KR20070073064A - Adaptive channel estimator in mobile communications system and method therefor - Google Patents
Adaptive channel estimator in mobile communications system and method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070073064A KR20070073064A KR1020060000571A KR20060000571A KR20070073064A KR 20070073064 A KR20070073064 A KR 20070073064A KR 1020060000571 A KR1020060000571 A KR 1020060000571A KR 20060000571 A KR20060000571 A KR 20060000571A KR 20070073064 A KR20070073064 A KR 20070073064A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- channel
- phase shift
- bandwidth
- channel estimation
- phase
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/0204—Channel estimation of multiple channels
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
- H04L27/2695—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Description
도 1은 채널 페이딩에 의한 수신 전력의 변화를 나타낸 도면.1 is a diagram illustrating a change in received power due to channel fading.
도 2는 채널 페이딩에 의한 위상의 변화를 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating a change in phase due to channel fading.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널 추정 필터를 포함한 동기 복조 장치의 구조를 도시한 도면.3 is a diagram illustrating a structure of a synchronous demodulation device including a channel estimation filter according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 1차 IIR 필터의 간단한 구성을 나타낸 도면.4 shows a simple configuration of a first order IIR filter.
도 5는 N차 IIR 필터의 간단한 구성을 나타낸 도면.5 shows a simple configuration of an Nth-order IIR filter.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응 채널 추정 필터를 포함한 동기 복조 장치의 구조를 도시한 도면.6 is a diagram illustrating a structure of a synchronous demodulation device including an adaptive channel estimation filter according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7은 위상을 4등분하는 경우 위상천이 카운트 동작의 일 예를 나타낸 도면.7 is a view showing an example of a phase shift count operation when dividing a phase into four.
도 8은 위상을 8등분하는 경우 위상천이 카운트 동작의 다른 예를 나타낸 도면.8 shows another example of a phase shift count operation when dividing a phase into eight.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불연속 수신(DRX) 모드에서의 단말 동작을 나타낸 도면.9 is a diagram illustrating a terminal operation in a discontinuous reception (DRX) mode according to a preferred embodiment of the present invention.
도 10, 도 11 및 도 12는 WCDMA 시스템에서 페이딩 주파수에 따른 부호화되 지 않은 BER의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.10, 11 and 12 are diagrams showing simulation results of uncoded BER according to fading frequency in a WCDMA system.
본 발명은 이동통신 시스템에서 동기 복조를 위한 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 채널 환경의 페이딩 속도를 추정하여 채널 추정 필터의 대역폭을 제어하는 적응형 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel estimation apparatus and method for synchronous demodulation in a mobile communication system, and more particularly, to an adaptive channel estimation apparatus and method for estimating the fading speed of a mobile communication channel environment to control the bandwidth of a channel estimation filter.
이동통신 시스템은 음성 위주의 서비스 제공에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신시스템으로 발전해 가고있다. 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 및 3GPP2를 중심으로 진행되고 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 및 1xEV-DV(Evolution in Data and Voice)에 대한 표준화는 3세대 이동통신 시스템에서 2Mbps 이상의 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 전송 서비스에 대한 해법을 찾기 위한 노력의 대표적인 반증이라 볼 수 있다. Mobile communication systems are evolving into high-speed, high-quality wireless data packet communication systems to provide data services and multimedia services beyond voice-oriented services. High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) and 1xEV-DV (Evolution in Data and Voice) standardization, which is currently being conducted around 3rd Generation Partnership Project (3GPP) and 3GPP2, is a high-speed, high quality of 2Mbps or more in 3G mobile communication systems. This is a representative proof of the effort to find a solution for the wireless data packet transmission service of the.
