e kiyasla frekans alaninda daha düsük yogunluga sahip oldugunu göstermektedir, ancak Tip 2 genel olarak daha fazla sayida katmani destekleyebilmektedir. Bunun ana sebebi, Tip 2 için frekans alani içerisinde çogullanmis olan en fazla 3 farkli CDM grubu olabilmesidir. Ayrica, her bir CDM grubunun, maxLength = 1 iken maksimum iki katman tasiyabilecegi düsünüldügünde, bu konfigürasyon için desteklenebilen maksimum dikgen katman sayisinin 6 olarak bulunabilmektedir. Verilen örnekte bunlardan sadece NL = 4 tanesi kullanilmistir. Eger maxLength = 2 ise, dikgen pilotlara sahip olan maksimum katman sayisi, tek sembol durumuna kiyasla iki katina çikar ve Tip 1 ve Tip 2 için sirasi ile bu sayi 8 ve 12 olur. Bunun nedeni, maxLength = 2 durumunda , her bir CDM grubunun iki yerine maksimum dört katman tasiyabilmesi ve maksimum CDM grubu sayisinin ise degismemesidir. Bulusta verilen örneklerde SG PDSCH DMRS pilot sinyalleri kullanilsa da açiklanan bulus CDM gruplarini içeren herhangi bir pilot tahsis semasina uygulanabilmektedir. Bunlara sinirlandirici olmamak kaydiyla örnek olarak çoklu port CSI-RS, SRS, 5G'de PUSCH DMRS ile kanal tahmini Islemi ya da LTE'de UE'ye özgü DMRS ile kanal tahmini gibi uygulama senaryolari gösterilebilir. Benzetimlerde, DMRS parametreleri Sekil 4'te verilen örneklerde oldugu gibi seçilir ve 5G dalga sekli kullanilmaktadir. Ayrica, TDL-C kanal modeli, kullanici hareketliligi olmadan 1 ya da 2 us gecikme yayilimi ile kullanilmaktadir. Modülasyon tipi 64 ya da 256-QAM'dir. Kanal kodlamasi, temel grafik 1 ile NR LDPC'dir ve kodlama oranlari ya da 3/4't'ur. Kanal kod çözücü 20 yinelemeli minimum toplam algoritmasidir. Iletim bandi K = 600 alt tasiyicidan olusur ve alt tasiyici araligi 15 kHz'dir. Dikey katman sayisi NL = 4'dir ve alici anten sayisi NR = 8'dir, MIMO ön kodlamasi kullanilmaz, tasiyici frekansi 3.5 GHz'dir. Senkronizasyonun mükemmel oldugu varsayilir ve MIMO denklestirici olarak yumusak MMSE denklestirici kullanilmaktadir. Kanal kestirminin interpolasyon asamasinda, dikkate alinan tüm yöntemlerde, yani geleneksel yöntem, optimal yöntem ve açiklanan yinelemeli bulus için 2D-MMSE kullanilmaktadir. 2D-MMSE ayni zamanda, açiklanan yinelemeli bulusta filtreleme yöntemi olarak da kullanilmaktadir. Açiklanan bulustaki tüm sonuçlar için maksimum yineleme sayisi Qmax = 1'dir. Sekil 5'te, 1 us gecikme yayilimi içeren TDL-C kanalinda, DMRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlarinda, açiklanan yinelemeli bulus, geleneksel yöntem ve pilot örünt'i'i ayristirma ile MMSE tabanli interpolasyonun beraber gerçeklestirildigi optimal yöntem, farkli SNR degerleri için MSE performanslari bakimindan karsilastirilmislardir. Geleneksel alicinin optimal aliciya göre önemli bir performans kaybina sahip oldugu görülmektedir. Bunun nedeni, dikgenlik varsayiminin iletimin yapildigi frekans seçici kanalda geçerli olmamasi ve bu durumun CDM grubundaki pilot sembollerde katmanlar arasi girisime neden olmasidir. Açiklanan bulus, geleneksel yöntemin performansini önemli ölçüde gelistirmektedir ve SNR 15 dB'den daha az iken, optimal yöntem ile ayni hata performansina sahiptir. SNR arttikça (yani SNR , açiklanan yinelemeli yöntemin performansi, optimal alicinin performansindan biraz daha kötü olmakla beraber, bu noktada elde edilen MSE degerleri zaten 0.003'ten