이중방향 대규모 MIMO 채널의 텐서 기반 파라미터 추정

본 논문은 3GPP에서 제안한 이중편파(DP) 안테나와 이중방향(DD) 채널 모델을 결합한 다운링크 채널 추정 문제를 다루며, 특히 대규모 MIMO 환경에서의 파라미터 추정 효율성을 목표로 한다. 저자들은 먼저 DD‑DP 채널을 수학적으로 모델링한다. 송신 측은 M_x × M_y 크기의 DP‑URA를, 수신 측은 M_r개의 DP‑ULA를 사용한다. 각 안테나 요소는 V(수직)와 H(수평) 두 개의 교차 다이폴로 구성된 DP 요소이며, 전체 채널 행렬 H는 2 M_r × 2 M_t 차원의 4‑블록 형태로 표현된다. 각 블록 H(p,q) (p∈{V_r,H_r}, q∈{V_t,H_t})는 경로 수 K에 대해 V_r diag(β(p,q)) V_t^H 형태이며, 여기서 V_r와 V_t는 각각 수신·송신 안테나의 배열 벡터를 모은 매트릭스, β(p,q)는 K개의 복소 경로 손실을 담은 벡터이다. 채널 파라미터(θ_k, ϑ_k, φ_k, β(p,q)_k)를 직접 추정하는 것이 어려운 이유는 전통적인 그리드 기반 희소 복구 방법이 각도 사전 크기가 급격히 커져 계산량이 비현실적이기 때문이다. 이를 해결하기 위해 저자들은 H를 4‑way 텐서 형태로 재구성한다. 구체적으로, 각 블록을 벡터화하고 Khatri‑Rao 곱을 이용해 텐서 형태 ˘H =