이러한 무선통신을 수행하는 이동통신시스템에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 위해 사용되는 고차 변조방식과 저 부호율의 데이터 수신을 저해하는 요인은 대체적으로 채널 환경에 기인한다. 상기 무선통신을 위한 채널 환경은, 백색잡음(white noise) 외에도 채널 페이딩에 의한 수신된 신호전력의 변화, 음영 (Shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러 효과, 타 사용자 및 다중경로 신호들에 의한 간섭 등으로 인해 자주 변하게 되며, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 수신의 전력뿐만 아니라 채널의 위상을 계속해서 변화시키게 된다. 이러한 채널 환경에 의해 왜곡된 신호를 본래의 신호 형태로 보정하기 위한 장치를 채널 추정기(channel estimator)라 한다.In the mobile communication system performing such wireless communication, a high order modulation method used for high-speed and high-quality data service and a factor that inhibits data reception at a low code rate are largely due to a channel environment. The channel environment for the wireless communication, in addition to the white noise, the received Doppler effect due to the change in the received signal power due to channel fading, shadowing, the movement of the terminal and frequent changes in speed, other users and multipath signals They often change due to interference caused by them, and as shown in FIGS. 1 and 2, not only the power of the reception but also the phase of the channel is continuously changed. A device for correcting a signal distorted by such a channel environment into an original signal form is called a channel estimator.
CDMA(Code Division Multiple Access) 2000이나 WCDMA(Wideband CDMA) 등과 같은 3세대 이동통신 시스템, 혹은 1x-EVDV나 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 3.5세대 이동통신 시스템의 기지국에서는, 데이터 채널 외에 미리 약속된 파일럿 시퀀스 또는 파일럿 심벌들로 이루어진 파일럿(pilot) 신호를 전송하며, 단말은 상기 파일럿 신호를 이용하여 채널의 상태, 특히 위상 변화를 추정하고 상기 추정된 위상을 보상하여 동기 복조(coherent demodulation)를 수행한다. 하지만 백색 잡음이 섞일 경우 백색 잡음의 랜덤 특성상 채널의 예측을 어렵게 한다. 이를 해결하고자 채널 추정기의 마지막 부분에 잡음 제거용 필터를 두어 랜덤한 특성을 완화시키는 방법을 사용하고 있으며, 상당한 효과를 볼 수 있다. 이동통신 시스템에서 사용되는 잡음 제거용 필터로는 주로 IIR(infinite impulse response)가 널리 이용된다.In a base station of a third generation mobile communication system such as Code Division Multiple Access (CDMA) 2000 or wideband CDMA (WCDMA), or a 3.5 generation mobile communication system such as 1x-EVDV or High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), a data channel may be used in advance. A pilot signal consisting of a promised pilot sequence or pilot symbols is transmitted, and the UE estimates the state of the channel, in particular, the phase change using the pilot signal, and compensates the estimated phase to coherent demodulation. Do this. However, when the white noise is mixed, the random nature of the white noise makes the channel prediction difficult. In order to solve this problem, a noise canceling filter is placed at the end of the channel estimator to mitigate random characteristics, and a significant effect can be obtained. Infinite impulse response (IIR) is widely used as a noise removing filter used in a mobile communication system.
알려진 바와 같이 IIR 필터의 현재 출력은 이전 출력들과 현재 출력의 합으로 이루어지므로, 현재 출력은 이전 출력들에 의존하게 되어 지연현상이 발생하게 된다. 즉 출력부에서 궤환되는 신호로 인해 지연현상(lagging)이 발생된다. 이러한 지연현상은 고속으로 변하는 채널인 경우 더욱 크게 발생할 수 있으며, 수신기의 복조 성능을 떨어뜨린다. 반면 채널 환경이 저속으로 변하는 경우는 채널 추정 필터의 대역폭을 감소시키는 것이 바람직하며, 불필요하게 넓은 대역폭은 잡음 면역성을 떨어뜨리는 부작용을 가진다.As is known, the current output of the IIR filter consists of the sum of the previous outputs and the current output, so that the current output depends on the previous outputs, causing a delay. That is, a lagging occurs due to the signal fed back from the output unit. This delay may occur even more rapidly in a channel that changes at high speeds and degrades the demodulation performance of the receiver. On the other hand, when the channel environment changes at a low speed, it is desirable to reduce the bandwidth of the channel estimation filter, and the unnecessarily wide bandwidth has the side effect of reducing noise immunity.
따라서 채널 추정 필터의 대역폭은 채널 환경에 따라 적응 대역폭을 가지는 것이 바람직하나, 통상 채널 추정 필터는 채널 환경에 관계없이 고정 대역폭으로 동작시키는 것이 일반적이다. 고정 대역폭을 가지는 채널 추정 필터는 이동 통신 시스템에서 변화하는 채널 환경, 특히 페이딩을 극복하는데 한계가 있다.Therefore, although the bandwidth of the channel estimation filter preferably has an adaptive bandwidth according to the channel environment, the channel estimation filter generally operates at a fixed bandwidth regardless of the channel environment. Channel estimation filters with fixed bandwidths are limited in overcoming changing channel environments, particularly fading, in mobile communication systems.
