KR100606383B1 - Channel estimation device using time-multiplexed pilot symbols and traffic symbols in mobile communication system - Google Patents

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KR100606383B1
KR100606383B1 KR1020020001990A KR20020001990A KR100606383B1 KR 100606383 B1 KR100606383 B1 KR 100606383B1 KR 1020020001990 A KR1020020001990 A KR 1020020001990A KR 20020001990 A KR20020001990 A KR 20020001990A KR 100606383 B1 KR100606383 B1 KR 100606383B1
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    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치에 관한 것으로, 특히 수신신호(r(t))와 l-번째 경로의 PN 코드를 곱하여 역확산시키는 곱셈기(100); 곱셈기(100)의 출력 신호(rl(m,n))가 트래픽 심볼이면 a패스로 통과시키는 한편, 파일롯 심볼이면 b패스로 통과시키는 스위치(200); 트래픽 심볼을 이용하여 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터를 추정하는 트래픽 채널 파라미터 추정부(300); 파일롯 심볼을 이용하여 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터를 추정하는 파일롯 채널 파라미터 추정부(400); 및 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)에서 추정한 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터와 파일롯 채널 파라미터 추정부(400)에서 추정한 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터를 합하여 최종 채널 파라미터를 생성하는 덧셈기(500)로 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명은 변조된 트래픽에서 얻어지는 기준 위상신호와 파일롯 신호에서 계산된 기준 위상신호를 결합하여 채널을 추정해 줌으로써, 페이딩 주파수가 커지는 경우에도 우수한 채널 추정을 수행할 수 있도록 해준다는 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to a channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system. In particular, the multiplier 100 multiplies the received signal r (t) by the PN code of the l-th path to despread it. ); A switch 200 which passes through a pass if the output signal r l (m, n) of the multiplier 100 is a traffic symbol, and passes through a b pass if a pilot symbol; A traffic channel parameter estimator 300 for estimating a traffic channel parameter of the l-th path using the traffic symbol; A pilot channel parameter estimator 400 for estimating a pilot channel parameter of the l-th path using a pilot symbol; And an adder for generating a final channel parameter by adding the traffic channel parameters of the l-th path estimated by the traffic channel parameter estimator 300 and the pilot channel parameters of the l-th path estimated by the pilot channel parameter estimator 400 ( The present invention combines the reference phase signal obtained from the modulated traffic with the reference phase signal calculated from the pilot signal to estimate the channel, thereby performing excellent channel estimation even when the fading frequency is increased. It's an excellent effect that lets you do it.

DS/CDMA 시스템, 채널 추정기, 파일롯 신호, DS / CDMA system, channel estimator, pilot signal,

Description

이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치{CHANNEL ESTIMATION DEVICE USING TIME-MULTIPLEXED PILOT SYMBOLS AND TRAFFIC SYMBOLS IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM} CHANNEL ESTIMATION DEVICE USING TIME-MULTIPLEXED PILOT SYMBOLS AND TRAFFIC SYMBOLS IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}             

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DS/CDMA 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치의 구성을 나타낸 기능 블록도,1 is a functional block diagram illustrating a configuration of an apparatus for estimating a channel using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a DS / CDMA system according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명에 적용된 전송 프레임의 슬롯에서의 심볼 타임에 대한 인덱스 값을 나타낸 참조도,2 is a reference diagram showing an index value for a symbol time in a slot of a transmission frame applied to the present invention;

도 3은 본 발명의 성능을 분석하기 위해 페이딩 주파수가 5Hz인 경우의 모의 실험 결과를 나타낸 도면,3 is a view showing a simulation result when the fading frequency is 5Hz to analyze the performance of the present invention,

도 4는 본 발명의 성능을 분석하기 위해 페이딩 주파수가 600Hz인 경우의 모의 실험 결과를 나타낸 도면이다.
4 is a diagram showing simulation results when the fading frequency is 600 Hz to analyze the performance of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 곱셈기 200 : 스위치100: multiplier 200: switch

300 : 트래픽 채널 파라미터 추정부 301 : 제 1 타임 딜레이부300: traffic channel parameter estimation unit 301: first time delay unit

302 : 제 1 곱셈기 303 : 제 1 평균 처리부 302: First multiplier 303: First average processing unit                 

304 : 제 2 곱셈기 400 : 파일롯 채널 파라미터 추정부304: second multiplier 400: pilot channel parameter estimator

401 : 제 2 평균 처리부 402 : 제 2 타임 딜레이부401: Second average processing unit 402: Second time delay unit

403 : 제 3 곱셈기 500 : 덧셈기
403: third multiplier 500: adder

본 발명은 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변조된 트래픽에서 얻어지는 기준 위상신호와 파일롯(Pilot) 신호에서 계산된 기준 위상신호를 결합하여 채널을 추정해 주는 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽(Traffic) 심볼(Symbol)을 이용한 채널 추정 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system. More particularly, the present invention relates to a reference phase signal obtained from modulated traffic and a reference phase signal calculated from a pilot signal. The present invention relates to a channel estimation apparatus using a time-multiplexed pilot and a traffic symbol in a mobile communication system for combining and estimating a channel.

