KR20090121037A

KR20090121037A - Apparatus and method for channel estimation

Info

Publication number: KR20090121037A
Application number: KR1020080047133A
Authority: KR
Inventors: 임수환; 이상욱; 서인권; 정인재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2009-11-25
Also published as: KR101485183B1

Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for channel estimation are provided to demodulate a reception signal reliably by estimating a channel in consideration of many conditions. CONSTITUTION: In an apparatus and a method for channel estimation, a channel estimation unit(300) includes a virtual pilot insertion unit(310) and a channel estimation unit(320). A virtual pilot insertion unit inserts a virtual pilot into a reserved part for the transmission of data or the pilot among the subcarriers included in a reception signal. A channel estimation unit produces a channel estimation value by using a plurality of pilots and a virtual pilot transmitted through the use subcarrier among subcarriers. The channel value in relation to the virtual pilot is same as at least one channel value.

Description

Apparatus and Method for Channel Estimation

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서 보다 상세하게는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 시스템에서의 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to an apparatus and method for channel estimation in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system.

디지털 통신에서 정보는 비트 단위의 디지털 데이터로 변환된다. 송신기는 입력 비트 스트림을 전송을 위한 신호로 변조하고, 수신기는 수신된 신호를 비트들로 복조하여, 정보를 복구한다. 송신기에서 수신기로의 통신 데이터 전송시 신호의 위상 및 진폭이 변화한다. 채널(channel)은 주파수 선택적(frequency-selective)이고 시변(time-varying)의 성질을 가지기 때문이다. 송신기가 원래의 데이터를 복원하기 위해서는 상기의 변화를 고려해야 한다.In digital communication, information is converted into digital data in bits. The transmitter modulates the input bit stream into a signal for transmission, and the receiver demodulates the received signal into bits to recover information. The phase and amplitude of the signal change in the transmission of communication data from the transmitter to the receiver. This is because channels are frequency-selective and time-varying. The transmitter must take these changes into account to recover the original data.

신호가 채널을 따라 전파하면서 발생하는 위상 및 진폭의 변화를 채널 응답이라 한다. 채널 응답은 일반적으로 주파수와 시간에 의존한다. 수신기가 채널 응답을 결정할 수 있으면, 수신된 신호를 정정하여 채널 장애(degradation)를 보상할 수 있다. 수신기에서 채널 응답을 결정하는 것을 채널 추정(channel estimation)이라 한다. 채널 추정방식은 코히어런트(coherent) 검출(detection)과 논 코히어런 트(non-coherent) 검출로 구분될 수 있다.The change in phase and amplitude that occurs as a signal propagates along a channel is called the channel response. Channel response generally depends on frequency and time. If the receiver can determine the channel response, the received signal can be corrected to compensate for channel degradation. Determining the channel response at the receiver is called channel estimation. The channel estimation method may be classified into coherent detection and non-coherent detection.

코히어런트 검출은 데이터뿐만 아니라 파일럿(pilot)이라는 송수신기간에 미리 약정된 기준신호를 이용하여 채널 추정하는 방식이다. 즉 데이터와 더불어 공지된 값(a priori)을 갖는 파일럿을 포함한 신호가 수신기로 전송된다. 수신기는 파일럿의 수신된 값과 공지된 값을 비교하여 채널 응답을 추정한다. 반면, 논 코히어런트 검출은 어떠한 파일럿도 사용하지 않고, 연속적인 2개의 심벌(symbol) 간의 차분값(differential value)을 통해 추정한다.Coherent detection is a method of estimating a channel using not only data but also a reference signal predetermined in a transmission / reception period called a pilot. That is, a signal including a pilot having a known value (a priori) together with the data is transmitted to the receiver. The receiver estimates the channel response by comparing the pilot's received value with a known value. On the other hand, non-coherent detection does not use any pilot and estimates it through the differential value between two consecutive symbols.

또는 채널 추정방식은 크게 다음의 세가지로 구분될 수도 있다. 첫째로, PSAM (Pilot Symbol Assisted Modulation) 채널 추정기법은 시간축과 주파수축의 파일럿을 동시에 이용하여 이들의 상관관계를 이용하여 채널을 추정한다. 둘째로, ESAE (Extended Symbol Aided Estimation) 채널 추정기법은 과거의 채널 추정값을 이용한다. 셋째로, 블라인드(Blind) 채널 추정기법은 파일럿을 쓰지 않고 OFDM 신호의 CP(cyclic prefix)의 신호 부공간(subspace)(M)과 잡음 부공간(N-M)의 직교 특성을 이용하여 채널을 추정한다.Alternatively, the channel estimation method may be classified into three types as follows. First, the pilot symbol assisted modulation (PSAM) channel estimation technique estimates a channel using the correlations using pilots on the time and frequency axes simultaneously. Second, the Extended Symbol Aided Estimation (ESAE) channel estimation technique uses past channel estimates. Third, the blind channel estimation technique estimates a channel using orthogonal characteristics of a signal subspace (M) and a noise subspace (NM) of a cyclic prefix (CP) of an OFDM signal without using a pilot. .

PSAM 채널 추정기법은 채널추정을 위해 데이터 신호와 파일럿 신호와의 상호상관(correlation)값을 구해야 하며, 또한 파일럿 신호의 자기상관(autorelation)값을 구해야 한다. 이를 얻기 위해서는 채널의 확산 지연 전력 특성 (power delay profile), 신호대 잡음비 (SNR: signal-to-noise-ratio) 등을 알아야 하며, 이를 수신단에서 정확하게 얻는 방식이 추가적으로 필요하다. 따라서 실제 최대 지연특성을 갖는 다중 경로(multipath)의 개수만큼 역행렬을 계산해야하므로 구현이 복잡 한 단점이 있다.The PSAM channel estimation technique needs to obtain a correlation value between the data signal and the pilot signal for channel estimation, and also obtain an autorelation value of the pilot signal. To achieve this, it is necessary to know the power delay profile of the channel, signal-to-noise-ratio (SNR), and so on. Therefore, the inverse matrix has to be calculated as many as the number of multipaths having the actual maximum delay characteristics.

ESAE 채널 추정기법은 과거에 구해진 채널 추정 데이터를 버퍼에 저장하여 이용하므로 기존보다 연산량이 증가하게 되며, 이전 채널 추정값의 오차가 증가할수록 채널 추정 성능이 떨어지는 단점이 있다. 블라인드 채널 추정기법은 추가적인 파일럿 신호의 전송에 따른 오버헤드가 없는 장점이 있으나, N×N 개의 자기상관 행렬을 추정하여야 하며, M×(N-M)개의 선형 방정식을 풀어야 하는 단점이 있다.Since the ESAE channel estimation technique stores and uses the channel estimation data obtained in the past in a buffer, the computational amount increases, and the channel estimation performance decreases as the error of the previous channel estimation value increases. The blind channel estimating technique has an advantage that there is no overhead due to the transmission of additional pilot signals, but it is necessary to estimate N × N autocorrelation matrices and to solve M × (N-M) linear equations.

한편, 다중 접속을 위해 일부 부반송파 구간만이 신호 전송을 위해 할당되는 경우, 전송 대역에만 국한하여 파일럿이 전송되므로, 파일럿을 이용하여 구하는 초기 채널 주파수 응답은 전송 대역 내로 제한되어 구해진다. 이처럼 파일럿 심벌이 전송 대역 내로 제한되어 전송되면, 초기 채널 주파수 응답은 양 종단(edge)사이의 주파수에서 불연속적인 특징을 가진다. 이 초기 채널 주파수 응답에 대해 일반적인 푸리에 변환을 수행하면, 연속 신호 형태의 채널 주파수 응답 추정으로 변형되면서 왜곡(distortion)이 발생하는 문제가 있다.On the other hand, when only some subcarrier intervals are allocated for signal transmission for multiple access, the pilot is transmitted only for the transmission band, and thus the initial channel frequency response obtained using the pilot is limited to the transmission band. When the pilot symbol is limited and transmitted within the transmission band as described above, the initial channel frequency response has a discontinuous characteristic at frequencies between both edges. If a general Fourier transform is performed on the initial channel frequency response, distortion occurs as the channel frequency response is estimated in the form of a continuous signal.

푸리에 변환/역 푸리에 변환의 반복(iteration)에 의한 복잡도(complexiity)와 채널 추정에 따른 왜곡(distortion)을 줄이면서, 보다 신뢰성있게 채널을 추정할 수 있는 채널 추정방법 및 장치가 요구된다.There is a need for a channel estimation method and apparatus capable of estimating a channel more reliably while reducing complexity due to iteration of a Fourier transform / inverse Fourier transform and distortion due to channel estimation.

본 발명의 기술적 과제는 채널추정의 왜곡(distortion)을 줄이고, 이동 단말의 속도에 따라 채널 추정을 적응적으로 수행하는 채널 추정 장치 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY The present invention provides a channel estimation apparatus and method for reducing distortion of channel estimation and adaptively performing channel estimation according to the speed of a mobile terminal.