이동통신 시스템에서의 변화하는 채널 환경에 대처하기 위한 방법으로 수신 전력이 특정 레벨을 교차하는 빈도를 측정하고, 이로부터 페이딩 주파수를 추정하여 채널 추정 필터의 대역폭을 변화시키는 여러 기술들이 제안된 바 있다. 한편 CDMA 이동통신 시스템과 같이 고속 전력 제어가 이루어지는 시스템에서는 페이딩에 의한 전력 변화 외에 전력 제어에 따른 수신 신호 전력의 변화도 함께 발생하므로 측정 기준을 설정하기가 어렵다. In order to cope with the changing channel environment in a mobile communication system, various techniques have been proposed for measuring the frequency at which the received power crosses a specific level and estimating the fading frequency therefrom to change the bandwidth of the channel estimation filter. . On the other hand, in a system in which high-speed power control is performed, such as a CDMA mobile communication system, it is difficult to set measurement criteria because a change in received signal power due to power control occurs along with power change due to fading.
또 다른 관련 기술로 파일럿 신호의 자기 상관을 이용하여 채널 추정 필터의 대역폭을 조절하는 기술이 있다. 자기 상관은 시간 차가 있는 두 신호의 유사성을 나타내는 척도이므로, 자기 상관 값이 큰 경우 채널의 변화량이 적다고 판단하여 채널 추정 필터의 대역폭을 적게 하고, 자기 상관이 작은 경우에는 채널 변화량이 크다고 판단하고 채널 추정 필터의 대역폭을 크게 한다. 자기 상관에 의한 페이딩 주파수 추정의 정확도가 높으려면 자기 상관에 이용되는 신호의 샘플 수가 많아야 하며 샘플 수가 적은 경우 신뢰성이 떨어진다. 그러나 페이딩 속도 측정을 위하여 과거의 파일럿 신호의 샘플들을 충분히 저장하는 것은 단말의 복잡도를 증가시킨다. Another related technique is to adjust the bandwidth of the channel estimation filter by using the autocorrelation of the pilot signal. Since autocorrelation is a measure of the similarity between two signals with time difference, it is determined that the channel variation is small when the autocorrelation value is large, so that the bandwidth of the channel estimation filter is small, and when the autocorrelation is small, the channel variation is large. Increase the bandwidth of the channel estimation filter. To increase the accuracy of fading frequency estimation by autocorrelation, the number of samples of the signal used for autocorrelation should be large. However, storing enough samples of the past pilot signal for fading rate measurement increases the complexity of the terminal.
유사한 방법으로 공분산을 활용하는 기술도 제안되어 있으나 마찬 가지로 통계적 특성을 얻기 위하여 충분한 샘플들이 필요하다. 보다 다양한 채널 환경과 복합적인 인자를 고려하여 채널 추정 필터의 특성을 조절할 수 있는 기술도 제안되어 있으나 계산 과정과 구현의 복잡도가 단순하지 않아 현재 이동 통신의 단말기에 적용하기가 쉽지 않다는 단점이 있었다.Similar techniques have been proposed to use covariance, but similarly enough samples are needed to obtain statistical properties. A technique for adjusting the characteristics of the channel estimation filter in consideration of more various channel environments and complex factors has also been proposed, but it has a disadvantage in that it is not easy to apply to a mobile communication terminal because the complexity of calculation and implementation is not simple.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 이동통신 시스템의 단말기에 있어서 수신기의 복조 성능을 높이는 적응 채널 추정 장치 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention, which was devised to solve the problems of the prior art operating as described above, provides an apparatus and method for adaptive channel estimating to increase the demodulation performance of a receiver in a terminal of a mobile communication system.
본 발명은, 이동통신 시스템의 단말기에 있어 구현이 간단한 방법으로 페이딩 속도를 추정하는 적응 채널 추정 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an adaptive channel estimating apparatus and method for estimating a fading rate in a simple method of implementation in a terminal of a mobile communication system.