종래 이동통신 시스템에서의 채널 추정 장치는 파일롯 신호만을 이용하여 채널을 추정하는 방법을 사용하였는데, 이는 페이딩 주파수가 커지는 경우에 채널 추정의 성능이 현저히 떨어지고, 이로 인해 원 데이터의 복조가 불가능함으로 사용자들에게 보다 품질이 좋은 음성이나 데이터를 제공하지 못할 뿐만 아니라, 시스템 전체의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
In the conventional mobile communication system, a channel estimating apparatus uses a method of estimating a channel using only a pilot signal, which significantly reduces the performance of channel estimation when the fading frequency increases, and thus it is impossible to demodulate the original data. Not only did not provide better quality voice or data, but also the performance of the entire system was degraded.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 변조된 트래픽에서 얻어지는 기준 위상신호와 파일롯 신호에서 계산된 기준 위상신호를 결합하여 채널을 추정해 줌으로써, 페이딩 주파수가 커지는 경우에도 채널 추정의 성능이 떨어지지 않도록 해주는 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치를 제공하는 데 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to estimate a channel by combining a reference phase signal obtained from modulated traffic and a reference phase signal calculated from a pilot signal, thereby fading. The present invention provides a channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system that does not degrade the performance of channel estimation even when the frequency increases.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치는, 트래픽 심볼 및 파일롯 심볼이 모두 포함된 수신신호(r(t))와 l-번째 경로의 PN 코드를 곱하여 역확산시키는 곱셈기; In order to achieve the above object, a channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system according to the present invention includes a received signal r (t) and l−, which include both a traffic symbol and a pilot symbol. A multiplier for multiplying and despreading the PN codes of the first path;

상기 곱셈기의 출력 신호(rl(m,n))가 트래픽 심볼이면 a패스로 통과시키는 한편, 파일롯 심볼이면 b패스로 통과시키는 스위치; A switch for passing the output signal r l (m, n) of the multiplier in a pass if the traffic signal, and in the b pass if the pilot symbol;

상기 스위치의 a단자로부터 트래픽 심볼을 입력받으면 그 트래픽 심볼을 이용하여 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(

Figure 112002001006799-pat00001
)를 추정한 후 출력하는 트래픽 채널 파라미터 추정부; When a traffic symbol is inputted from terminal a of the switch, the traffic symbol of the l-th path is used using the traffic symbol.
Figure 112002001006799-pat00001
A traffic channel parameter estimating unit for estimating and outputting?

상기 스위치의 b단자로부터 파일롯 심볼을 입력받으면 그 파일롯 심볼을 이용하여 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(

Figure 112002001006799-pat00002
)를 추정한 후 출력하 는 파일롯 채널 파라미터 추정부; 및 When the pilot symbol is input from the b terminal of the switch, the pilot channel parameter of the l-th path using the pilot symbol (
Figure 112002001006799-pat00002
A pilot channel parameter estimator for outputting after estimating)); And

상기 트래픽 채널 파라미터 추정부에서 추정한 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(

Figure 112002001006799-pat00003
)와 상기 파일롯 채널 파라미터 추정부에서 추정한 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00004
)를 합하여 최종 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00005
)를 생성한 후 레이크 수신기로 출력하는 덧셈기로 구성된 것을 특징으로 한다.
The traffic channel parameter of the l-th path estimated by the traffic channel parameter estimator (
Figure 112002001006799-pat00003
) And the pilot channel parameter of the l-th path estimated by the pilot channel parameter estimator (
Figure 112002001006799-pat00004
) To add the final channel parameter (
Figure 112002001006799-pat00005
) And then adds the output to the rake receiver.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 DS/CDMA 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a DS / CDMA system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 DS/CDMA 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치의 기능블록도로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 DS/CDMA 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치는 곱셈기(100), 스위치(Switch)(200), 트래픽 채널 파라미터 추정부(300), 파일롯 채널 파라미터 추정부(400), 및 덧셈기(500)로 구성되어 있다.1 is a functional block diagram of a channel estimating apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a DS / CDMA system according to an embodiment of the present invention, and in a DS / CDMA system according to an embodiment of the present invention. A channel estimating apparatus using the time-multiplexed pilot and traffic symbols includes a multiplier 100, a switch 200, a traffic channel parameter estimator 300, a pilot channel parameter estimator 400, and an adder 500. Consists of

상기 곱셈기(100)는 트래픽 심볼 및 파일롯 심볼이 모두 포함된 수신신호(r(t))와 l-번째 경로의 PN 코드(gm(t))를 곱하여 역확산시킨 출력 신호(rl(m,n))를 상기 스위치(200)로 출력하는 역할을 한다.The multiplier 100 multiplies the received signal r (t) including both the traffic symbol and the pilot symbol by the PN code g m (t) of the l-th path to despread the output signal r l (m , n)) to output the switch 200.

또한, 상기 스위치(200)는 상기 곱셈기(100)의 출력 신호(rl(m,n))가 트래픽 심볼이면 a패스의 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)로 통과시키는 한편, 파일롯 심볼이면 b패스의 파일롯 채널 파라미터 추정부(400)로 통과시키는 역할을 한다.In addition, if the output signal r l (m, n) of the multiplier 100 is a traffic symbol, the switch 200 passes the signal to the traffic channel parameter estimator 300 in a pass while b is a pilot symbol. It serves to pass to the pilot channel parameter estimator 400 of the path.