본 발명의 일 양태에 따르면, 채널 추정 장치를 제공한다. 상기 장치는 주파수 영역의 수신신호에 포함되는 복수의 부반송파 중 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않는 미사용 부반송파에 가상 파일럿(virtual pilot)을 삽입하는 가상 파일럿 삽입기, 및 상기 복수의 부반송파 중 파일럿이 맵핑된 사용 부반송파를 통해 전송된 복수의 파일럿 및 상기 가상 파일럿을 이용하여 채널 추정값을 산출하는 채널 추정부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a channel estimating apparatus is provided. The apparatus includes a virtual pilot inserter for inserting a virtual pilot into an unused subcarrier not used for data or pilot transmission among a plurality of subcarriers included in a received signal in a frequency domain, and a pilot among the plurality of subcarriers. And a channel estimator configured to calculate a channel estimate using the plurality of pilots transmitted through the mapped use subcarriers and the virtual pilot.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 수신기를 제공한다. 상기 수신기는 파일럿이 맵핑된 복수의 사용 부반송파와, 데이터 또는 파일럿이 맵핑되지 않은 복수의 미사용 부반송파를 포함하는 신호를 수신하는 수신안테나, 상기 사용 부반송파의 파일럿을 이용하여 각 사용 부반송파의 임시 채널값을 최소제곱 기법으로 구하는 최소제곱 추정기, 상기 미사용 부반송파의 일부에 상기 임시 채널값을 가진 가상 파일럿을 삽입하는 가상 파일럿 삽입기, 상기 신호에 대한 잡음의 세기를 이용하여 상기 임시 채널값을 시간영역에서 잡음처리하는 잡음처리기, 및상기 잡음처리된 임시 채널값을 다시 푸리에 변환하여 얻어진 보정 채널값을 이용하여 채널 추정값을 구 하는 추정값 산출기를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a receiver is provided. The receiver uses a reception antenna for receiving a signal including a plurality of used subcarriers to which pilots are mapped, a plurality of unused subcarriers to which data or pilots are not mapped, and a temporary channel value of each used subcarrier using a pilot of the used subcarriers. Least Square Estimator Obtained by Least Squares Technique, Virtual Pilot Inserter Inserting Virtual Pilot with Temporary Channel Value into Part of Unused Subcarrier, Noise in Temporal Domain Using Temporal Noise of Signal A noise processor for processing and an estimation value calculator for obtaining a channel estimate using a correction channel value obtained by Fourier transforming the noise-processed temporary channel value.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 채널 추정 방법을 제공한다. 상기 방법은 파일럿이 맵핑된 사용 부반송파와 데이터 또는 파일럿이 맵핑되지 않는 미사용 부반송파를 포함하는 주파수 영역의 신호로부터 추출된 파일럿을 미사용 부반송파에 삽입하는 단계, 및 상기 파일럿과 상기 미사용 부반송파에 삽입된 파일럿을 이용하여 채널 추정값을 산출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a channel estimation method is provided. The method includes inserting a pilot extracted from a signal in a frequency domain including a pilot-mapped used subcarrier and a data or unused subcarrier unmapped, into an unused subcarrier, and inserting the pilot and the pilot inserted into the unused subcarrier. Calculating a channel estimate using the same.

DFT와 IDFT를 번갈아서 여러번 반복(iteration)할 필요가 없으므로 채널 추정의 복잡도(complexity)를 줄일 수 있다. 또한 채널 추정시 가장자리(edge) 주파수 부근에서 발생하는 왜곡현상을 현저히 줄일 수 있다. 그리고 채널 추정에 영향을 미치는 여러가지 요소(예를 들어 단말의 속도, 변조 및 코딩 기법)를 고려하여 적응적으로 채널을 추정하므로 수신신호를 신뢰성있게(reliably) 복조할 수 있다.The complexity of channel estimation can be reduced because it is not necessary to repeat the DFT and IDFT multiple times. In addition, it is possible to significantly reduce the distortion occurring near the edge frequency during channel estimation. In addition, since the channel is adaptively estimated in consideration of various factors (for example, the speed, modulation, and coding scheme of the terminal) that affect the channel estimation, the received signal can be demodulated reliably.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.1 is a block diagram illustrating a wireless communication system. Wireless communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice, packet data, and the like.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 단말(10; Mobile Station, MS) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드B(NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless communication system includes a mobile station (MS) 10 and a base station 20 (BS). The terminal 10 may be fixed or mobile, and may be called by other terms such as a user equipment (UE), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and the like. The base station 20 generally refers to a fixed station for communicating with the terminal 10 and may be referred to in other terms such as a NodeB, a base transceiver system (BTS), and an access point. . One or more cells may exist in one base station 20.

하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.Downlink (DL) means communication from the base station 20 to the terminal 10, and uplink (UL) means communication from the terminal 10 to the base station 20.

무선 통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)와 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 전송기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 전송기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다.The wireless communication system may be an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) based system. OFDM uses multiple orthogonal subcarriers. OFDM uses orthogonality between inverse fast Fourier Transform (IFFT) and fast Fourier Transform (FFT). At the transmitter, data is sent by performing an IFFT. The receiver performs FFT on the received signal to recover the original data. The transmitter uses an IFFT to combine multiple subcarriers, and the receiver uses a corresponding FFT to separate multiple subcarriers.

OFDM 기반 시스템에서는 파일럿이 포함된 OFDM 심벌을 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform; DFT)하여 데이터가 들어있는 OFDM 심벌의 주파수 영역에서의 채널 추정이 가능하다. 이러한 주파수 영역의 신호는 역이산 푸리에 변환(Inverse DFT; IDFT)을 통하여 시간 영역의 신호로 다시 변환되는데, 수신기는 이 시간영역의 신호를 이용하여 시간 영역에서의 채널 추정을 수행한다. 이와 같은 방법으로 OFDM 기반 시스템은 각 부반송파와 OFDM 심벌의 채널을 일괄적으로 추정할 수 있으며, 따라서 개별 부반송파에 각각의 등화기(equalizer)를 설치할 필요가 없는 장점이 있다.In an OFDM-based system, the OFDM symbol including the pilot may be discrete Fourier transform (DFT) to estimate the channel in the frequency domain of the OFDM symbol containing data. The signal in the frequency domain is converted back into a signal in the time domain through an inverse DFT (IDFT), and the receiver performs channel estimation in the time domain using the signal in the time domain. In this way, the OFDM-based system can estimate the channels of each subcarrier and the OFDM symbol collectively, and thus, there is no need to install an equalizer on each subcarrier.

도 2는 본 발명의 일 예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 통신 시스템은 OFDM 방식에 기반한다. 2 is a block diagram illustrating a communication system according to an embodiment of the present invention. The communication system is based on the OFDM scheme.

도 2를 참조하면, 통신 시스템은 송신기(transmitter; 100)와 수신기(receiver; 200)를 포함한다. 송신기(100)는 기지국의 일부분(part)일 수 있다. 수신기(200)는 단말의 일부분일 수 있다. 또는(alternatively), 송신기(100)는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기(200)는 기지국의 일부분일 수 있다. 기지국은 다수의 수신기와 다수의 송신기를 포함할 수 있다. 단말은 다수의 수신기와 다수의 송신기를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a communication system includes a transmitter 100 and a receiver 200. The transmitter 100 may be part of a base station. The receiver 200 may be part of the terminal. Alternatively, the transmitter 100 may be part of a terminal, and the receiver 200 may be part of a base station. The base station may include a plurality of receivers and a plurality of transmitters. The terminal may include a plurality of receivers and a plurality of transmitters.

송신기(100)는 전송신호 X를 수신기(200)로 전송하면, 수신기(200)는 채널 H와 잡음 N에 의해 변화된 수신신호 Y를 수신한다. 전송신호 X=[X₁, X₂,..., X_Nt], 수신신호 Y=[Y₁, Y₂,..., Y_Nr], 잡음 N=[N₁, N₂,..., N_Nr]이라 하면, X와 Y간에는 다음의 수학식 1과 같은 관계가 성립한다.When the transmitter 100 transmits the transmission signal X to the receiver 200, the receiver 200 receives the reception signal Y changed by the channel H and the noise N. Transmitted signal X = [X ₁ , X ₂ , ..., X _Nt ], Received signal Y = [Y ₁ , Y ₂ , ..., Y _Nr ], Noise N = [N ₁ , N ₂ , .. , N _Nr ], the relationship shown in the following equation 1 is established between X and Y.

여기서, N_t는 송신 안테나(160)의 개수, N_r은 수신 안테나(210)의 개수, H_ab 는 송신 안테나 b에서 전송된 신호가 수신 안테나 a에 도달하는데 거쳐가는 채널이다. 수신기(200)는 채널 H를 정확히 알아야 수신신호 Y로부터 실제 전송된 신호 X를 구할 수 있다. 채널 H는 송신기(100)와 수신기(200)가 서로 알고 있는 파일럿을 이용함으로서 추정될 수 있는데, 이렇게 추정된 채널 H의 값을 채널 추정값(Channel Estimation Value)이라 한다. 파일럿은 기준신호(reference signal; RS)라 불릴 수도 있다.Here, N _t is the number of transmit antennas 160, N _r is the number of receive antennas 210, and H _ab is a channel through which a signal transmitted from transmit antenna b reaches the receive antenna a. The receiver 200 needs to know the channel H correctly to obtain the actual transmitted signal X from the received signal Y. The channel H can be estimated by using a pilot that the transmitter 100 and the receiver 200 know each other. The estimated value of the channel H is called a channel estimation value. The pilot may be called a reference signal (RS).