본 발명의 바람직한 실시예는, 이동통신 시스템을 위한 적응 채널 추정 장치에 있어서,According to a preferred embodiment of the present invention, in an adaptive channel estimation apparatus for a mobile communication system,
파일럿 패턴에 의해 검출되고 소정 구간 동안 누적된 파일럿 신호를 입력받아, 상기 누적된 파일럿 신호를 이용하여 소정 대역폭 이내에서 채널 정보를 추정하는 채널 추정 필터와, 상기 채널 정보는 수신 데이터 신호를 보상하기 위하여 사용되며,A channel estimation filter that receives a pilot signal detected by a pilot pattern and accumulated for a predetermined period, and estimates channel information within a predetermined bandwidth by using the accumulated pilot signal; and the channel information is used to compensate a received data signal. Used,
상기 채널 추정 필터에 의해 추정된 상기 채널 정보의 채널 위상을 단위시간마다 추적하여, 상기 채널 위상의 위상천이 카운트를 계산하는 위상천이 카운터와,A phase shift counter for tracking the channel phase of the channel information estimated by the channel estimation filter every unit time and calculating a phase shift count of the channel phase;
상기 위상천이 카운트에 비례하도록 상기 채널 추정 필터의 상기 대역폭을 제어하는 대역폭 선택부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a bandwidth selector for controlling the bandwidth of the channel estimation filter to be proportional to the phase shift count.
본 발명의 다른 실시예는, 이동통신 시스템을 위한 적응 채널 추정 방법에 있어서,Another embodiment of the present invention, in the adaptive channel estimation method for a mobile communication system,
파일럿 패턴에 의해 검출되고 소정 구간 동안 누적된 파일럿 신호를 입력받아, 상기 누적된 파일럿 신호를 이용하여 소정 대역폭 이내에서 채널 정보를 추정하는 과정과, 상기 채널 정보는 수신 데이터 신호를 보상하기 위하여 사용되며,Receiving a pilot signal detected by a pilot pattern and accumulated for a predetermined period, estimating channel information within a predetermined bandwidth by using the accumulated pilot signal, and the channel information is used to compensate the received data signal. ,
상기 추정된 상기 채널 정보의 채널 위상을 단위시간마다 추적하여, 상기 채널 위상의 위상천이 카운트를 계산하는 과정과,Calculating a phase shift count of the channel phase by tracking the estimated channel phase of the channel information every unit time;
상기 위상천이 카운트에 비례하도록 상기 대역폭을 제어하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And controlling the bandwidth such that the phase shift is proportional to the count.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등 에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널 추정 필터를 포함한 동기 복조 장치의 구조를 도시한 것이다.3 illustrates a structure of a synchronous demodulation device including a channel estimation filter according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 수신되는 파일럿 신호는 이미 알고 있는 파일럿 패턴의 공액 계산기(302)를 거친 공액 복소값과 곱셈기(304)에 의해 곱해져서, 무변조 신호로 변환되고, 누적기(306)에 의해 일정구간 동안 누적된 후 채널 추정 필터(308)로 입력된다. 또한 수신되는 데이터 심벌은 채널 추정 필터(308)에서 추정된 채널 정보를 이용하여 채널의 왜곡된 위상만큼 채널 보상기(310)에 의해 보상된 후 복조 데이터 심벌로서 출력된다. 채널 추정 필터(308)가 상기 채널 정보로서 채널 계수를 출력한다고 할 때, 채널 보상기(310)는, 상기 채널 계수와 수신 데이터 심벌간의 공액 복소곱을 수행한다.Referring to FIG. 3, the received pilot signal is multiplied by a
파일롯 신호를 이용한 채널 추정용 필터로 1차 IIR 필터가 사용될 경우, 그 입출력 관계식은 다음과 같다.When a first order IIR filter is used as a filter for channel estimation using a pilot signal, the input / output relation is as follows.
도 4에 1차 IIR 필터의 간단한 구성을 도시하였다. 도시한 바와 같이, 입력 신호는 곱셈기(410)에 의해 계수 b와 곱해진 후, 덧셈기(412)를 통해 출력된다. 상기 출력 신호는 분기점(418)에서 지연기(416)에 의해 1주기(cycle)만큼 지연된 후, 곱셈기(414)에 의해 계수 a와 곱해진 후 다음 입력 신호와 합해지기 위하여 상기 덧셈기(412)로 제공된다.4 shows a simple configuration of the first order IIR filter. As shown, the input signal is multiplied by the coefficient b by the
상기와 같이 구성되는 1차 IIR 필터의 주파수 특성은 다음과 같다.Frequency characteristics of the first-order IIR filter configured as described above are as follows.