daha düsüktür. Bu gözleme dayanarak açiklanan yinelemeli bulusun baglanti seviyesi performansi ile optimal yöntemin performansi, yüksek spektral verimlilik gerektiren iletim semalari için dahi birbirlerine çok yakin olacaklardir. Bir diger önemli gözlem, optimal ve açiklanan yinelemeli yöntem için Tip 1 konfigürasyonunun her zaman Tip Z'den daha iyi olmasidir. Bunun nedeni, Tip 1'in daha fazla pilot yogunluguna sahip olmasi ve hem optimal hem de açiklanan yinelemeli yöntemin, frekans seçici kanallarda olusan katmanlar arasi girisim ile çok daha iyi basa çikabilmesidir. Geleneksel yöntemde, genel performans gürültü ile sinirli oldugu zaman (düsük SNRida) Tip 1 daha iyi performans saglamaktadir. Bununla birlikte, geleneksel yöntem için SNR arttikça, Tip 2, Tip 1'e kiyasla daha iyi hata performansina sahip olmaktadir. Bunun nedeni, Sekil 4'te görülebilecegi üzere, bir CDM grubundaki pilotlarin Tip 2'de daha yakin olmasidir. O halde, CDM grubundaki dikgenlik kaybina yol açan kanal katsayilarindaki degisiklik, Tip 2'de Tip 1*e kiyasla daha azdir. Bu nedenle Tip 1, geleneksel alici kullanildigi zaman, kanalin frekans seçici olmasindan daha fazla etkilenmektedir. Sekil 6'da, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel ve optimal yöntem için SNR 15 dB oldugu zaman, DMRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için TDL-C kanalinda, farkli kanal gecikme yayilim degerleri için MSE performanslari saglanmistir. Açiklanan yinelemeli yöntemin, gecikme yayiliminin artmaya baslamasi ile optimal yöntemin performansina çok hizli bir sekilde ulastigi görülmektedir. Gecikme yayilimi çok düsük oldugu zaman, yani neredeyse 0 ns (düz zayiflama kanali) oldugu zaman, geleneksel alicinin, alicidaki dikgenligin korunmasi gerçeginden ötürü, beklendigi gibi optimal alicinin performansini elde ettigine dikkat edilmelidir. Bu durumda, yinelemeli yaklasim gerekli degildir ve geleneksel alici, optimal performans için dogrudan kullanilabilir. Bununla birlikte, gecikme yayilmasi arttikça, geleneksel alicinin performansi hizli bir sekilde bozulmaktadir. Ornek olarak, gecikme yayilimi 100 ne oldugu zaman, açiklanan yöntem zaten geleneksel alicinin performansini iyilestirir ve gecikme dagilimi arttikça performans farki artmaktadir. Sekil 7'de, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel ve optimal yöntemler için 1 us gecikme yayilima sahip olan TDL-C kanalinda, DMRS Tip 1 ve 2 için 3/4 kod orani ve 64-QAM modülasyonu altinda farkli SNR degerleri için blok hata orani (BLER) performanslari saglanmaktadir. Yöntemlerin baglanti düzeyi performanslari, Sekil 5'te verilen MSE hata performanslari ile tutarlidir. Tip 1 için, yinelemeli yöntem, optimal alici ile ayni performansa sahiptir ve optimal alici ile yinelemeli çözüm arasindaki performans farki, 0.01 hedef hata oraninda Tip 2 için 0.1 dB'dir. Geleneksel alicinin performansinin sirasi ile Tip 1 ve Tip 2 için yinelemeli yöntem ile 4.5 dB ve 0.7 dB gelistirildigine dikkat edilmelidir. Mükemmel kanal bilgisi altindaki performans da sekilde saglanmistir ve mükemmel kanal bilgisine kiyasla kanal kestirim hatasindan kaynaklanan performans kaybi, Tip 1 ve Tip 2 için açiklanan yöntem için sirasiyla 1 ve 1.6 dB'dir. Sekil 8'de, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel ve optimal yöntemler için 100 ns gecikme