송신기(110)는 송신 프로세서(transmit processor; 110), 파일럿 삽입부(120), 부반송파 맵퍼(mapper, 130), IFFT부(140), CP 삽입부(150), 송신 유닛(160) 및 제1 및 제2 송신 안테나(170-1. 170-2)를 포함한다. 여기서 송신 안테나가 2개인 것으로 가정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐 송신 안테나는 1개 또는 2개 이상이어도 무방하다.The transmitter 110 includes a transmit processor 110, a pilot insertion unit 120, a subcarrier mapper 130, an IFFT unit 140, a CP insertion unit 150, a transmission unit 160, and a first unit. And a second transmit antenna 170-1.170-2. Here, it is assumed that there are two transmitting antennas, but this is merely an example for convenience of description and may be one or two or more transmitting antennas.

송신 프로세서(110)는 음성이나 패킷 데이터 등과 같은 데이터를 입력받는다. 송신 프로세서(110)는 입력된 데이터를 처리(소스 코딩, 채널 코딩, 맵핑)하여 데이터 심벌을 발생시킨다.The transmission processor 110 receives data such as voice or packet data. The transmit processor 110 processes the input data (source coding, channel coding, mapping) to generate data symbols.

파일럿 삽입부(120)는 부반송파 맵퍼(130)에 입력되는 데이터 심벌의 사이 사이에 파일럿(pilot)을 삽입한다. 파일럿은 송신기(100)와 수신기(200) 양자에 선험적으로(a priori) 알려진 데이터이다. 파일럿은 여러가지 형태로 자원요소(resource element)에 배치될 수 있으며, 도 3은 파일럿이 자원요소에 배치되는 일 예를 나타낸다. 자원요소는 적어도 하나의 부반송파와 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 2차원적인 무선자원 단위이다.The pilot inserter 120 inserts a pilot between data symbols input to the subcarrier mapper 130. The pilot is data known a priori to both the transmitter 100 and the receiver 200. The pilot may be arranged in a resource element in various forms, and FIG. 3 shows an example in which the pilot is arranged in the resource element. The resource element is a two-dimensional radio resource unit including at least one subcarrier and at least one OFDM symbol.

도 3을 참조하면, 하나의 서브프레임(subframe)은 14개의 OFDM 심벌을 포함하며, 2개의 슬롯(slot)으로 구분된다. 즉, 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 2개의 송신 안테나는 각각 서로 다른 위치의 자원요소를 이용하여 파일럿을 전송한다. 이를 구분하기 위하여, R_p는 제p 송신안테나에서 파일럿의 전송을 위해 사용되는 자원요소를 의미한다고 가정한다. 즉, 제1 송신안테나(160-1)는 자원요소 R₀을 이용하여 파일럿을 전송하고, 제2 송신안테나(160-2)는 자원요소 R₁을 이용하여 파일럿을 전송한다.Referring to FIG. 3, one subframe includes 14 OFDM symbols and is divided into two slots. That is, one slot includes seven OFDM symbols. The two transmit antennas transmit pilots using resource elements located at different positions. To distinguish this, it is assumed that R _p means a resource element used for transmission of a pilot in a pth transmission antenna. That is, the first transmission antenna 160-1 transmits the pilot using the resource element R ₀ , and the second transmission antenna 160-2 transmits the pilot using the resource element R ₁ .

각 안테나 포트에서 파일럿은 다음과 같은 패턴에 의해 전송된다. 첫째로, 제1 송신안테나(160-1)에 대한 서브프레임상에서 파일럿에 할당되는 자원요소에 대응하는 제2 송신안테나(160-2)에 대한 서브프레임상의 자원요소(빗금친 자원요소)는 파일럿의 전송에 사용하지 않는다. 마찬가지로, 제2 송신안테나(160-2)에 대한 서브프레임상에서 파일럿에 할당되는 자원요소에 대응하는 제1 송신안테나(160-1)에 대한 서브프레임상의 자원요소(빗금친 자원요소)는 파일럿의 전송에 사용하지 않는다.At each antenna port, pilots are transmitted in the following pattern: First, the resource element (hatched resource element) on the subframe for the second transmission antenna 160-2 corresponding to the resource element allocated to the pilot on the subframe for the first transmission antenna 160-1 is a pilot. Do not use for transmission. Similarly, the resource element (hatched resource element) on the subframe for the first transmit antenna 160-1 corresponding to the resource element allocated to the pilot on the subframe for the second transmit antenna 160-2 is determined by the pilot. Do not use for transmission.

둘째로, 시간축에서 볼 때, 파일럿은 매 슬롯의 1번째 및 5번째 OFDM 심벌상에서 전송된다. 또한, 주파수 축에서 볼 때, 파일럿의 전송에 사용되는 자원요소간의 간격은 6 자원요소이다. 각 주파수의 채널은 파일럿간의 채널 응답을 보간(interpolation)이나 평균(average)을 취함으로써 정확히 추정될 수 있다. 따라서 파일럿은 도 3과 같이 시간 및 주파수 영역에 적절한 간격으로 분산되어 배치된 다. 물론, 이러한 패턴은 예시에 불과할 뿐이고, 서브프레임내에 포함되는 OFDM 심벌의 개수, 파일럿이 전송되는 OFDM 심벌의 위치, 자원요소의 개수 및 파일럿간의 간격은 이외에도 다양하게 변경될 수 있다.Secondly, on the time base, the pilot is transmitted on the first and fifth OFDM symbols of every slot. In addition, in the frequency axis, the interval between resource elements used for pilot transmission is 6 resource elements. The channel of each frequency can be accurately estimated by taking interpolation or average of the channel response between pilots. Accordingly, the pilots are distributed at appropriate intervals in the time and frequency domains as shown in FIG. 3. Of course, this pattern is only an example, and the number of OFDM symbols included in the subframe, the position of the OFDM symbol to which the pilot is transmitted, the number of resource elements and the interval between pilots can be variously changed.

다시 도 2를 참조하면, 부반송파 맵퍼(130)는 입력되는 데이터 심벌과 파일럿을 할당된 대역의 전체 부반송파(예를 들어 1024개) 중 일부 또는 전부에 각각 맵핑(mapping)하여 IFFT부(140)로 입력한다. 데이터 심벌과 파일럿이 맵핑되는 부반송파를 사용 부반송파(used subcarrier)라 하고, 맵핑되지 않는 부반송파를 미사용 부반송파(unused subcarrier)라 한다. 즉, 미사용 부반송파는 송신기(100)에서 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않는 부반송파이다.Referring back to FIG. 2, the subcarrier mapper 130 maps input data symbols and pilots to some or all of all subcarriers (for example, 1024) of the allocated band to the IFFT unit 140. Enter it. A subcarrier to which data symbols and pilots are mapped is called a used subcarrier, and an unmapped subcarrier is called an unused subcarrier. That is, unused subcarriers are subcarriers that are not used for transmission of data or pilot in the transmitter 100.

IFFT부(140)는 상기 전체 부반송파에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역(time domain) 신호인 ODFM 심벌들을 생성한다.The IFFT unit 140 performs IFFT on the entire subcarriers to generate ODFM symbols that are time domain signals.

CP 삽입부(150)는 변환된 심벌에 이전 심벌의 일부 샘플을 추가한다. 추가되는 부분을 CP(cyclic prefix)라 하며, 보호 구간(guard interval)이라고도 한다. CP는 ISI(inter-symbol interference)를 제거하여 주파수 선택적 채널(frquency-selective channel)을 플랫 페이딩 채널(flat-fading channel)로 바꾼다.The CP inserter 150 adds some samples of the previous symbol to the converted symbol. The added part is called a cyclic prefix and is also called a guard interval. The CP removes inter-symbol interference (ISI) to change the frequency-selective channel to a flat-fading channel.

송신 유닛(160)은 CP 삽입부(150)에서 출력된 샘플 신호를 아날로그 신호로 변환하여 제1 및 제2 송신 안테나(170-1, 170-2)를 통해 전송한다.The transmitting unit 160 converts the sample signal output from the CP inserting unit 150 into an analog signal and transmits it through the first and second transmitting antennas 170-1 and 170-2.

수신기(200)는 수신 안테나(210), 수신 유닛(220), CP 제거부(230), FFT부(240), 수신 프로세서(250), 파일럿 추출부(260), 최소제곱(Least Square;LS) 추정기(270) 및 채널 추정 장치(3000)를 포함한다.The receiver 200 includes a receiving antenna 210, a receiving unit 220, a CP removing unit 230, an FFT unit 240, a receiving processor 250, a pilot extractor 260, and a least square LS. ) An estimator 270 and a channel estimating apparatus 3000.

수신 안테나(210)는 송신기(100)로부터 전송된 신호를 받아 수신 유닛(220)으로 보낸다. 수신 유닛(220)은 전송된 신호를 디지털 변환하여 샘플들의 스트림을 제공한다. CP 제거부(230)는 샘플에서 CP를 제거한다. FFT부(230)는 CP 제거부(230)에서 전송된 샘플을 FFT하여 주파수 영역 신호로 변환시킨다. 상기 주파수 영역 신호는 수신 프로세서(250)와 파일럿 추출부(260)로 각각 입력된다.The receiving antenna 210 receives the signal transmitted from the transmitter 100 and sends it to the receiving unit 220. The receiving unit 220 digitally converts the transmitted signal to provide a stream of samples. The CP remover 230 removes the CP from the sample. The FFT unit 230 converts the sample transmitted from the CP remover 230 into a frequency domain signal. The frequency domain signal is input to the receiving processor 250 and the pilot extractor 260, respectively.

파일럿 추출부(260)는 상기 주파수 영역 신호에서 파일럿을 추출하고, 상기 추출된 파일럿을 최소제곱 추정기(270)로 입력한다.The pilot extractor 260 extracts a pilot from the frequency domain signal and inputs the extracted pilot to the least square estimator 270.

최소제곱 추정기(270)는 상기 추출된 파일럿을 가지고 최소제곱(Least Square) 추정기법을 이용하여 주파수 영역에서 채널 추정을 수행한다. 최소제곱 추정기법은 MMSE(Minimum Mean sqaure) 기법에 비하여 채널추정 성능이 떨어지나, 구현이 간편하고 복잡도가 낮은 장점이 있다. 최소제곱 추정기(270)는 수학식 2와 같이 실제로 수신된 파일럿을 송신기(100)와 수신기(200)가 이미 알고 있는 파일럿으로 나눔으로서 복수의 임시 채널값(H_LS)을 구한다. 여기서 채널값(channel value)은 각 부반송파(또는 채널)의 주파수에 대한 채널값을 말한다. 임시 채널값(temporary channel value)은 여러가지 프로세스에 의해 처리되기 위해 임시적으로 구해지는 채널값을 말한다.The least square estimator 270 performs the channel estimation in the frequency domain using the extracted pilot using a Least Square estimation technique. The least-squares estimation technique has a lower channel estimation performance than the minimum mean sqaure (MMSE) technique, but has an advantage of easy implementation and low complexity. The least square estimator 270 obtains a plurality of temporary channel values H _LS by dividing the pilot actually received by the pilot 100 and the pilot 200 already known as Equation 2. The channel value refers to a channel value for the frequency of each subcarrier (or channel). The temporary channel value refers to a channel value temporarily obtained for processing by various processes.

, if mod(i,6)=0 or 3 in OFDM symbol when 0≤i<N_FFT/2

, if mod (i, 6) = 0 or 3 in OFDM symbol when 0≤i <N _FFT / 2

, if mod(i,6)=4 or 1 in OFDM symbol when N_FFT/2≤i<N_FFT

, if mod (i, 6) = 4 or 1 in OFDM symbol when N _FFT / 2≤i <N _FFT

, otherwise in OFDM symbol

여기서, i는 부반송파의 인덱스(index), H_LS _Rx(i)는 최소제곱 추정기(270)에 의해 추정된 i 번째 부반송파의 임시 채널값이고, RS_Tx(i)는 Tx번째 송신기(100)의 파일럿 신호이며, Y_Rx(i)는 Rx번째 수신기(200)가 실제로 수신한 i 번째 부반송파의 신호이고, N_FTT는 FTT 크기이다. FFT 크기는 푸리에 변환을 수행하는데 사용되는 부반송파의 개수를 의미한다. 0≤i<N_FTT/2일 때의 mod(i,6)=0 과 N_FTT/2≤i<N_FTT 때의 mod(i,6)=4 끼리 한 쌍(pair)이다. 또한 0≤i<N_FTT/2일 때의 mod(i,6)=3 과 N_FTT/2≤i<N_FTT 때의 mod(i,6)=1 끼리 한 쌍(pair)이다. 파일럿을 실은 부반송파의 채널값을 제외한 다른 부반송파의 채널값들은 모두 0으로 대체(zero replace)된다.I is the index of the subcarrier, H _LS _Rx (i) is the temporary channel value of the i-th subcarrier estimated by the least-squares estimator 270, RS _Tx (i) is the pilot signal of the Tx-th transmitter 100, and Y _Rx (i) is the Rx-th receiver 200 is the signal of the i-th subcarrier actually received, and N _FTT is the FTT size. The FFT size refers to the number of subcarriers used to perform Fourier transform. It is a pair of mod (i, 6) = 0 when 0 ≦ i <N _FTT / 2 and mod (i, 6) = 4 when N _FTT / 22 i <N _FTT . In addition, mod (i, 6) = 3 when 0 ≦ i <N _FTT / 2 and mod (i, 6) = 1 when N _FTT / 22 i <N _FTT = 1. All channel values of the subcarriers except for the pilot-carried subcarrier channel values are zero replaced.

채널 추정 장치(300)는 가상 파일럿 삽입기(310)와 채널 추정부(320)를 포함한다. 가상 파일럿 삽입기(310)는 가상 파일럿(virtual pilot)을 미사용 부반송 파(unused subcarrier)에 맵핑한다. 가상 파일럿은 상기 임시 채널값을 가진 파일럿으로서, 미사용 부반송파에 맵핑하여 가장자리(edge) 주파수에서의 채널 왜곡을 완화시키기 위해 사용된다. 가상 파일럿을 삽입하는 방법에 관하여는 도 4에서 더욱 자세히 설명하기로 한다.The channel estimating apparatus 300 includes a virtual pilot inserter 310 and a channel estimator 320. The virtual pilot inserter 310 maps a virtual pilot to an unused subcarrier. The virtual pilot is a pilot having the temporary channel value, and is used to mitigate channel distortion at edge frequencies by mapping to unused subcarriers. A method of inserting a virtual pilot will be described in more detail with reference to FIG. 4.

채널 추정부(320)는 사용 부반송파에 맵핑된 파일럿과 미사용 부반송파에 맵핑된 가상 파일럿을 이용하여 채널 추정값을 구한다. 일 예로서, 채널 추정부(320)는 파일럿에 의한 임시 채널값과 가상 파일럿에 의한 임시 채널값에 IFFT를 취한 후 시간축상에서 잡음 성분보다 작은 채널 왜곡 성분들을 제거한 후 다시 FFT를 취하여 주파수축상에서의 신호값을 코히어런트(coherent) 시간내의 모든 OFDM 심볼의 직접 채널 추정값으로 삼을 수 있다. 이를 잡음 처리된 채널 추정값이라 한다. 다른 예로서, 채널 추정부(320)는 파일럿과 가상 파일럿을 이용하여 잡음 처리된 채널 추정값을 얻은 후 파일럿이 들어 있지 않는 OFDM 심볼의 채널값을 상기의 잡음 처리된 채널 추정값을 평균하여 구할 수 있다. 여기서, 채널 추정부(320)에서 사용할 파일럿이 포함된 OFDM 심볼 수를 얼마만큼 이용하여 평균을 취해 채널 추정값을 결정할 지는 수신기(200)의 속도와 변조방식을 고려하여 결정될 수 있다. 또 다른 예로서, 채널 추정부(320)는 상기 파일럿과 가상 파일럿의 임시 채널값을 잡음처리하지 않고 얻은 채널값을 그대로 이용하여 채널 추정값을 구할 수 있다.The channel estimator 320 obtains a channel estimate using a pilot mapped to a used subcarrier and a virtual pilot mapped to an unused subcarrier. As an example, the channel estimator 320 takes an IFFT on the temporary channel value by the pilot and the temporary channel value by the virtual pilot, removes channel distortion components smaller than the noise component on the time axis, and then takes an FFT again on the frequency axis. The signal value can be taken as a direct channel estimate of all OFDM symbols in a coherent time. This is called a noise processed channel estimate. As another example, the channel estimator 320 may obtain a noise processed channel estimate using a pilot and a virtual pilot, and then obtain the channel value of an OFDM symbol that does not contain a pilot by averaging the noise processed channel estimate. . In this case, the average of the number of OFDM symbols including the pilot to be used by the channel estimator 320 to determine the channel estimation value may be determined in consideration of the speed and the modulation method of the receiver 200. As another example, the channel estimator 320 may obtain a channel estimate using the channel values obtained without noise processing the temporary channel values of the pilot and the virtual pilot.

수신 프로세서(250)는 FFT부(240)에서 입력된 주파수 영역 신호에서 데이터 심벌을 추출하고, 채널 추정 장치(300)의 채널 추정을 이용하여 상기 추출된 데이터 검출을 수행한다. 수신 프로세서(250)의 출력은 데이터 심벌 추정이 된다. 수신 프로세서(250)는 상기 데이터 심벌 추정을 처리(디-맵핑, 디코딩)하여 디코딩된 데이터를 제공한다. 일반적으로 수신 프로세서(250)는 송신기(100)의 송신 프로세서(110)와 상보적(complementary)이다.The reception processor 250 extracts a data symbol from the frequency domain signal input from the FFT unit 240 and detects the extracted data using the channel estimation of the channel estimating apparatus 300. The output of the receive processor 250 is a data symbol estimate. Receive processor 250 processes (de-maps, decodes) the data symbol estimates to provide decoded data. In general, the receive processor 250 is complementary to the transmit processor 110 of the transmitter 100.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 가상 파일럿을 삽입하는 방법을 설명하는 설명도이다.4 is an explanatory diagram illustrating a method of inserting a virtual pilot according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, (Ⅰ)은 가상 파일럿 삽입기(310)가 주파수 영역 신호에 가상 파일럿이 삽입하기 전이고, (Ⅱ)는 가상 파일럿 삽입기(310)가 주파수 영역 신호에 가상 파일럿을 삽입한 후이다. IFFT부(140)에 입력되는 부반송파의 총 개수를 FFT 크기(size)라 하는데, 도 4에서 FFT 크기는 1024이다. 한편, IFFT부(140)에 입력되는 부반송파가 모두 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지는 않고, 일부의 부반송파만이 사용된다. 이때 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되는 부반송파를 사용 부반송파(used subcarrier)라 하고, 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않는 부반송파를 미사용 부반송파(unused subcarrier)라 한다.Referring to FIG. 4, (I) is before the virtual pilot inserter 310 inserts the virtual pilot into the frequency domain signal, and (II) is the virtual pilot inserter 310 inserts the virtual pilot into the frequency domain signal. After. The total number of subcarriers input to the IFFT unit 140 is called an FFT size. In FIG. 4, the FFT size is 1024. On the other hand, not all of the subcarriers input to the IFFT unit 140 are used for data or pilot transmission, and only some subcarriers are used. In this case, a subcarrier used for data or pilot transmission is called a used subcarrier, and a subcarrier not used for data or pilot transmission is called an unused subcarrier.

사용 부반송파 그룹 1은 인덱스(index)가 1~300인 부반송파의 집합이고, 사용 부반송파 그룹 2는 인덱스가 725~1024인 부반송파의 집합이다. 미사용 부반송파 그룹은 인덱스가 301~724인 부반송파의 집합이다.The used subcarrier group 1 is a set of subcarriers having an index of 1 to 300, and the used subcarrier group 2 is a set of subcarriers having an index of 725 to 1024. The unused subcarrier group is a set of subcarriers having indices of 301 to 724.

(Ⅰ) 가상 파일럿 삽입기(310)가 주파수 영역 신호에 가상 파일럿이 삽입하기 전 : (I) Before the virtual pilot inserter 310 inserts the virtual pilot into the frequency domain signal:

사용 부반송파 그룹 1 및 2에는 파일럿과 데이터가 부반송파에 혼재하여 존재한다. 좀더 자세하게는, 파일럿은 6 부반송파 간격으로 일정하게 실리며, 파일럿 사이에는 데이터가 실린다. 그리고, 미사용 부반송파 그룹의 부반송파들은 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않으므로 0으로 설정(set)되는데, 이를 제로-패딩(zero-padding)이라 한다. 미사용 부반송파 대역은 FFT와 IFFT의 반복에 의한 데이터의 손실을 막기 위한 보호밴드(guard band)일 수 있다.In the used subcarrier groups 1 and 2, pilot and data are present in a mixture of subcarriers. More specifically, pilots are carried at regular intervals in six subcarriers, with data carried between them. Subcarriers of the unused subcarrier group are set to 0 because they are not used for data or pilot transmission, which is called zero-padding. The unused subcarrier band may be a guard band to prevent data loss due to repetition of the FFT and the IFFT.

(Ⅱ) 가상 파일럿 삽입기(310)가 주파수 영역 신호에 가상 파일럿을 삽입한 후 :(II) After the virtual pilot inserter 310 inserts the virtual pilot into the frequency domain signal:

가상 파일럿 삽입기(310)는 미사용 부반송파 그룹에 일정 부반송파 간격으로 가상 파일럿을 삽입한다. 삽입되는 가상 파일럿은 사용 부반송파 그룹 1 또는 2에 포함된 파일럿 중 선택된 적어도 하나의 파일럿이 될 수 있다. 일 예에 있어서, 미사용 부반송파 그룹은 DC(direct current)를 중심으로 다시 삽입영역(insertion area) 1(인덱스 301~512), 삽입영역 2(인덱스 513~724)의 2부분으로 나뉜다.The virtual pilot inserter 310 inserts a virtual pilot at an unused subcarrier group at a predetermined subcarrier interval. The inserted virtual pilot may be at least one pilot selected from pilots included in the used subcarrier group 1 or 2. In an example, the unused subcarrier group is divided into two parts of insertion area 1 (index 301 to 512) and insertion area 2 (index 513 to 724) based on direct current (DC).

가상 파일럿 삽입기(310)는 상기 삽입영역 1에 사용 부반송파 그룹 1에서 가장 가까운 파일럿(인덱스 295인 부반송파의 파일럿)을 제1 가상 파일럿으로 하여 6 부반송파 간격으로 여러 개 삽입한다. 여기서 제1 가상 파일럿의 임시 채널값은 인덱스 295인 부반송파에 실린 파일럿의 임시 채널값과 동일하다.The virtual pilot inserter 310 inserts several pilots at six subcarrier intervals into the insertion region 1 using pilots closest to the used subcarrier group 1 (pilot of a subcarrier of index 295) as the first virtual pilot. Here, the temporary channel value of the first virtual pilot is the same as the temporary channel value of the pilot carried on the subcarrier index 295.

동일한 방식으로, 가상 파일럿 삽입기(310)는 상기 삽입영역 2에 사용 부반송파 그룹 2에서 가장 가까운 파일럿(인덱스 725인 부반송파의 파일럿)을 제2 가상 파일럿으로 하여 6 부반송파 간격으로 여러 개 삽입한다. 여기서 제2 가상 파일럿의 임시 채널값은 인덱스 725인 부반송파에 실린 파일럿의 임시 채널값과 동일하다. 여기서, 가상 파일럿을 미사용 부반송파 그룹에 삽입한다는 표현은 다른 표현, 예를 들어 가상 파일럿을 부반송파에 싣는다(carry), 또는 맵핑(mapping)한다라는 동일한 의미의 다른 표현들과 대체, 호환될 수 있다.In the same manner, the virtual pilot inserter 310 inserts several pilots at 6 subcarrier intervals using the closest pilot (the pilot of the subcarrier of index 725) in the used subcarrier group 2 as the second virtual pilot. Here, the temporary channel value of the second virtual pilot is the same as the temporary channel value of the pilot carried on the subcarrier having the index 725. Here, the expression of inserting the virtual pilot into the unused subcarrier group may be interchanged with other expressions, for example, other expressions having the same meaning of carrying or mapping the virtual pilot on the subcarrier.

이와 같이, 미사용 부반송파 그룹에 가상 파일럿을 삽입하면 채널추정시 발생하는 특정 주파수 대역의 왜곡현상(distortion)을 줄일 수 있다.As such, when a virtual pilot is inserted into an unused subcarrier group, distortion of a specific frequency band generated during channel estimation can be reduced.

도 5는 도 2의 채널 추정부를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a channel estimator of FIG. 2.

도 5를 참조하면, 채널 추정부(320)는 IFFT부(321), 잡음처리기(322), FFT부(323), 채널 추정용 버퍼(324), 도플러 주파수 추정기(325) 및 추정값 산출기(326)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the channel estimator 320 includes an IFFT unit 321, a noise processor 322, an FFT unit 323, a channel estimating buffer 324, a Doppler frequency estimator 325, and an estimated value calculator ( 326).

IFFT부(321)는 주파수 영역에서 파일럿과 가상 파일럿을 실은 부반송파에 IFFT를 수행하여 시간영역 신호들을 발생시킨다. 이 시간영역 신호들은 시간영역에서 파일럿의 주기에 따라 반복되는 패턴을 갖으며, 시간영역 채널값을 가진다.The IFFT unit 321 generates time-domain signals by performing IFFT on subcarriers carrying pilots and virtual pilots in the frequency domain. These time domain signals have a repeating pattern according to the period of the pilot in the time domain and have a time domain channel value.

잡음처리기(322)는 시간영역 신호에 포함된 잡음을 처리함으로써 잡음처리된 시간영역 신호를 출력한다. 이를 위해 먼저, 잡음처리기(322)는 상기 시간영역 신호에서 시간상의 한 주기의 신호들로부터 잡음의 평균 파워(power)를 추정한다. 그리고, 이렇게 추정된 잡음의 평균파워를 임계값(threshold)으로 하여, 상기 임계값과 시간영역 채널값과 비교한다. 만약, 시간영역 채널값이 임계값보다 작으면, 잡음처리기(284)는 시간영역 채널값을 채널추정에 사용하지 않는다. 즉, 임계값보다 작은 시간영역 채널값들을 모두 0으로 리맵핑(remapping) 또는 무효화(nulling)한다. 이는 잡음이 채널 추정에 미치는 영향이 최소화하기 위함이다. 반면, 임계값보다 큰 시간영역 채널값들은 그대로 채널 추정에 사용한다.The noise processor 322 outputs the noise-processed time-domain signal by processing the noise included in the time-domain signal. To do this, first, the noise processor 322 estimates an average power of noise from signals of one period in time in the time domain signal. The average power of the estimated noise is set as a threshold, and the threshold is compared with the time domain channel value. If the time domain channel value is less than the threshold, the noise processor 284 does not use the time domain channel value for channel estimation. That is, remapping or nulling all time domain channel values smaller than the threshold to zero. This is to minimize the effect of noise on channel estimation. On the other hand, time domain channel values larger than the threshold value are used as is for channel estimation.

FFT부(323)는 잡음처리된 시간영역 신호를 다시 FFT하고, 주파수 영역의 신호로 변환시킨다. 상기 주파수 영역 신호의 각 부반송파(또는 채널)는 가상 파일럿 삽입기(310)와 잡음처리기(322)에 의해 그 채널값이 보정된 보정 채널값(compensated channel value)을 가진다.The FFT unit 323 FFTs the noise-processed time domain signal again and converts the signal into a frequency domain signal. Each subcarrier (or channel) of the frequency domain signal has a compensated channel value whose channel value is corrected by the virtual pilot inserter 310 and the noise processor 322.

채널추정용 버퍼(324)는 매 OFDM 심벌주기마다 보정 채널값이 구해질 때마다 이를 저장한다.The channel estimating buffer 324 stores the correction channel value every time the OFDM symbol period is obtained.

도플러 주파수 추정기(Doppler frequency estimator, 287)는 도플러 효과에 따른 주파수 변환 추이에 의해 수신기(200)의 속도를 추정한다. 수신기(200)의 속도는 저속, 중속 및 고속의 3가지 범주로 구분될 수 있는데, 각 범주는 시스템, 수신기(200)가 위치한 지역등에 따라 달라질 수 있다. 일 예로서, 수신기(200)의 속도는 도플러 주파수에 따라 다음과 같이 구분될 수 있다. 도플러 주파수가 0~5Hz 일 때는 수신기(200)의 속도는 저속(약 2.7km/h이하), 5Hz~70Hz(약 37.8km/h이하) 일 때는 중속, 70Hz~120Hz(약 162km/h이하) 일 때는 고속일 수 있다. 어느 정도의 속도가 어느 범주에 속하는지에 관한 정보는 송신기(100)가 수신기(200)로 알려주는 것일 수도 있고, 규약에 의해 양자간에 미리 약속된 것일 수도 있다.The Doppler frequency estimator 287 estimates the speed of the receiver 200 based on the frequency conversion trend according to the Doppler effect. The speed of the receiver 200 may be classified into three categories of low speed, medium speed, and high speed, and each category may vary according to a system, an area in which the receiver 200 is located, and the like. As an example, the speed of the receiver 200 may be classified as follows according to the Doppler frequency. When the Doppler frequency is 0 to 5 Hz, the speed of the receiver 200 is low speed (about 2.7 km / h or less), and when 5 Hz to 70 Hz (about 37.8 km / h or less), medium speed and 70 Hz to 120 Hz (about 162 km / h or less) May be high speed. Information about which category the speed belongs to may be informed to the transmitter 200 by the transmitter 100, or may be previously promised between the two by the protocol.

추정값 산출기(326)는 복수의 보정 채널값을 이용하여 채널 추정값(channel estimation value)을 산출한다. 채널 추정값은 임시 채널값을 여러가지 프로세스로 가공하여 신뢰성을 더욱 강화한(enhance) 채널 추정값이다. 채널 추정값은 복수의 OFDM 심벌에 걸쳐서 구해진 복수의 보정 채널값들의 평균값이거나, 또는 이들을 선형적으로 보간(linear interpolation)하여 얻은 보간값일 수 있다. 과거에 얻은 보 정 채널값(버퍼에 저장됨)을 현재의 채널을 추정할 때 반영함으로써 채널추정의 성능 및 신뢰성이 더욱 우수해 질 수 있다.The estimation calculator 326 calculates a channel estimation value using the plurality of correction channel values. The channel estimate is a channel estimate that further enhances reliability by processing the temporary channel value in various processes. The channel estimate may be an average value of a plurality of correction channel values obtained over a plurality of OFDM symbols or an interpolation value obtained by linear interpolation thereof. The performance and reliability of channel estimation can be improved by reflecting the calibration channel values (stored in the buffer) obtained in the past when estimating the current channel.

추정값 산출기(326)는 사용 부반송파의 파일럿에 의한 채널값 및 미사용 부반송파의 가상 파일럿에 의한 채널값을 이용하여 채널 추정값을 산출한다.The estimation value calculator 326 calculates a channel estimation value using the channel value of the pilot of the used subcarrier and the channel value of the virtual pilot of the unused subcarrier.

상기 추정값 산출기(326)는 채널 추정값의 산출에 영향을 미치는 여러가지 산출요소(yielding factor)를 고려한다. 산출요소에는 수신기(200)의 속도, 변조 방식(Modulation)이 있다. 각 산출요소의 조합에 따라 채널 추정값의 산출방법이 달라진다. 표 1은 단말의 속도와 변조 방식에 따라 적응적으로 결정되는 채널 추정값의 산출방법을 나타낸다.The estimate calculator 326 considers various yielding factors that influence the calculation of the channel estimate. The calculating factor includes the speed of the receiver 200 and a modulation method. The method of calculating the channel estimate varies according to the combination of each calculation element. Table 1 shows a method of calculating the channel estimation value adaptively determined according to the speed and modulation scheme of the terminal.

표 1을 참조하면, 변조 방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64-QAM이 있고, 단말의 속도는 3개의 범주로 나뉜다. 이 밖에도 변조 방식의 종류와 단말의 속도의 범주는 더 많거나 더 적을 수도 있으며, 표 1의 분류는 일 예에 불과할 뿐이다. 상기 단말의 속도는 도플러 주파수 측정기(325)에 의해 구해지며, 상기 변조 방식은 복조기(demodulator, 도면에 미표시)에서 사용하는 정보이다. 상기 변조 방식은 하향링크 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)을 통해 전송되는 제어신호일 수 있다.Referring to Table 1, modulation methods include quadrature phase shift keying (QPSK), quadrature amplitude modulation (16-QAM), and 64-QAM, and the speed of the UE is divided into three categories. In addition, the type of modulation scheme and the speed of the terminal may be more or less, and the classification of Table 1 is merely an example. The speed of the terminal is obtained by the Doppler frequency measurer 325, and the modulation method is information used by a demodulator (not shown in the figure). The modulation scheme may be a control signal transmitted through a physical downlink control channel (PDCCH) which is a downlink control channel.

추정값 산출기(326)는 보다 신뢰성있는 채널 추정을 위해 표 1과 같은 산출요소의 조합에 의하여 때에 따라 적응적으로 다른 방법에 의해 채널 추정값을 결정한다. 채널 추정값은 이하 (1)~(3)에 열거된 값들 중 하나일 수 있다. 이하에서 언급되는 서브프레임과 슬롯은 도 5를 기준으로 설명되는 것이다. 도 5는 파일럿이 전송되는 서브프레임 구조의 일 예이다.The estimator 326 determines channel estimates by adaptively different methods, sometimes from time to time, by a combination of factors, such as Table 1, for more reliable channel estimation. The channel estimate may be one of the values listed in (1) to (3) below. Subframes and slots mentioned below are described with reference to FIG. 5. 5 is an example of a subframe structure in which a pilot is transmitted.

(1) 서브프레임(subframe)구간 동안 저장된 복수의 보정 채널값들의 평균값(subframe average) :(1) Subframe average of a plurality of correction channel values stored during a subframe period:

도 5와 같이 서브프레임 1은 14개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 1구간에서 채널 추정을 수행시 파일럿 부반송파가 포함된 4개의 OFDM 심벌(왼쪽부터 1번째, 5번째, 8번째 및 12번째)에 걸쳐 4개의 보정 채널값을 얻을 수 있다. 그리고, 서브프레임 2의 1번째 OFDM 심벌로부터 또 하나의 추가적인 보정 채널값을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 5, subframe 1 includes 14 OFDM symbols. When performing channel estimation in one subframe section, four correction channel values can be obtained over four OFDM symbols (1st, 5th, 8th, and 12th from left) including pilot subcarriers. Further, another additional correction channel value may be obtained from the first OFDM symbol of subframe 2. FIG.

이렇게 얻어진 총 5개 OFDM 심벌 시간동안의 보정 채널값(서브프레임 1에서의 상기 4개의 보정 채널값과 서브프레임 2에서의 추가적인 1개의 보정 채널값)의 평균값이 채널 추정값이 된다. 상기 채널 추정값은 서브프레임 1의 14개의 전체 OFDM 심벌에 대한 채널 추정값으로 설정된다.The average value of the correction channel values (the four correction channel values in subframe 1 and one additional correction channel value in subframe 2) for the total five OFDM symbol times thus obtained is the channel estimate. The channel estimate is set to channel estimates for all 14 OFDM symbols in subframe one.

예를 들어, 1번째, 5번째, 8번째, 12번째 및 15번째 OFDM 심벌상에서 k번째 부반송파에서의 보정 채널값을 각각 a_k, b_k, c_k, d_k, 및 e_k라 하자. 이들의 평균값(avr_k)은 avr_k=(a_k+b_k+c_k+d_k+e_k)/5, 1≤k≤1024 이다. 여기서, a_k, b_k, c_k, d_k는 같은 서브프레임에 속하고, e_k는 다른 서브프레임에 속한다. 이러한 각 부반송파별 평균값 avr_k이 서브프레임 1의 전체 14개의 OFDM 심벌에 대한 채널 추정값으로 설정된다.For example, let the correction channel values in the k-th subcarrier on the 1st, 5th, 8th, 12th, and 15th OFDM symbols be a _k , b _k , c _k , d _k , and e _k , respectively. These average values avr _k are avr _k = (a _k + b _k + c _k + d _k + e _k ) / 5 and 1 ≦ _k ≦ 1024. Here, a _k , b _k , c _k , and d _k belong to the same subframe, and e _k belongs to another subframe. The average value avr _{k for} each subcarrier is set as a channel estimation value for all 14 OFDM symbols in subframe 1.

저속의 페이딩(fading) 환경에서는 코히어런트 시간(coherent time)이 길어 채널 상태가 천천히 변한다. 따라서, 서브프레임 단위로 과거의 채널 추정값과 현재의 채널 추정값의 평균을 취하면 채널 왜곡 현상의 영향을 줄일 수 있어 정확한 채널 추정을 수행할 수 있다.In a slow fading environment, the coherent time is long and the channel state changes slowly. Therefore, if the average of the past channel estimate and the current channel estimate is taken in subframe units, the influence of the channel distortion may be reduced, and thus accurate channel estimation may be performed.

(2) 슬롯(slot)구간 동안 구해진 복수의 보정 채널값들의 평균값(slot average) :(2) a slot average of a plurality of correction channel values obtained during a slot interval:

슬롯 1에는 1번째 및 5번째 OFDM 심벌이 파일럿 부반송파를 포함한다. 슬롯 1에 포함된 상기 2개의 OFDM 심벌과 슬롯 2에 포함된 1번째 OFDM 심벌로부터 3개의 보정 채널값을 구한 뒤, 이들의 평균값을 채널 추정값으로 선정하고, 채널 추정값을 슬롯 1의 7개의 OFDM 심벌의 채널 추정값으로 설정한다. 이는 저속 페이딩의 특성과 고속 페이딩의 특성의 중간 정도인 중속의 단말의 채널 추정값을 구할 때 유용하다. 중속의 채널 환경은 코히어런트 시간이 짧아지기 때문에, 서브프레임 구간(14개의 OFDM 심벌 시간)동안 동일한 채널 추정값을 갖도록 설계하는 것은 채널의 실제 값을 왜곡하게 만든다.In slot 1, the first and fifth OFDM symbols include pilot subcarriers. After three correction channel values are obtained from the two OFDM symbols included in slot 1 and the first OFDM symbol included in slot 2, the average values are selected as channel estimates, and the channel estimates are determined by seven OFDM symbols in slot 1. Set to the channel estimate of. This is useful when obtaining a channel estimate of a medium speed terminal that is halfway between the characteristics of low speed fading and fast fading. Since medium-speed channel environments have shorter coherent times, designing to have the same channel estimates during subframe periods (14 OFDM symbol times) leads to distortion of the actual value of the channel.

또한 보간(interpolation)을 취하게 되면 코히어런트 시간동안에 평균에 의한 이득을 상실하게 된다. 따라서 중속의 채널 환경에서는 슬롯 단위로 채널 추정의 평균값을 구하는 방법이 가장 우수하다. 하지만 이는 위의 표 1과 같이 변조 방식에 따라서도 적응형 채널 추정을 하여야 한다.Interpolation also results in the loss of averaged gains during coherent time. Therefore, in the medium speed channel environment, the method of obtaining the average value of the channel estimation in units of slots is the best method. However, this also requires adaptive channel estimation according to the modulation scheme as shown in Table 1 above.

(3) 복수의 보정 채널값들을 선형적으로 보간하여 얻은 보간값(linear interpolation) :(3) Linear interpolation obtained by linearly interpolating a plurality of correction channel values.

2개의 알고 있는 OFDM 심벌의 보정 채널값을 선형적으로 보간하여 채널 추정값을 구하고, 상기 채널 추정값을 상기 2개의 OFDM 심벌 사이에 있는 적어도 하나의 OFDM 심벌의 채널 추정값으로 설정한다. 예를 들어, 슬롯 1의 6번째, 7번째 OFDM심벌의 채널을 추정할 때는 슬롯 1의 5번째 OFDM 심벌과 다음 슬롯 2의 1번째 OFDM 심벌의 보정 채널값을 선형적으로 보간하고, 선형적 보간에 의해 얻어진 채널 추정값을 6번째, 7번째 OFDM 심벌의 채널 추정값으로 설정한다.A channel estimate is obtained by linearly interpolating the correction channel values of two known OFDM symbols, and the channel estimate is set to the channel estimate of at least one OFDM symbol between the two OFDM symbols. For example, when estimating the channels of the sixth and seventh OFDM symbols of slot 1, linearly interpolating the correction channel values of the fifth OFDM symbol of slot 1 and the first OFDM symbol of next slot 2, and linear interpolation. The channel estimate obtained by the above is set as the channel estimate of the sixth and seventh OFDM symbols.

지금까지 추정값 산출기(326)의 채널 추정값의 산출방법에 관하여 설명하였다. 채널 추정 장치(300)는 전술된 바와 같이 채널 추정값을 산출요소에 따라 적응적으로 시간영역 평균의 최적값이 되도록하므로, 기존의 2-D LMMSE 추정기와 상응한 성능을 얻을 수 있으며, 반복(iteration)이 없는 DFT 기초의(based) 채널 추정 방식에 비해 최대 1dB 이상의 성능 개선 효과를 얻을 수 있다.The method of calculating the channel estimation value of the estimation calculator 326 has been described so far. As described above, the channel estimating apparatus 300 adaptively adjusts the channel estimate to the optimum value of the time-domain average according to the calculation factor, thereby obtaining performance equivalent to that of the existing 2-D LMMSE estimator and iteration. Up to 1dB or more performance improvement can be achieved as compared to the DFT based channel estimation method.

도 7은 본 발명의 일 예에 따른 채널 추정방법을 설명하는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a channel estimation method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 신호를 수신한다(S100). 상기 단말은 상기 신호에 대해 FFT를 수행한다(S110). FFT 수행의 결과 상기 단말은 주파수 영역상에서 FFT 크기(1024)만큼의 부반송파를 포함하는 주파수 영역 신호를 얻는다. 상기 주파수 영역 신호는 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되는 부반송파로 구성된 사용 부반송파 그룹(used subcarrier group)과, 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않는 부반송파로 구성된 미사용 부반송파 그룹(unused subcarrier group)을 포함한다.Referring to Figure 7, the terminal receives a signal from the base station (S100). The terminal performs an FFT on the signal (S110). As a result of performing the FFT, the UE obtains a frequency domain signal including subcarriers corresponding to the FFT size 1024 in the frequency domain. The frequency domain signal includes a usable subcarrier group consisting of subcarriers used for data or pilot transmission, and an unused subcarrier group consisting of subcarriers not used for data or pilot transmission. do.

상기 단말은 상기 적어도 하나의 파일럿을 이용하여 임시 채널값(temporary channel value)을 구한다(S120). 상기 단말은 상기 미사용 부반송파 그룹에 가상 파일럿(virtual pilot)을 소정의 부반송파 간격으로 일정하게 삽입(insert)한다(S130). 가상 파일럿은 상기 사용 부반송파 그룹에서 선택된 적어도 하나의 파일럿이다. 상기 단말은 상기 주파수 영역 신호에 대해 IFFT를 수행한다(S140). 상기 주파수 영역 신호에 IFFT를 취하면 시간영역에서 파일럿의 주기만큼 반복된 신호가 발생된다. 상기 단말은 상기 시간영역 신호에서 중첩된 신호 성분을 이용하여 잡음처리를 수행한다(S150). 상기 단말은 임계값에 의해 잡음신호가 제거된 시간영역 신호에 대해 다시 FFT를 수행하여 보정 채널값을 구한다(S160). 상기 단말은 이렇게 얻어진 주파수 영역에 대한 보정 채널값을 저장한다(S170).The terminal obtains a temporary channel value using the at least one pilot (S120). The terminal constantly inserts a virtual pilot at a predetermined subcarrier interval into the unused subcarrier group (S130). The virtual pilot is at least one pilot selected from the used subcarrier group. The terminal performs an IFFT on the frequency domain signal (S140). When IFFT is applied to the frequency domain signal, a signal repeated in the time domain for a period of a pilot is generated. The terminal performs noise processing using signal components superimposed on the time-domain signal (S150). The terminal performs an FFT on the time-domain signal from which the noise signal is removed by the threshold to obtain a correction channel value (S160). The terminal stores the correction channel value for the frequency domain thus obtained (S170).

상기 단말은 자신의 속도와 변조방식에 따라 상기 보정 채널값을 이용하여 채널 추정값을 산출한다(S180). 상기 속도는 도플러 주파수 추정에 의해 구해지고, 상기 변조방식은 기지국으로부터 수신하는 제어정보이다.The terminal calculates a channel estimation value using the corrected channel value according to its speed and modulation scheme (S180). The speed is obtained by Doppler frequency estimation, and the modulation method is control information received from the base station.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 의한 채널 추정 성능의 효과를 나타내는 그래프이다. 가로축은 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio; 이하 SNR)를, 세로축은 각 SNR에서 측정된 데이터 전송률을 나타낸다. 각 그래프를 통해 본 발명에 의해 제안된 채널 추정방식(Proposed Ch, Est.), 2D MMSE 채널 추정방식(2D MMSE Ch. Est.) 및 반복(iteration)이 없는 기존의 DFT 기반의 채널 추정방식(Conventional DFT Ch. Est.)에 의한 성능을 비교 분석한다.8 to 10 are graphs showing the effect of channel estimation performance according to the present invention. The horizontal axis represents the Signal to Noise Ratio (SNR), and the vertical axis represents the data rate measured at each SNR. Through each graph, the channel estimation method proposed by the present invention (Proposed Ch, Est.), The 2D MMSE channel estimation method (2D MMSE Ch. Est.), And the existing DFT-based channel estimation method without iteration ( Compare and analyze performance by Conventional DFT Ch.

먼저 표 2는 도 8 내지 도 10에서의 채널 추정 성능 시뮬레이션(simulation)의 배경이 되는 OFDM 시스템의 주요 환경을 나타낸다.First, Table 2 shows the main environment of the OFDM system that is the background of the channel estimation performance simulation in FIGS. 8 to 10.

도 8은 변조방식이 QPSK이고, 단말의 속도가 2.7 km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다. 도 9는 변조방식이 16-QAM이고, 단말의 속도가 162km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다. 도 10은 변조방식이 64-QAM이고, 단말의 속도가 37.8 km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다.8 is a channel estimation performance graph when the modulation scheme is QPSK and the terminal speed is 2.7 km / h. 9 is a channel estimation performance graph when the modulation scheme is 16-QAM and the speed of the terminal is 162 km / h. 10 is a channel estimation performance graph when the modulation scheme is 64-QAM and the terminal speed is 37.8 km / h.

도 8 내지 도 10에서의 시뮬레이션 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 채널추정기는 기존의 2-D MMSE 및 DFT 기반 채널 추정기의 단점인 다중경로(multipath) 개수만큼의 역행렬을 계산하는 복잡도(complexity)를 갖지 않는다. 또한 잡음신호 공간의 파일럿 신호의 위치에 주파수 영역의 종단(edge)부분의 채널 정보를 복사해서 삽입함으로 한번의 FFT와 IFFT로도 기존의 2-D MMSE 보다 우수한 성능을 얻을 수 있다. 즉, FFT와 IFFT를 반복(iteration)할 필요가 없다. 더욱이, 본 발명의 채널추정기는 속도 및 변조 방식에 따라 시간 영역에서 과거와 현재의 채널 값을 이용하여 적응적으로 채널을 추정하는 방식을 사용함으로써 기존의 채널 추정기와 대비하여 0.5dB~1.5dB의 성능 향상을 얻을 수 있다.Referring to the simulation results in FIGS. 8 to 10, the channel estimator according to the present invention calculates the complexity of the inverse matrix by the number of multipaths, which is a disadvantage of the conventional 2-D MMSE and DFT-based channel estimators. Does not have In addition, by copying and inserting channel information of the edge portion of the frequency domain at the position of the pilot signal in the noise signal space, a single FFT and IFFT can obtain better performance than the conventional 2-D MMSE. In other words, there is no need to iterate the FFT and IFFT. Furthermore, the channel estimator of the present invention employs a method of adaptively estimating the channel using the past and present channel values in the time domain according to the speed and modulation scheme, which is 0.5 dB to 1.5 dB compared to the existing channel estimator. Performance improvement can be obtained.

상술한 채널 추정 기술은 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 채널 추정기는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 채널 추정기는 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.The channel estimation technique described above may be implemented by various means. For example, the channel estimator may be implemented in hardware, software or a combination thereof. In hardware implementation, an application specific integrated circuit (ASIC), a digital signal processing (DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, and a microprocessor are designed to perform the above functions. , Other electronic units, or a combination thereof. In a software implementation, the channel estimator may be implemented as a module that performs the functions described above. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified and changed in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. I can understand.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless communication system.

도 2는 본 발명의 일 예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a communication system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 파일럿이 자원요소(resource element)에 배치되는 일 예를 나타낸다. 3 shows an example in which a pilot is disposed on a resource element.

도 5는 도 2의 채널 추정 장치를 나타내는 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a channel estimating apparatus of FIG. 2.

도 6은 파일럿이 전송되는 서브프레임 구조의 일 예이다.6 is an example of a subframe structure in which a pilot is transmitted.

도 8은 변조방식이 QPSK이고, 단말의 속도가 2.7 km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다.8 is a channel estimation performance graph when the modulation scheme is QPSK and the terminal speed is 2.7 km / h.

도 9는 변조방식이 16-QAM이고, 단말의 속도가 162km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다.9 is a channel estimation performance graph when the modulation scheme is 16-QAM and the speed of the terminal is 162 km / h.

도 10은 변조방식이 64-QAM이고, 단말의 속도가 37.8 km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다.10 is a channel estimation performance graph when the modulation scheme is 64-QAM and the terminal speed is 37.8 km / h.

Claims

A virtual pilot inserter for inserting a virtual pilot into an unused subcarrier which is not used for data or pilot transmission among a plurality of subcarriers included in the received signal in the frequency domain; And

And a channel estimator configured to calculate a channel estimate using the plurality of pilots transmitted through the used subcarriers to which pilots are mapped among the plurality of subcarriers and the virtual pilot.

The method of claim 1,

And a channel value by the virtual pilot is equal to a channel value by at least one of the plurality of pilots.

The method of claim 1,

And the virtual pilot inserter inserts the virtual pilot in the same manner as the pilot is mapped to the use subcarrier.

The method of claim 1,

The channel estimator obtains a plurality of compensated channel values using pilots and virtual pilots over a plurality of OFDM symbols, and averages the plurality of compensated channel values according to a speed and a modulation method of a receiver to estimate the channel estimates. A channel estimating apparatus.

The method of claim 3, wherein

The channel estimator determines the plurality of OFDM symbols in consideration of a speed and a modulation scheme of a receiver receiving a pilot.

The method of claim 3, wherein

The channel estimator further includes a channel estimating buffer that stores the plurality of corrected channel values.

A receiving antenna for receiving a signal including a plurality of used subcarriers to which pilots are mapped and a plurality of unused subcarriers to which data or pilots are not mapped;

A least square estimator for obtaining a temporary channel value of each used subcarrier using a least squares technique by using the pilot of the used subcarriers;

A virtual pilot inserter inserting a virtual pilot having the temporary channel value into a portion of the unused subcarrier;

A noise processor for noise-processing the temporary channel value in the time domain by using the strength of noise for the signal;

An estimator and receiver for obtaining a channel estimate using a correction channel value obtained by Fourier transforming the noise-processed temporary channel value again.

The method of claim 7, wherein

Further comprising a Doppler frequency estimator for estimating the speed of the receiver using the Doppler frequency conversion trend,

And the estimate calculator calculates the channel estimate using the correction channel value, the speed of the receiver, and the modulation scheme of the signal.

The method of claim 7, wherein

And the estimate calculator calculates a channel estimate by averaging a plurality of corrected channel values over a plurality of OFDM symbols.

The method of claim 9,

And a channel estimation buffer for storing the plurality of correction channel values.

Inserting a pilot extracted from a signal in a frequency domain including a pilot-mapped used subcarrier and data or unused subcarriers to which a pilot is not mapped, into the unused subcarrier; And

And calculating a channel estimation value using the pilot and the pilot inserted into the unused subcarrier.

The method of claim 11,

And the channel estimate value is an average value of a plurality of channel values by the pilot obtained over a plurality of OFDM symbols and a pilot inserted into the unused subcarrier.

The method of claim 12,

The plurality of OFDM symbols are determined in consideration of the speed of the terminal and the modulation scheme applied to the signal.

The method of claim 13,

The information on the modulation scheme is included in a physical downlink control channel (PDCCH) received from the base station.

The method of claim 11,

The channel estimate value is obtained by processing noises in the time domain with a plurality of temporary channel values obtained by a plurality of OFDM symbols and the virtual pilot to obtain a plurality of correction channel values, and then averaging the plurality of correction channel values. Calculated channel estimation method.

The method of claim 11,

The channel estimate value is obtained by processing noises in the time domain with a plurality of temporary channel values obtained by the pilot and the virtual pilot obtained through a plurality of OFDM symbols to obtain a plurality of correction channel values, and then interpolating the plurality of correction channel values ( channel estimation method, calculated by interpolation).