상기 1차 IIR 필터의 DC(Direct current) 이득은, 주파수가 0인 즉, 일 때의 값이므로 다음과 같다.The direct current (DC) gain of the first order IIR filter is zero frequency, This is the value when is as follows.
따라서 의 조건을 만족할 때 DC 이득은 1로 정규화(normalization)된다. therefore The DC gain is normalized to 1 when the condition of.
도 5에서는 보다 일반화된 N차 IIR 필터의 구조를 나타내었다.5 shows the structure of a more generalized Nth-order IIR filter.
도 5를 참조하면, 입력 신호는 곱셈기(510)에 의해 계수 b와 곱해진 후, 덧셈기(512)를 통해 출력된다. 상기 출력 신호는 분기점(518)에서 N개의 지연기들(516a 내지 516n)에 의해 각각 1주기(cycle)만큼 지연된 후, 곱셈기들(514a 내지 514a)에 의해 계수 벡터 a1 내지 aN과 곱해진 후 다음 입력 신호와 합해지기 위하여 상기 덧셈기(512)로 제공된다. 상기와 같은 N차 IIR 필터를 적용하는 경우, 그 입출력 관계식은 다음 <수학식 4>와 같다.Referring to FIG. 5, the input signal is multiplied by the coefficient b by the
상기 N차 IIR 필터의 DC 이득은 다음 <수학식 5>과 같다.The DC gain of the Nth-order IIR filter is expressed by
그러면, DC 이득을 1로 정규화하기 위해서 만족시켜야 하는 조건은 다음 <수학식 6>과 같다.Then, in order to normalize the DC gain to 1, the condition to be satisfied is shown in
하기의 <표 1>은 채널 추정 필터로 입력되는 신호의 샘플링 주파수가 7.5KHz이고, 반송파 주파수가 2GHz라고 할 때, 도플러 주파수와 이동체 속도에 따른 1차 IIR 필터의 계수들 a와 b의 실 예이다. 이들 중 시스템이 지원하고자 하는 이동체 속도에 해당하는 계수가 선택된다.Table 1 below shows examples of coefficients a and b of the first-order IIR filter according to the Doppler frequency and the vehicle speed when the sampling frequency of the signal input to the channel estimation filter is 7.5KHz and the carrier frequency is 2GHz. to be. Among them, a coefficient corresponding to the moving object speed that the system intends to support is selected.
그러나 상기와 같이 도플러 주파수에 따른 최적 필터 계수를 구하기 위해서는 먼저 도플러 주파수를 추정해야 하는데, 적은 소비 전력과 적은 회로 면적을 요구하는 이동통신 단말에서는 복잡도가 적은 추정 방법을 필요로 한다. 따라서 하기에서는 보다 단순화된 구조로 채널 추정 필터의 특성을 조절하기 위한 구조를 개시한다.However, in order to obtain an optimal filter coefficient according to the Doppler frequency, the Doppler frequency must be estimated first. However, a mobile communication terminal requiring less power consumption and a smaller circuit area requires a less complicated estimation method. Therefore, the following describes a structure for adjusting the characteristics of the channel estimation filter in a more simplified structure.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 도 3의 채널 추정 필터(308)는, 이동통신 채널 환경의 페이딩 속도에 적응하기 위하여 도 6과 같이 구성된다. 도 6에서 장치(608)는 적응 채널 추정 필터라 칭할 것이다.In the preferred embodiment of the present invention, the