한편, 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)는 상기 스위치(200)의 a단자로부터 트래픽 심볼을 입력받으면 그 트래픽 심볼을 이용하여 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(

Figure 112002001006799-pat00006
)를 추정한 후 상기 덧셈기(500)로 출력하는 역할을 하며, 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 타임 딜레이부(301), 제 1 곱셈기(302), 제 1 평균 처리부(303), 및 제 2 곱셈기(304)로 구성되어 있다.Meanwhile, when the traffic channel parameter estimator 300 receives the traffic symbol from the terminal a of the switch 200, the traffic channel parameter estimator 300 uses the traffic symbol to determine the traffic channel parameter of the l-th path.
Figure 112002001006799-pat00006
) Is estimated and output to the adder 500. As shown in FIG. 1, a first time delay unit 301, a first multiplier 302, a first average processor 303, and It consists of two multipliers 304.

이 때, 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)내에 장착된 제 1 타임 딜레이부(301)는 상기 스위치(200)의 a단자로부터 트래픽 심볼을 입력받은 후 소정 시간(2τ) 지연시켜 상기 제 1 곱셈기(302)로 출력하는 역할을 한다.In this case, the first time delay unit 301 mounted in the traffic channel parameter estimator 300 delays a predetermined time (2τ) after receiving a traffic symbol from the terminal a of the switch 200, thereby delaying the first multiplier. It serves to output to (302).

또한, 상기 제 1 곱셈기(302)는 상기 제 1 타임 딜레이부(301)를 통해 소정 시간(2τ) 지연된 트래픽 심볼과 n-번째 슬롯의 m-번째 트래픽 심벌의 임시 결정된 데이터 값을 곱하여 상기 제 1 평균 처리부(303)로 출력하는 역할을 한다.In addition, the first multiplier 302 multiplies the temporarily determined data value of the traffic symbol delayed by a predetermined time (2τ) through the first time delay unit 301 and the m-th traffic symbol of the n-th slot to multiply the first multiplier. It outputs to the average processing unit 303.

한편, 상기 제 1 평균 처리부(303)는 n-번째 슬롯에서 N개의 상기 제 1 곱셈기(302)의 출력값인 트래픽 심볼을 단순 평균하여 평균값(

Figure 112002001006799-pat00007
)을 상기 제 2 곱셈기(304)로 출력하는 역할을 한다.Meanwhile, the first average processor 303 simply averages the traffic symbols that are output values of the N first multipliers 302 in the n-th slot to average the values (
Figure 112002001006799-pat00007
) Is output to the second multiplier 304.

또한, 상기 제 2 곱셈기(304)는 상기 제 1 평균 처리부(303)의 출력 신호인 평균값(

Figure 112002001006799-pat00008
)과 트래픽 심볼 채널 추정치의 가중치(at)를 곱하여 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00009
)를 생성한 후 상기 덧셈기(500)로 출력하는 역할을 한다.In addition, the second multiplier 304 is an average value that is an output signal of the first average processing unit 303 (
Figure 112002001006799-pat00008
) And the weight of the traffic symbol channel estimate (a t ) to multiply the traffic channel parameter of the l-th path (
Figure 112002001006799-pat00009
) And then output to the adder 500.

한편, 상기 파일롯 채널 파라미터 추정부(400)는 상기 스위치(200)의 b단자로부터 파일롯 심볼을 입력받으면 그 파일롯 심볼을 이용하여 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(

Figure 112002001006799-pat00010
)를 추정한 후 상기 덧셈기(500)로 출력하는 역할을 하며, 도 1에 도시된 바와 같이 제 2 평균 처리부(401), 제 2 타임 딜레이부(402), 및 제 3 곱셈기(403)로 구성되어 있다.Meanwhile, when the pilot channel parameter estimator 400 receives a pilot symbol from the b terminal of the switch 200, the pilot channel parameter of the l-th path using the pilot symbol (
Figure 112002001006799-pat00010
) Is estimated and output to the adder 500. As shown in FIG. 1, a second average processor 401, a second time delay unit 402, and a third multiplier 403 are configured. It is.

이 때, 상기 파일롯 채널 파라미터 추정부(400)내에 장착된 제 2 평균 처리부(401)는 상기 스위치(200)로부터 n-번째 슬롯에서 Np개의 파일롯 심볼을 입력받은 후 단순 평균하여 평균값(

Figure 112002001006799-pat00011
)을 상기 제 2 타임 딜레이부(402)로 출력하는 역할을 한다.In this case, the second average processor 401 mounted in the pilot channel parameter estimator 400 receives N p pilot symbols in the n-th slot from the switch 200 and then simply averages the average value (
Figure 112002001006799-pat00011
) Is output to the second time delay unit 402.

또한, 상기 제 2 타임 딜레이부(402)는 상기 제 2 평균 처리부(401)로부터 Np개의 파일롯 심볼의 평균값(

Figure 112002001006799-pat00012
)을 입력받은 후 소정 시간(2τ) 지연시켜 상기 제 3 곱셈기(403)로 출력하는 역할을 한다. In addition, the second time delay unit 402 may generate an average value of N p pilot symbols from the second average processing unit 401.
Figure 112002001006799-pat00012
) Is delayed by a predetermined time (2τ) and then output to the third multiplier 403.

그리고, 상기 제 3 곱셈기(403)는 상기 제 2 타임 딜레이부(402)의 출력 신호인 파일롯 심볼의 평균값(

Figure 112002001006799-pat00013
)과 파일롯 심볼 채널 추정치의 가중치(ap)를 곱하여 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00014
)를 생성한 후 상기 덧셈기(500)로 출력하는 역할을 한다.The third multiplier 403 may use an average value of a pilot symbol that is an output signal of the second time delay unit 402.
Figure 112002001006799-pat00013
) And the weight of the pilot symbol channel estimate (a p ) to multiply the pilot channel parameter of the l-th path (
Figure 112002001006799-pat00014
) And then output to the adder 500.