yayilimina sahip olan TDL-C kanalinda DM RS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için farkli SNR degerleri altinda MSE performanslari saglanmaktadir. Nispeten kisa bir gecikme yayiliminda bile, yinelemeli yöntemin geleneksel alicidan daha iyi performans gösterdigi gözlemlenmistir. Sekil 9'de, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel ve optimal yöntemler için 300 ne gecikme yayilimina sahip olan TDL-C kanalinda DM RS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için farkli SNR degerleri altinda MSE performanslari saglanmaktadir. Geleneksel aliciya göre yinelemeli yöntem ile kazanilan performans iyilesmesi daha belirgin hale gelmeye baslamistir. Sekil 10'da, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel ve optimal yöntemler için 700 ne gecikme yayilimina sahip olan TDL-C kanalinda DM RS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için farkli SNR degerleri altinda MSE performanslari saglanmaktadir. Açiklanan bulus ile kazanilan performans iyilestirmeleri oldukça belirgindir. Döngüsel Onek (CP)'in 700 ne gecikme yayilimi için kanal uzunlugunu tam olarak kapsayacak kadar uzun olmamasi nedeni ile, optimal alicida da büyük gecikme yayilimindan dolayi hata tabanina sahip olmaya baslamaktadir. Sekil 11'de, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel ve 0ptimal yöntemler için SNR 25 dB oldugu zaman, DlViRS Tip 1 ve Tip 2 konfigürasyonlari için TDL-C kanalinda farkli kanal gecikme yayilim degerleri için MSE performanslari saglanmistir. Yinelemeli yöntemin performansi, özellikle gecikme yayilmasi arttikça optimal seviyeye yakindir. Geleneksel alici, düz kanalda optimal performansa (neredeyse 0 ns, gecikme yayilimi) ulasir. Bu örnekte gecikme yayilimi 100 ns'den daha az oldugu zaman yinelemeli yöntemin kullanilmasi zaruri degildir. Öte yandan kullanilsa dahi MSE degerleri 0.0001 civarindadir, bu nedenle tamamen düz kanallarda bile Qmax = 1 ile beraber yinelemeli yöntemi kullanmak mümkündür. Sekil 12'de, açiklanan yinelemeli yöntem, geleneksel ve optimal yöntemler için, 1 ps gecikme yayilima sahip olan TDL-C kanalinda DMRS Tip 1 ve 2"de 2/3 kod orani ve 256- QAM modülasyon altinda farkli SNR degerleri altinda BLER performanslari saglanmaktadir. Geleneksel alicinin Tip 1 konfigürasyonunda çalisamadigi, yinelemeli alicinin ise optimal alici ile hemen hemen ayni performansa sahip oldugu görülmektedir. Bu nedenle, kanal kestirim prosedüründe açiklanan yinelemeli yöntem, Tip 1 için neredeyse optimal performans saglayabilmektedir. Tip 2 için, optimal ve yinelemeli alici arasindaki performans araligi 0.01 hedef BLER için 0.25 dB iken yinelemeli alici, geleneksel alicinin performansini 1.8 dB artirmaktadir. Yinelemeli alici ile mükemmel kanal bilgisi durumu arasindaki performans farki Tip 1 ve Tip 2 için sirasi ile 1.2 ve 1.8 dB'dir. Açiklanan yöntemin yarari, bu tarz bir yüksek spektral verimlilikli iletim senaryosunda açik bir sekilde görülmektedir. Benzetim sonuçlari, açiklanan yinelemeli yöntemin, optimal alici ile birçok durumda neredeyse ayni performansa sahip oldugunu ve bir CDM grubundaki dikgenlik kaybinin kanal kestirim performansi üzerindeki zararli etkisini azalttigini göstermektedir. Her bir yinelemenin maliyeti, pilot konumlarda filtrelemeyi (1031), yeni donanimda çok verimli bir sekilde uygulanabilen bir filtreleme/yumusatma matrisi ile pilot konumlarindaki kestirimlerin çarpilmasini ve yalnizca pilot konumlarinda basit ekleme! çikarma ile elde edilebilen katmanlar arasi girisimi giderme amaçli, güncellenmis pilot örüntü ayristirma islemlerini (1032) içermektedir. Matrisin gerçek pilot degerlerden bagimsiz olmasi nedeni ile matris elemanlarinin gerçek zamanli olarak hesaplanmasi gerekmediginden filtreleme matrisinin bellekte saklanabilecegine dikkat edilmelidir. Bu tarz bir yaklasim, optimal alici için mümkün degildir ve optimal alicinin sahip oldugu büyük karmasiklik nedeni ile, optimal stratejinin pratik sistemlerde uygulanmasi olasi degildir. Bu nedenle, bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntem (100), geleneksel aliciya kiyas ile makul bir karmasiklik artisi ile neredeyse optimal performans saglamaktadir. Bu bulus ayrica yukarida açiklanan bilgisayar uygulamali yöntemi (100) gerçeklestirmek üzere uyarlanan araçlari içeren bir veri isleme aparati ile ilgilidir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda söz konusu veri isleme aparati; o her bir anten sinyalinin kaynak izgarasinda alinmis olan sembolleri elde etmek için, her bir alici anten sinyalini almak ve bunlara OFDM demodülasyonu gerçeklestirmek; her bir anten sinyali için, karsilik gelen OCC kodunu ve alinmis sembolleri kullanarak tüm CDM gruplarindaki tüm pilot örüntü ayristirma gruplarinda bir öncül pilot örüntü ayristirma isleminini gerçeklestirmek üzere yapilandirilan bir ön isleme modülünü; o her bir yinelemeli adimda, her bir alici anten sinyali için, tüm katmanlarin kaynak izgaralarindaki pilot brüntü ayristirma gruplarinda meydana gelen kanal degisimlerini elde etmek için, pilot konumlarindaki kanal kestirimlerini filtrelemek, her bir alici anten sinyali için, alinmis sinyali ve girisime yol açan, CDM grubunun diger katmanlarindaki pilot konumlarinda bulunan filtrelenmis kanal tahminlerini kullanarak, katmanlar arasi girisim giderme amaçli pilot örüntü ayristirma islemini gerçeklestirmek, daha önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilip ulasilmadigini kontrol etmek ve eger daha önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasildi ise, bu durumda yinelemeli Islemi sonlandirmak; eger daha önceden belirlenmis olan yineleme sayisina ulasilmadi ise, bu durumda yineleme sayisini arttirmak ve yinelemeli islemin bir sonraki yinelemesini baslatmak üzere yapilandirilan bir yinelemeli pilot 'orüntü ayristirma gerçeklestirici modülünü; o her bir alici anten sinyali için, her bir katmandaki tüm kaynak elemanlarinin kanal kestirimlerini elde etmek adina, pilot konumlarindaki kestirim degerlerini interpole etmek üzere yapilandirilan bir kanal kestirici modülü içermektedir. Bu bulus ayrica, bilgisayar tarafindan yürütüldügünde bilgisayarin yukarida açiklanan bilgisayar uygulamali yöntemin (100) adimlarini gerçeklestirmesine sebep olan talimatlari içeren bir bilgisayar programi ile ilgilidir. Bu bulus ayrica yukarida açiklanan bilgisayar programinin saklanabildigi bilgisayar tarafindan okunabilir bir veri tasiyici ile ilgilidir. Bu temel kavram etrafinda, bulus konusu bilgisayar uygulamali yöntemin (100) çok çesitli uygulamalarinin gelistirilmesi mümkün olup, bulus burada açiklanan Örneklerle sinirlandirilamaz, esas olarak istemlerde belirtildigi gibidir. TR TR TR