도 6을 참조하면, 수신되는 파일럿 신호는 이미 알고 있는 파일럿 패턴의 공액 계산기(502)를 거친 공액 복소값과 곱셈기(504)에 의해 곱해져서, 무변조 신호로 변환되고, 누적기(506)에 의해 일정구간 동안 누적된 후 적응 채널 추정 필터(508)로 입력된다. 또한 수신되는 데이터 심벌은 적응 채널 추정 필터(508)에서 추정된 채널 정보를 이용하여 채널의 왜곡된 위상만큼 채널 보상기(510)에 의해 보상된다. 일반적으로 채널 보상기(510)는 채널 추정 필터(616)에 의해 소정 대역폭 이내에서 추정된 채널 정보, 즉 채널 계수와 수신 데이터 심벌간의 공액 복소곱을 수행한다.Referring to FIG. 6, the received pilot signal is multiplied by a multiplier 504 with a conjugate complex value through the conjugate calculator 502 of a pilot pattern that is already known, is converted into an unmodulated signal, and accumulated in the accumulator 506. By accumulating for a predetermined period and then inputting to the adaptive channel estimation filter 508. The received data symbol is also compensated by the
적응 채널 추정 필터(608)는 대역폭 선택부(612)와 위상천이 카운터(614)와 대역폭 제어 가능한 채널 추정 필터(616)로 구성된다. 채널 추정 필터(616)의 대역폭은, 단위시간 당 위상천이 회수를 나타내는 위상 천이 카운트에 따라 결정된다. 이하, 적응 채널 추정 필터(608)에서, 채널 환경에 따라 채널 추정 필터(616)의 대역폭을 변화시키는 원리를 설명한다. 채널 추정 필터(616)의 대역폭이란, 채널의 변화에 얼마나 빨리 대응하여 채널 특성을 추정할 수 있는지를 결정하는 주요한 요소가 된다.The adaptive
적응 채널 추정 필터(608)의 위상 천이 카운터(614)는 미리 정해지는 특정한 단위시간마다 추정된 채널 위상의 변화를 추적하여, 채널 위상의 변화량이 특정 크기를 초과할 때마다 위상천이 카운트를 1씩 증가시킨다. 일 예로서 도 7을 참조하면, 전 위상 영역은 4부분(702, 704, 706, 708)으로 분리되고, 채널 추정 필터(616)에 의해 추정된 채널 위상이 1사분면 영역(0도~90도)(702)에서 3사분면 영역(180도~270도)(706)으로 천이할 때마다, 즉 채널 위상의 변화량이 90도를 초과할 때, 위상천이 카운트가 1씩 증가된다. 이 경우, 상기 채널 계수의 실수 부호와 허수 부호만으로 위상 천이의 검사가 가능하다. 구체적으로, 현재 단위 시간에서 추정된 채널 계수의 실수 부호 및 허수 부호는, 이전 단위 시간에서 추정된 채널 계수의 실수 부호 및 허수 부호와 각각 비교된다. 상기 비교 결과, 실수 부호 및 허수 부호가 모두 다른 경우에만, 위상천이 카운트가 1만큼 증가된다.The
도 8에 도시한 다른 실시예에 따르면, 전 위상 영역은 8부분(802 내지 816)으로 분리되고, 채널 추정 필터(616)에 의해 추정된 채널 위상이 인접한 영역이 아닌 다른 영역으로 변화한 경우에, 즉 채널 위상의 변화량이 45도를 초과할 때, 위상천이 카운트가 1씩 증가된다. 그러면 상기 채널 계수의 실수 부호와 허수 부호, 그리고 실수 성분과 허수 성분의 크기의 비율을 이용함으로써, 위상 천이의 검사가 가능하다. According to another embodiment shown in FIG. 8, the full phase region is divided into eight
상기 도 7 및 도 8의 실시예에서, 인접한 영역으로 채널 위상이 변화될 때 위상 천이 카운트를 증가시키지 않는 것은, 각 영역의 경계 부근에서 핑퐁(ping-pong) 현상이 발생할 때 위상 천이 카운트가 지속적으로 증가하는 것을 방지하기 위함이다.In the embodiment of Figs. 7 and 8, not increasing the phase shift count when the channel phase changes to an adjacent region, so that the phase shift count is continuous when a ping-pong phenomenon occurs near the boundary of each region. This is to prevent the increase.
하기의 <표 2>는 전 위상 영역을 4등분하였을 때 1초당 위상 천이 카운트를 시뮬레이션으로 구한 것이다. 하기와 같이 위상 천이 카운트는 이동체 속도에 정비례한다.Table 2 below shows a simulation of phase shift counts per second when the entire phase region is divided into four sections. The phase shift count is directly proportional to the moving body speed as follows.