한편, 상기 덧셈기(500)는 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)에서 추정한 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(

Figure 112002001006799-pat00015
)와 상기 파일롯 채널 파라미터 추정부(400)에서 추정한 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00016
)를 합하여 최종 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00017
)를 생성한 후 레이크 수신기(1)로 출력하는 역할을 한다.
On the other hand, the adder 500 is a traffic channel parameter of the l-th path estimated by the traffic channel parameter estimator 300 (
Figure 112002001006799-pat00015
) And the pilot channel parameter of the l-th path estimated by the pilot channel parameter estimator 400
Figure 112002001006799-pat00016
) To add the final channel parameter (
Figure 112002001006799-pat00017
) And then output to the rake receiver (1).

그러면, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 DS/CDMA 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치의 동작 과정에 대해 도 1, 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.Next, an operation process of a channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a DS / CDMA system according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Shall be.

먼저, 상기 곱셈기(100)는 트래픽 심볼 및 파일롯 심볼이 모두 포함된 수신신호(r(t))와 l-번째 경로의 PN 코드(gm(t))를 곱하여 역확산시킨 출력 신호(rl(m,n))를 상기 스위치(200)로 출력한다. 이 때, 상기 수신 신호(r(t))는 하기 [수학식 1]과 같이 표현되는 한편, 상기 곱셈기(100)의 출력 신호(rl(m,n))는 하기 [수학식 2]와 같이 표현된다.First, the multiplier 100 multiplies the received signal r (t) including both the traffic symbol and the pilot symbol by the PN code g m (t) of the l-th path to despread the output signal r l. (m, n)) is output to the switch 200. At this time, the received signal r (t) is represented by Equation 1 below, while the output signal r l (m, n) of the multiplier 100 is represented by Equation 2 below. It is expressed as

한편, 전송 프레임의 슬롯에서의 심볼 타임에 대한 인덱스 값은 도 2에 표현된 바와 같다.
On the other hand, the index value for the symbol time in the slot of the transmission frame is as shown in FIG.

Figure 112002001006799-pat00018
Figure 112002001006799-pat00018

여기서, rl(t)는 구분 가능한 l-번째 수신 신호의 경로를 나타내고, ρ(t)는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)를 나타내며, ξl(t)는 l-번째 경로의 채널 파라미터를 나타내고, φm(k)는 송신기에서 전송된 BPSK 심볼의 위상성분을 나타내며, cm(i)는 PN 확산 코드를 나타내고, Tc는 PN 확산 코드의 주기를 나타내며, u(t)는 단위 함수를 나타낸다.
Here, r l (t) represents the path of the distinguishable l-th received signal, ρ (t) represents Additive White Gaussian Noise (AWGN), and ξ l (t) represents the channel parameter of the l-th path. , φ m (k) represents the phase component of the BPSK symbol transmitted from the transmitter, c m (i) represents the PN spreading code, T c represents the period of the PN spreading code, u (t) represents a unit function Indicates.

Figure 112002001006799-pat00019
Figure 112002001006799-pat00019

여기서, ξl(m,n)는 l-번째 경로의 채널 계수를 나타내고, ρ(m,n)는 도 2의 n-번째 슬롯에서 m-번째 심볼의 잡음 성분을 나타내며, φm(m,n)는 {0,+π}의 값을 가지는 전송 심볼의 위상 성분을 나타낸다.
Here, ξ l (m, n) represents the channel coefficient of the l-th path, ρ (m, n) represents the noise component of the m-th symbol in the n-th slot of FIG. 2, and φ m (m, n) represents a phase component of a transmission symbol having a value of {0, + π}.

한편, 상기 스위치(200)는 상기 곱셈기(100)의 출력 신호(rl(m,n))가 트래픽 심볼이면 a패스의 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)로 통과시키는 한편, 파일롯 심볼이면 b패스의 파일롯 채널 파라미터 추정부(400)로 통과시킨다.Meanwhile, if the output signal r l (m, n) of the multiplier 100 is a traffic symbol, the switch 200 passes the signal to the traffic channel parameter estimator 300 in a pass while b is a pilot symbol. Pass it to the pilot channel parameter estimator 400 of the path.

그러면, 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)내에 장착된 제 1 타임 딜레이부(301)는 상기 스위치(200)의 a단자로부터 트래픽 심볼을 입력받은 후 소정 시 간(2τ) 지연시켜 상기 제 1 곱셈기(302)로 출력한다.Then, the first time delay unit 301 mounted in the traffic channel parameter estimator 300 receives the traffic symbol from the terminal a of the switch 200 and delays the predetermined time (2τ) by the first multiplier. Output at 302.

이어서, 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)내 제 1 곱셈기(302)는 상기 제 1 타임 딜레이부(301)를 통해 소정 시간(2τ) 지연된 트래픽 심볼과 n-번째 슬롯의 m-번째 트래픽 심벌의 임시 결정된 데이터 값을 곱하여 상기 제 1 평균 처리부(303)로 출력한다.Subsequently, the first multiplier 302 in the traffic channel parameter estimator 300 may determine a traffic symbol delayed by a predetermined time (2τ) through the first time delay unit 301 and the m-th traffic symbol of the n-th slot. The data is temporarily multiplied by the determined value and output to the first average processor 303.

그러면, 상기 제 1 평균 처리부(303)는 n-번째 슬롯에서 N개의 상기 제 1 곱셈기(302)의 출력값인 트래픽 심볼을 단순 평균하여 평균값(

Figure 112002001006799-pat00020
)을 상기 제 2 곱셈기(304)로 출력한다. 여기서, 상기 평균값(
Figure 112002001006799-pat00021
)은 하기 [수학식 3]으로 표현 가능하며, 이 때 하기 [수학식 3]에서 'n'값을 'n-2τ'로 변경시키면 된다.
Then, the first average processing unit 303 simply averages the traffic symbols that are output values of the N first multipliers 302 in the n-th slot,
Figure 112002001006799-pat00020
) Is output to the second multiplier 304. Here, the average value (
Figure 112002001006799-pat00021
) Can be expressed by the following [Equation 3], in which the 'n' value in the following [Equation 3] is changed to 'n-2τ'.

Figure 112002001006799-pat00022
Figure 112002001006799-pat00022

이어서, 상기 제 2 곱셈기(304)는 상기 제 1 평균 처리부(303)의 출력 신호 인 평균값(

Figure 112002001006799-pat00023
)과 트래픽 심볼 채널 추정치의 가중치(at)를 곱하여 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00024
)를 생성한 후 상기 덧셈기(500)로 출력한다. 이 때, 상기 트래픽 심볼 채널 추정치의 가중치(at)의 최적값은 하기 [수학식 4]에 의해 표현 가능하며, 이 때 [수학식 4]에서 인용된 A 파라미터는 하기 [수학식 5]를 이용하여 산출하고, B 파라미터는 하기 [수학식 6]을 이용하여 산출하며, C 파라미터는 하기 [수학식 7]을 이용하여 산출하고, D 파라미터는 하기 [수학식 8]을 이용하여 산출하며, E 파라미터는 하기 [수학식 9]를 이용하여 산출한다.
Subsequently, the second multiplier 304 has an average value that is an output signal of the first average processor 303.
Figure 112002001006799-pat00023
) And the weight of the traffic symbol channel estimate (a t ) to multiply the traffic channel parameter of the l-th path (
Figure 112002001006799-pat00024
) Is generated and output to the adder 500. At this time, the optimal value of the weight (a t ) of the traffic symbol channel estimate can be expressed by Equation 4 below, wherein A parameter cited in Equation 4 is expressed by Equation 5 below. Calculated using the following Equation 6, the C parameter is calculated using Equation 7 below, and the D parameter is calculated using Equation 8 below. The E parameter is calculated using Equation 9 below.

Figure 112002001006799-pat00025
Figure 112002001006799-pat00025

여기서, A, B, C, D는 가중치의 중간 계산을 위한 파라미터의 값들을 나타낸다.
Here, A, B, C, and D represent values of parameters for intermediate calculation of weights.

Figure 112002001006799-pat00026
Figure 112002001006799-pat00026

Figure 112002001006799-pat00027
Figure 112002001006799-pat00027

Figure 112002001006799-pat00028
Figure 112002001006799-pat00028

Figure 112002001006799-pat00029
Figure 112002001006799-pat00029

Figure 112002001006799-pat00030
Figure 112002001006799-pat00030


한편, 상기 파일롯 채널 파라미터 추정부(400)내 제 2 평균 처리부(401)는 상기 스위치(200)로부터 n-번째 슬롯에서 Np개의 파일롯 심볼을 입력받은 후 단순 평균하여 평균값(

Figure 112002001006799-pat00031
)을 상기 제 2 타임 딜레이부(402)로 출력한다. 이 때, 상기 평균값(
Figure 112002001006799-pat00032
)은 하기 [수학식 10]을 이용하여 표현 가능하다.
Meanwhile, the second average processor 401 in the pilot channel parameter estimator 400 receives N p pilot symbols in the n-th slot from the switch 200 and then simply averages the average value (
Figure 112002001006799-pat00031
) Is output to the second time delay unit 402. At this time, the average value (
Figure 112002001006799-pat00032
) Can be expressed using Equation 10 below.

Figure 112002001006799-pat00033
Figure 112002001006799-pat00033

여기서, ρl(m,n)은 잡음 성분으로 PN 시퀀스로 역확산된 신호이며 다중 경로에 의한 간섭 및 다중 사용자에 의한 간섭 성분을 포함하고 있다.
Here, ρ l (m, n) is a noise component, a signal despread with a PN sequence, and includes interference by multiple paths and interference by multiple users.

그러면, 상기 제 2 타임 딜레이부(402)는 상기 제 2 평균 처리부(401)로부터 Np개의 파일롯 심볼의 평균값(

Figure 112002001006799-pat00034
)을 입력받은 후 소정 시간(2τ) 지연시켜 상기 제 3 곱셈기(403)로 출력한다.Then, the second time delay unit 402 receives the average value of the N p pilot symbols from the second average processing unit 401.
Figure 112002001006799-pat00034
) Is delayed by a predetermined time (2τ) and then outputted to the third multiplier 403.

이어서, 상기 제 3 곱셈기(403)는 상기 제 2 타임 딜레이부(402)의 출력 신호인 파일롯 심볼의 평균값(

Figure 112002001006799-pat00035
)과 파일롯 심볼 채널 추정치의 가중치(ap)를 곱하여 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00036
)를 생성한 후 상기 덧셈기(500)로 출력한다. 여기서, 상기 파일롯 심볼 채널 추정치의 가중치(ap)의 최적값은 하기 [수학식 11]에 의해 표현 가능하며, 이 때 [수학식 11]에서 인용된 A 파라미터는 상기 [수학식 5]를 이용하여 산출하고, B 파라미터는 상기 [수학식 6]을 이용하여 산출하며, C 파라미터는 상기 [수학식 7]을 이용하여 산출하고, D 파라미터는 상기 [수학식 8]을 이용하여 산출하며, E 파라미터는 상기 [수학식 9]를 이용하여 산출한다.
Subsequently, the third multiplier 403 generates an average value of a pilot symbol that is an output signal of the second time delay unit 402.
Figure 112002001006799-pat00035
) And the weight of the pilot symbol channel estimate (a p ) to multiply the pilot channel parameter of the l-th path (
Figure 112002001006799-pat00036
) Is generated and output to the adder 500. Here, the optimal value of the weight (a p ) of the pilot symbol channel estimate can be expressed by Equation 11 below, wherein the A parameter cited in Equation 11 uses Equation 5 above. The B parameter is calculated using Equation 6, the C parameter is calculated using Equation 7, the D parameter is calculated using Equation 8, and E The parameter is calculated using Equation 9 above.

Figure 112002001006799-pat00037
Figure 112002001006799-pat00037

여기서, A, B, C, D는 가중치의 중간 계산을 위한 파라미터의 값들을 나타낸다.
Here, A, B, C, and D represent values of parameters for intermediate calculation of weights.

한편, 상기 덧셈기(500)는 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부(300)에서 추정한 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(

Figure 112002001006799-pat00038
)와 상기 파일롯 채널 파라미터 추정부(400)에서 추정한 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00039
)를 합하여 최종 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00040
)를 생성한 후 레이크 수신기(1)로 출력한다. 이 때, 상기 최종 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00041
)는 하기 [수학식 12]를 이용하여 산출 가능하다.
On the other hand, the adder 500 is a traffic channel parameter of the l-th path estimated by the traffic channel parameter estimator 300 (
Figure 112002001006799-pat00038
) And the pilot channel parameter of the l-th path estimated by the pilot channel parameter estimator 400
Figure 112002001006799-pat00039
) To add the final channel parameter (
Figure 112002001006799-pat00040
) Is generated and output to the rake receiver 1. At this time, the last channel parameter (
Figure 112002001006799-pat00041
) Can be calculated using Equation 12 below.

Figure 112002001006799-pat00042
Figure 112002001006799-pat00042

여기서,

Figure 112002001006799-pat00043
와
Figure 112002001006799-pat00044
는 각각 파일롯 심볼과 트래픽 심볼을 이용한 추정된 채널 파라미터를 나타내고, 수신 신호의 l-번째 경로에서의 ap와 at는 각각 파일롯 심볼과 트래픽 심볼 채널 추정치의 가중치를 나타낸다.
here,
Figure 112002001006799-pat00043
Wow
Figure 112002001006799-pat00044
Represents an estimated channel parameter using a pilot symbol and a traffic symbol, respectively, and a p and a t in the l-th path of the received signal represent weights of the pilot symbol and traffic symbol channel estimate, respectively.

이하, 하기에서는 본원에서 제안한 채널 추정기와 기존의 채널 추정기의 성능 분석을 위하여 모의 실험한 결과를 설명하기로 한다.Hereinafter, the simulation results for performance analysis of the channel estimator proposed in the present application and the existing channel estimator will be described.

우선, 도 3은 페이딩 주파수가 5Hz인 경우의 모의 실험 결과이며, 이 때 세로축은 심볼 에러의 발생 확률을 나타내고, 가로축은 BER 성능을 나타내며, 도 3의 모의 실험에 사용된 파라미터들은 아래와 같다. 도 3에서 보이듯이 2개의 핑거에서의 BER(Bit Error Rate)은 그 차이가 거의 없어 페이딩 주파수가 적을 때는 제안된 채널 추정기의 성능 향상이 크지 않음을 알 수 있다.
First, FIG. 3 is a simulation result when the fading frequency is 5 Hz, wherein the vertical axis represents the probability of occurrence of symbol errors, the horizontal axis represents the BER performance, and the parameters used in the simulation of FIG. 3 are as follows. As shown in FIG. 3, the bit error rate (BER) of two fingers is almost insignificant, and thus, when the fading frequency is small, the performance improvement of the proposed channel estimator is not significant.

* 심벌 주기(T) : 1/19200 * Symbol period (T): 1/19200                     

* 데이터 이용 채널 추정기 평균 구간(N) : 4* Average interval of data channel estimator (N): 4

* 슬롯당 파일롯 심볼 수(Np) : 4* Number of pilot symbols per slot (N p ): 4

* 슬롯당 데이터 심볼 수(Nd) : 35* Number of data symbols per slot (N d ): 35

* 도플러 주파수(fd) : 5Hz* Doppler frequency (f d ): 5Hz

* 두 개의 핑거를 가지는 레이크 수신기
Rake receiver with two fingers

도 4는 페이딩 주파수가 600Hz인 경우의 모의 실험 결과이며, 이 때 세로축은 심볼 에러의 발생 확률을 나타내고, 가로축은 BER 성능을 나타내며, 하기에 모의 실험에 사용된 파라미터를 나타내었다. 도 4에서 보면 파일롯 심볼 채널 추정치의 가중치(ap)와 트래픽 심볼 채널 추정치의 가중치(at)가 각각 0.5인 경우가 가장 BER이 작음을 보인다. 2개의 핑거가 BER 차이가 나는 것은 각 핑거에서의 SNR(Signal Noise Rate)이 다르게 나타나기 때문이다.
4 is a simulation result when the fading frequency is 600 Hz, wherein the vertical axis represents the probability of occurrence of a symbol error, the horizontal axis represents the BER performance, and the parameters used in the simulation are shown below. In FIG. 4, the BER is the smallest when the weight a p of the pilot symbol channel estimate and the weight a t of the traffic symbol channel estimate are 0.5. The BER difference between the two fingers is due to the different SNR (Signal Noise Rate) at each finger.

* 심벌 주기(T) : 1/19200* Symbol period (T): 1/19200

* 데이터 이용 채널 추정기 평균 구간(N) : 4* Average interval of data channel estimator (N): 4

* 슬롯당 파일롯 심볼 수(Np) : 4* Number of pilot symbols per slot (N p ): 4

* 슬롯당 데이터 심볼 수(Nd) : 35* Number of data symbols per slot (N d ): 35

* 도플러 주파수(fd) : 600Hz * Doppler frequency (f d ): 600Hz

* 두 개의 핑거를 가지는 레이크 수신기
Rake receiver with two fingers

또한, 모의 실험에 사용된 채널은 모든 경로가 같은 전력을 가지도록 설정한다. 그러나, 각 경로들간의 지연 시간은 본원에서 제안된 채널의 특성을 따랐다. 그 결과 페이딩 주파수가 적은 경우는 도 3의 2개의 핑거에서의 BER 차이가 거의 없으나 도 3에서는 2개의 핑거에서의 BER 차이가 확연히 드러남을 알 수 있다. 그러므로 시스템의 성능을 향상시키기 위해서는 각 경로들간의 지연 시간의 분포도 시스템의 설계에 중요한 파라미터로 작용되어야 함을 알 수 있다.In addition, the channels used in the simulations are set up so that all paths have the same power. However, the delay time between each path followed the characteristics of the channel proposed here. As a result, when the fading frequency is small, there is almost no BER difference between the two fingers of FIG. 3, but it can be seen that the BER difference between the two fingers is clearly shown in FIG. 3. Therefore, in order to improve the performance of the system, it can be seen that the distribution of delay time between each path should be an important parameter in the design of the system.

따라서, 상술한 모의 실험의 결과 본원 발명은 일반적인 채널 추정 장치에 비하여 페이딩 주파수가 커지는 경우에 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다.
Therefore, as a result of the above-described simulation, it can be seen that the present invention exhibits excellent performance when the fading frequency is larger than that of the general channel estimation apparatus.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치에 의하면, 변조된 트래픽에서 얻어지는 기준 위상신호와 파일롯 신호에서 계산된 기준 위상신호를 결합하여 채널을 추정해 줌으로써, 페이딩 주파수가 커지는 경우에도 우수한 채널 추정을 수행할 수 있도록 해줄 뿐만 아니라, 이로 인해 원 데이터의 복조가 가능하도록 해주어 사용자들에게 보다 더 품질이 좋은 음성이나 데이터를 제공할 수 있도록 해준다는 뛰어난 효과가 있다.As described above, according to the channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system according to the present invention, a channel is obtained by combining a reference phase signal obtained from modulated traffic and a reference phase signal calculated from a pilot signal. By estimating the, it not only enables good channel estimation even when the fading frequency is increased, but also enables demodulation of the original data to provide users with higher quality voice or data. Has an excellent effect.

Claims (6)

트래픽 심볼 및 파일롯 심볼이 모두 포함된 수신신호(r(t))와 l-번째 경로의 PN 코드를 곱하여 역확산시키는 곱셈기; A multiplier multiplying the received signal r (t) including both the traffic symbol and the pilot symbol by the PN code of the l-th path to despread it; 상기 곱셈기의 출력 신호(rl(m,n))가 트래픽 심볼이면 a패스로 통과시키는 한편, 파일롯 심볼이면 b패스로 통과시키는 스위치; A switch for passing the output signal r l (m, n) of the multiplier in a pass if the traffic signal, and in the b pass if the pilot symbol; 상기 스위치의 a단자로부터 트래픽 심볼을 입력받은 후 소정 시간(2τ) 지연시켜 출력하는 제 1 타임 딜레이부와, 상기 제 1 타임 딜레이부를 통해 소정 시간(2τ) 지연된 트래픽 심볼과 n-번째 슬롯의 m-번째 트래픽 심벌의 임시 결정된 데이터 값을 곱하여 출력하는 제 1 곱셈기와, n-번째 슬롯에서 N개의 상기 제 1 곱셈기의 출력값인 트래픽 심볼을 단순 평균하여 평균값(
Figure 112004025750726-pat00067
)을 출력하는 제 1 평균 처리부와, 상기 제 1 평균 처리부의 출력 신호인 평균값(
Figure 112004025750726-pat00068
)과 트래픽 심볼 채널 추정치의 가중치(at)를 곱하여 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(
Figure 112004025750726-pat00069
)를 생성한 후 상기 덧셈기로 출력하는 제 2 곱셈기로 구성된 트래픽 채널 파라미터 추정부; A first time delay unit delaying a predetermined time (2τ) after outputting a traffic symbol from the terminal a of the switch, and outputting a traffic symbol delayed by a predetermined time (2τ) through the first time delay unit and m of an n-th slot A first multiplier for multiplying and outputting a temporarily determined data value of the -th traffic symbol, and an average value by simply averaging the traffic symbols that are output values of the N first multipliers in the n-th slot (
Figure 112004025750726-pat00067
) And a mean value that is an output signal of the first mean processor.
Figure 112004025750726-pat00068
) And the weight of the traffic symbol channel estimate (a t ) to multiply the traffic channel parameter of the l-th path (
Figure 112004025750726-pat00069
A traffic channel parameter estimator configured to generate a second multiplier and output the generated multiplier to the adder; 상기 스위치로부터 n-번째 슬롯에서 Np개의 파일롯 심볼을 입력받은 후 단순 평균하여 평균값(
Figure 112004025750726-pat00070
)을 출력하는 제 2 평균 처리부와, 상기 제 2 평균 처리부로부터 Np개의 파일롯 심볼의 평균값(
Figure 112004025750726-pat00071
)을 입력받은 후 소정 시간(2τ) 지연시켜 출력하는 제 2 타임 딜레이부와, 상기 제 2 타임 딜레이부의 출력 신호인 파일롯 심볼의 평균값(
Figure 112004025750726-pat00072
)과 파일롯 심볼 채널 추정치의 가중치(ap)를 곱하여 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(
Figure 112004025750726-pat00073
)를 생성한 후 상기 덧셈기로 출력하는 제 3 곱셈기로 구성된 파일롯 채널 파라미터 추정부; 및 After receiving N p pilot symbols in n-th slot from the switch, the average value
Figure 112004025750726-pat00070
) And a second average processing unit for outputting the average value of the N p pilot symbols from the second average processing unit (
Figure 112004025750726-pat00071
) Is a second time delay unit for delaying and outputting a predetermined time (2τ) after receiving the input, and the average value of the pilot symbol that is the output signal of the second time delay unit (
Figure 112004025750726-pat00072
) And the weight of the pilot symbol channel estimate (a p ) to multiply the pilot channel parameter of the l-th path (
Figure 112004025750726-pat00073
A pilot channel parameter estimator configured to generate a third multiplier and output the generated multiplier to the adder; And 상기 트래픽 채널 파라미터 추정부에서 추정한 l-번째 경로의 트래픽 채널 파라미터(
Figure 112004025750726-pat00047
)와 상기 파일롯 채널 파라미터 추정부에서 추정한 l-번째 경로의 파일롯 채널 파라미터(
Figure 112004025750726-pat00048
)를 합하여 최종 채널 파라미터(
Figure 112004025750726-pat00049
)를 생성한 후 레이크 수신기로 출력하는 덧셈기The traffic channel parameter of the l-th path estimated by the traffic channel parameter estimator (
Figure 112004025750726-pat00047
) And the pilot channel parameter of the l-th path estimated by the pilot channel parameter estimator (
Figure 112004025750726-pat00048
) To add the final channel parameter (
Figure 112004025750726-pat00049
Adder to generate rake receiver 를 포함하는 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치.Channel estimation apparatus using a time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system comprising a. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 덧셈기의 출력 신호인 최종 채널 파라미터(
Figure 112002001006799-pat00050
)는 하기 [수학식 12] 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치.A final channel parameter (the output signal of the adder)
Figure 112002001006799-pat00050
) Is a channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system, characterized in that calculated using Equation 12 below. [수학식 12][Equation 12]
Figure 112002001006799-pat00051
Figure 112002001006799-pat00051
 여기서,
Figure 112002001006799-pat00052
와
Figure 112002001006799-pat00053
는 각각 파일롯 심볼과 트래픽 심볼을 이용한 추정된 채널 파라미터를 나타내고, 수신 신호의 l-번째 경로에서의 ap와 at는 각각 파일롯 심볼과 트래픽 심볼 채널 추정치의 가중치를 나타낸다.here,
Figure 112002001006799-pat00052
Wow
Figure 112002001006799-pat00053
Represents an estimated channel parameter using a pilot symbol and a traffic symbol, respectively, and a p and a t in the l-th path of the received signal represent weights of the pilot symbol and traffic symbol channel estimate, respectively. 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 트래픽 심볼 채널 추정치의 가중치(at)의 최적값은 하기 [수학식 4]를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치.The channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system, characterized in that the optimal value of the weight (a t ) of the traffic symbol channel estimate is calculated using Equation 4. [수학식 4][Equation 4]
Figure 112004025750726-pat00057
Figure 112004025750726-pat00057
 여기서, A, B, C, D는 가중치의 중간 계산을 위한 파라미터의 값들을 나타낸다.Here, A, B, C, and D represent values of parameters for intermediate calculation of weights. 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 파일롯 심볼 채널 추정치의 가중치(ap)의 최적값은 하기 [수학식 11]를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 타임-다중화된 파일롯 및 트래픽 심볼을 이용한 채널 추정 장치.The channel estimation apparatus using time-multiplexed pilot and traffic symbols in a mobile communication system, characterized in that the optimal value of the weight (a p ) of the pilot symbol channel estimate is calculated using Equation (11). [수학식 11][Equation 11]
Figure 112004025750726-pat00062
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 여기서, A, B, C, D는 가중치의 중간 계산을 위한 파라미터의 값들을 나타낸다.Here, A, B, C, and D represent values of parameters for intermediate calculation of weights.
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