적응 채널 추정 필터(608)의 대역폭 선택부(612)는 위상 천이 카운터(614)로부터 단위 시간당 발생하는 위상 천이 카운트를 입력받아 도 9와 같이 대역폭을 선택한다. 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위상 천이 카운트와 채널 추정 필터(616)의 대역폭 간의 관계를 나타낸 것으로서, 단위 시간당 위상 천이 카운트가 큰 경우는 채널의 변화가 빠르고 위상 추적 속도가 높은 것이 바람직하므로, 채널 추정 필터(616)의 대역폭을 미리 정해지는 큰 값으로 선택한다. 반면 단위 시간당 위상 천이 카운트가 작은 경우는 채널의 변화가 늦는 경우이므로, 위상 추적 속도를 낮추고 잡음 면역성을 높이기 위하여 채널 추정 필터(616)의 대역폭을 미리 정해지는 작은 값으로 선택한다.The
이를 위하여 대역폭 선택기(612)는 단위 시간당 위상 천이 카운트의 가능한 값들에 대하여 해당하는 복수의 대역폭 값들을, 예를 들어 룩-업 테이블로 적절하게 설정함으로써, 이동체 속도에 알맞은 대역폭을 선택한다. 이때 상기 임계값들은 기지국과 단말 간의 주파수 에러 및 잡음량 등도 함께 고려하여 정해질 수 있다. 이와 같은 적응 채널 추정 필터(608)는 단순한 위상 천이 검사와 단순한 카운터로 구현되므로, 이동통신 시스템의 단말에 적용되기에 적합하다.For this purpose, the
도 10, 도 11 및 도 12는 3세대 이동통신 시스템인 WCDMA 시스템에서, 이동체 속도가 각각 3Km/h, 30Km/h, 120Km/h인 경우에, 페이딩 주파수(즉 도플러 주파수)에 따른 부호화되지 않은(uncoded) BER(Bit Error Ratio)의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다. 여기서 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel: CPICH)의 칩에너지대 간섭비(Ec/Ior)는 -10dB이며, Ior/Ioc는 0dB이고 단일 경로만이 존재한다. 여기서 Ior(intra-cell interference)는 셀 내에서 발생하는 간섭을 의미하고, Ioc(inter-cell interference)는 셀 외부에서 발생하는 간섭을 의미한다. 페이딩 주파수가 80Hz, 160Hz, 350Hz, 860Hz, 2000Hz인 경우에 대하여, 전용 물리 채널(Dedicated Physical Channel: DPCH)의 칩에너지대 간섭비(Ec/Ior)에 따른 BER을 나타내었다.10, 11, and 12 are uncoded according to fading frequency (ie, Doppler frequency) when the moving vehicle speed is 3Km / h, 30Km / h, and 120Km / h in the WCDMA system, which is a third generation mobile communication system. (uncoded) Shows the simulation result of the bit error ratio (BER). Here, the common pilot channel (CPICH) chip energy to interference ratio (Ec / Ior) is -10dB, Ior / Ioc is 0dB and there is only a single path. In this case, intra-cell interference (Ior) refers to interference occurring in a cell, and inter-cell interference (Ioc) refers to interference occurring outside the cell. For fading frequencies of 80 Hz, 160 Hz, 350 Hz, 860 Hz, and 2000 Hz, BERs according to chip energy to interference ratio (Ec / Ior) of a dedicated physical channel (DPCH) are shown.
도 10을 참조하면, 이동체 속도가 3Km/h일 때 160Hz의 대역폭을 사용하는 것이 가장 나은 성능을 나타내고, 도 11을 참조하면, 이동체 속도가 30Km/h일 때 860Hz 의 대역폭을 사용하는 것이 가장 나은 성능을 나타내며, 도 12를 참조하면, 이동체 속도가 120Km/h일 때 2000Hz의 대역폭을 사용하는 것이 가장 나은 성능을 나타낸다. 상기한 페이딩 주파수 중 어느 한 고정 대역폭을 사용하는 경우 결국 채널 상황에 따라 최적화된 성능을 얻지 못하게 된다. Referring to FIG. 10, the use of a bandwidth of 160 Hz shows the best performance when the vehicle speed is 3 Km / h. Referring to FIG. 11, the use of the bandwidth of 860 Hz is best when the vehicle speed is 30 Km / h. Performance is shown, and referring to FIG. 12, it is best to use a bandwidth of 2000 Hz when the moving speed is 120 km / h. If a fixed bandwidth of any one of the fading frequencies is used, eventually, optimized performance is not obtained according to channel conditions.
본 발명의 바람직한 실시예에 의한 적응 채널 추정 필터(608)를 사용함으로써 가변적으로 선택되는 대역폭의 예로서, 0.5초당 위상 천이 카운트가 68이상이면 2000Hz, 67이하 23이상이면 860Hz, 22이하 8이상이면 350Hz, 7이하 3이상이면 160Hz, 2이하이면 80Hz로 설정한다. 그러면 본 발명에 따라 적응적 대역폭을 사용하는 경우의 BER 성능("Proposed"라 표기함)은, 고정 대역폭을 사용하는 경우들에 비하여 더 낮은 BER을 나타낸다. 이와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응 채널 추정 방법은 다양한 페이딩 주파수에 대하여 최적에 가까운 복조 성능을 나타내고 있음을 알 수 있다.As an example of the bandwidth that is variably selected by using the adaptive
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.In the present invention operating as described in detail above, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.
본 발명에 의한 적응 채널 추정 필터는, 전력 측정 및 자기 상관 등의 계산이 필요없이 단순한 위상 천이 검사와 가산기로 구현이 가능하므로 이동 통신 시스템의 단말기에 적합하다는 효과가 있다.The adaptive channel estimation filter according to the present invention can be implemented as a simple phase shift checker and an adder without the need for calculation of power measurement and autocorrelation.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060000571A KR20070073064A (en) | 2006-01-03 | 2006-01-03 | Adaptive channel estimator in mobile communications system and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060000571A KR20070073064A (en) | 2006-01-03 | 2006-01-03 | Adaptive channel estimator in mobile communications system and method therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070073064A true KR20070073064A (en) | 2007-07-10 |
Family
ID=38507734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060000571A KR20070073064A (en) | 2006-01-03 | 2006-01-03 | Adaptive channel estimator in mobile communications system and method therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20070073064A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220139132A (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-14 | 주식회사 케이티 | Apparatus, mobile and method for providing network service |
-
2006
- 2006-01-03 KR KR1020060000571A patent/KR20070073064A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220139132A (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-14 | 주식회사 케이티 | Apparatus, mobile and method for providing network service |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4842932B2 (en) | Benign interference suppression for received signal quality estimation | |
KR100630112B1 (en) | Apparatus and method for adaptive channel estimation in a mobile communication system | |
US8934521B2 (en) | Compensating for receiver frequency error in noise estimation processing | |
US7630427B2 (en) | Systems, methods, and apparatus for establishing finger lock state | |
US20070071145A1 (en) | Method and apparatus to correct channel quality indicator estimation | |
CN100433579C (en) | Estimiting method of signal interference ratio of forward basic service channel in FDD mode CDMA system | |
US20040203397A1 (en) | Signal-to-noise ratio estimation of CDMA signals | |
KR100681260B1 (en) | Velocity estimation-based channel estimation method and mobile telecommunication demodulator using the same | |
US7649964B2 (en) | Radio receiver and noise estimated value correction method | |
US7711041B2 (en) | Signal-to-interference ratio estimation | |
US8208589B2 (en) | Receiver and reception processing method | |
WO2003079570A1 (en) | Velocity responsive time tracking | |
KR20050113468A (en) | Velocity estimation apparatus and method | |
US7532685B2 (en) | Methods of controlling tracker bandwidth in wireless communication systems | |
US8554152B2 (en) | Apparatus and method for estimating channel in mobile communication system | |
US7181185B2 (en) | Apparatus and method for performing channel estimations using non-linear filter | |
KR20070073064A (en) | Adaptive channel estimator in mobile communications system and method therefor | |
EP1513270B1 (en) | Method for estimating the Doppler spread in radio mobile telecommunication systems | |
KR20100128746A (en) | Apparatus and method for receiving signal using rake receiver and equalizer in wireless communication system | |
JP2001077744A (en) | Synchronous detection device, transmission and reception device, and interference removal device of mobile communication system | |
CN100379172C (en) | Estimation algorithm to complement channel signal interference ratio with FDD mode in CDMA system | |
CN101309239B (en) | Estimation method of signal interference ratio of forward fundamental service channel in CDMA system of FDD mode | |
JP2005012386A (en) | Method for estimating sir and receiver | |
Kirsch et al. | Mobile speed estimation for 3G mobile radio systems using the normalized autocovariance function | |
JP4418289B2 (en) | Geometry measuring method, radio receiving apparatus and mobile station apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |