KR100695005B1 - Channel Estimation Apparatus and Method of OFDM based Receiver - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 채널환경과 같은 잡음이 심한 환경에서 채널추정시 잡음을 효과적으로 제거함으로써, 보다 정확한 무선채널을 추정하여 수신 품질을 개선하기 위한, 직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 장치에 있어서, 외부로부터 전달되는 시간영역 프리엠블 신호인 임펄스 신호를 구간별로 평균하기 위한 신호 처리수단; 상기 신호 처리수단으로부터의 전달된 임펄스 신호 열에서 최대지연 이후부터 제로를 삽입하여 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거수단; 외부로부터 전달되는 데이터 신호인지, 상기 잡음 제거수단을 통해 전달되는 잡음이 제거된 시간영역 프리엠블 신호인지 구별하기 위한 신호 선택수단; 상기 신호 선택수단을 제어하기 위한 제어수단; 상기 신호 선택수단으로부터의 시간영역 임펄스 응답을 주파수 영역으로 변환하여 채널 응답을 추정하기 위한 채널 응답 추정수단; 상기 채널 응답 추정수단을 통해 추정된 채널 응답에 대한 계수를 저장하기 위한 채널계수 저장수단; 및 상기 채널 응답 추정수단의 주파수 영역에서 보상된 채널 계수를 상기 채널계수 저장수단을 통해 수신된 신호와 승산하여 채널이 보상된 수신 데이터를 출력하기 위한 승산 수단을 포함한다.The present invention relates to a channel estimation apparatus and method for an orthogonal frequency division multiplexing receiver for effectively eliminating noise during channel estimation in a noisy environment such as a wireless channel environment to improve reception quality by estimating a more accurate radio channel. A channel estimation apparatus of an orthogonal frequency division multiplexing receiver, the apparatus comprising: signal processing means for averaging an impulse signal, which is a time domain preamble signal transmitted from the outside, for each section; Noise removal means for removing noise by inserting zeros after the maximum delay in the impulse signal sequence transmitted from the signal processing means; Signal selecting means for discriminating whether the data signal is transmitted from the outside or the time domain preamble signal from which the noise transmitted through the noise removing means is removed; Control means for controlling the signal selection means; Channel response estimating means for estimating a channel response by converting a time domain impulse response from the signal selecting means into a frequency domain; Channel coefficient storage means for storing a coefficient for the channel response estimated by the channel response estimation means; And multiplication means for multiplying the channel coefficient compensated in the frequency domain of the channel response estimating means with the signal received through the channel coefficient storage means to output the received data compensated for by the channel.
OFDM, WLAN, 채널, 추정, 주파수영역, 시간영역, 푸리에, 제로 삽입, 평균 OFDM, WLAN, Channel, Estimation, Frequency Domain, Time Domain, Fourier, Zero Insertion, Average
Description
도 1 은 일반적인 직교주파수분할다중 통신시스템의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a general orthogonal frequency division multiple communication system;
도 2a 는 상기 도 1의 직교주파수분할다중 수신기에서 채널 보상부의 개략적인 블록도, 2A is a schematic block diagram of a channel compensator in the orthogonal frequency division multiplexing receiver of FIG.
도 2b 는 긴 훈련 신호를 사용하는 IEEE 802.11a 물리 계층의 프레임 구조도,2b is a frame structure diagram of an IEEE 802.11a physical layer using a long training signal;
도 3 은 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 장치의 일실시예 구성도, 3 is a configuration diagram of an apparatus for estimating a channel of an orthogonal frequency division multiplexing receiver according to the present invention;
도 4 는 각 구성요서 간의 중간 신호를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an intermediate signal between components.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
31 : RF/AD 변환기 32 : 동기부31: RF / AD converter 32: synchronizer
33 : 채널 추정 장치 331 : 신호 평균부33: channel estimation device 331: signal averaging unit
332 : 제로('0') 삽입부 333 : 제어부332: zero (0) insertion unit 333: control unit
334 : 신호 선택부 335 : 푸리에 변환부(FFT)334: Signal selector 335: Fourier transform (FFT)
336 : 채널 계수 램(RAM) 337 : 곱셈기336: channel coefficient RAM 337: multiplier
34 : 복조부34: demodulator
본 발명은 직교주파수분할다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반 수신기(Receiver)의 채널 추정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선환경에서 데이터를 전송할 때 무선환경 채널에 의한 데이터의 손실을 방지할 수 있도록 잡음환경에서 효과적으로 잡음을 제거하기 위한, 직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel estimating apparatus and method for an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) -based receiver, and more particularly, to data loss due to a radio channel when transmitting data in a radio environment. The present invention relates to a channel estimation apparatus and method of an orthogonal frequency division multiplexing receiver for effectively removing noise in a noisy environment.
여기서, 직교주파수분할다중(OFDM) 방식은 다수의 직교 반송파에 데이터를 분산하여 전송하는 주파수 다중 방식으로 각 반송파들 간에 직교 조건을 부여하여 송신 대역이 일부 중첩되어도 수신기에서 각각의 반송파를 분리할 수 있는 주파수 다중 통신 방식을 말한다.Here, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a frequency multiplexing method in which data is distributed and transmitted over a plurality of orthogonal carriers. It refers to a frequency multiplex communication method.
도 1 은 일반적인 직교주파수분할다중 통신시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a general quadrature frequency division multiple communication system.
도 1에 도시된 바와 같이, 송신기(11)로 입력된 사용자 데이터는 직렬로 입력되어 변조부(111)에서 변조를 거치고, 변조된 직렬신호는 직/병렬 변환부(112)에서 병렬신호로 변환되고, 변환된 병렬신호는 역 푸리에 변환부(IFFT)(113)를 통해 직교 주파수 변환되어 송신된다. 이렇게 송신된 데이터는 무선 채널의 영향을 받아 주파수 및 위상의 왜곡이 발생하게 된다. As shown in FIG. 1, user data input to the
이에 따라, 도 1의 수신기(12)에서는 수신된 직교주파수분할다중 신호를 푸리에 변환부(FFT)(121)를 통해 주파수 영역으로 변환하고, 변환된 신호를 병/직렬 변환부(122)에서 직렬 신호로 변환한다. 이렇게 변환된 직렬 신호는 무선채널에서 왜곡된 부분을 보상해주는 채널 보상부(123)로 전달되며, 복조부(124)를 통해 원래의 사용자 신호로 복조된다.Accordingly, the
도 2a 는 상기 도 1의 직교주파수분할다중 수신기에서 채널 보상부의 개략적인 블록도이다.FIG. 2A is a schematic block diagram of a channel compensator in the orthogonal frequency division multiplexing receiver of FIG.
도 2a에 도시된 바와 같이, 일반적인 직교주파수분할다중 수신기는 RF/AD 변환기(21)를 통해 무선채널을 통과한 데이터를 수신한다. 이 때, 수신된 데이터는 무선채널 영향으로 인해 대부분 위상 및 크기가 왜곡되어 있다.As shown in FIG. 2A, a typical quadrature frequency division multiplexing receiver receives data passing through a radio channel through the RF /
따라서, 수신기의 VCO(Voltage-Controlled Oscillators)의 영향으로 주파수 동기가 필요하게 되며, 이를 보상하기 위해 동기부(22)가 필요하다. 동기부(22)는 데이터 심볼의 시작지점을 찾아주는 역할도 한다. Therefore, frequency synchronization is required under the influence of the voltage-controlled oscillators (VCOs) of the receiver, and the
그리고, 푸리에 변환부(23)는 수신된 데이터를 주파수 영역으로 변환시켜준다. 주파수 영역으로 변환된 신호도 무선채널에 의해 심각하게 왜곡된 상태를 유지하기 때문에 무선채널을 보상해주는 채널 보상부(24)가 필요하게 된다.The Fourier
따라서, 채널 보상부(24)는 송신된 훈련심볼이 저장되어 있는 훈련심볼 롬(ROM)(241)에서 잡음 및 위상 등에 의한 왜곡이 존재하지 않는 기준신호를 발생한다. 수신신호는 무선신호의 영향을 받은 신호이고, 훈련심볼 롬(ROM)(241)은 기준 신호이기 때문에 주파수 영역에서 무선채널 추정은 수신된 신호를 훈련심볼로 복소 나눗셈기(242)를 통해 복소 나눗셈을 수행하면 구할 수 있다. Accordingly, the
일반적으로, 무선랜 모뎀(IEEE802.11a)에서는 긴 훈련신호 64개가 2개로 연속적으로 나오기 때문에 지연기(243)를 두어 2개의 구간에서 평균을 낸다. 이 때, 사용되는 소자는 덧셈기(244) 및 우 쉬프터(245)이다. In general, in the WLAN modem (IEEE802.11a), since 64 long training signals are outputted in two in succession, the
한편, 추정된 무선채널은 채널계수 램(RAM)(246)에 저장되고 수신된 신호와 곱셈기(247)를 통해 채널 보상이 수행한다. 이렇게 채널이 보상된 수신 데이터는 복조부(25)를 통해 복조된다.On the other hand, the estimated radio channel is stored in the channel coefficient RAM (RAM) 246 and performed by channel compensation through the
상기와 같이, 종래 기술의 대부분은 무선랜 모뎀(IEEE802.11a)에서 사용하는 긴 훈련신호(long training sequence)를 이용하는 방법으로 주파수 영역에서 채널 추정을 하는 방법이 주로 사용되었으며, 이에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.As described above, most of the related arts use a long training sequence used in a wireless LAN modem (IEEE802.11a), and a method of estimating a channel in the frequency domain has been mainly used. Is as follows.
△ IEEE802.11a에서 제시한 긴 프리엠블(Long Preamble)을 이용한 채널 추정 방법△ Channel estimation method using long preamble presented by IEEE802.11a
IEEE802.11a와 같은 버스트 데이터를 전송하는 모뎀의 경우에는 데이터 전송의 초기 단계에서 긴 훈련신호를 사용하여 채널을 추정한다. 이 방식에서는 한 OFDM 심볼 전체 길이에 해당하는 긴 훈련심볼을 전송하고 수신단에서는 이를 이용하여 전체 부채널에서의 채널을 추정하여 채널 보상 계수를 구한다. 여기서, 긴 훈련 신호를 사용하는 IEEE802.11a 물리계층의 프레임구조는 도 2b에 도시된 바와 같 다.In the case of a modem transmitting burst data such as IEEE802.11a, a long training signal is used to estimate a channel at an early stage of data transmission. In this scheme, a long training symbol corresponding to the entire length of one OFDM symbol is transmitted, and the receiver uses the same to estimate a channel in all subchannels to obtain a channel compensation coefficient. Here, the frame structure of the IEEE802.11a physical layer using the long training signal is as shown in Fig. 2b.
긴 훈련신호는 수신단에서 알고 있는 신호 x n 이다. 채널을 통해 알고 있는 신호를 통과했을 때, 수신된 신호 y n 은 하기의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다. The long training signal is the signal x n known to the receiver. When passing through a known signal through the channel, the received signal y n can be expressed as Equation 1 below.
여기서, x n 은 송신된 신호, h n 은 채널의 임펄스 응답, w n 은 AWGN(Additive White Gaussian Noise), *는 콘볼류션을 나타낸다. 상기 [수학식 1]을 주파수 영역에서 나타내면 하기의 [수학식 2]와 같이 주어진다. Here, x n is a transmitted signal, h n is an impulse response of the channel, w n is AWGN (Additive White Gaussian Noise), and * is a convolution. If Equation 1 is expressed in the frequency domain, it is given by Equation 2 below.
즉, 상기의 [수학식 1]에서 추정된 채널 응답은 상기의 [수학식 2]와 같이 추정할 수 있다.That is, the channel response estimated in Equation 1 may be estimated as shown in Equation 2 above.
상기의 [수학식 2]에서 추정된 는 채널상에서 존재하는 잡음이 없을 때 추정된 채널 보상 값들이 된다. 이와 같은 방법으로 채널 추정을 하면 잡음에 의해 서 주파수 전 대역에 AWGN이 추가되어 AWGN이 증가할수록 채널 추정값의 오차가 커지게 되는 문제점이 발생한다.Estimated in Equation 2 above Are estimated channel compensation values when there is no noise present on the channel. If the channel estimation is performed in this way, AWGN is added to the entire frequency band due to noise, and as the AWGN increases, the error of the channel estimation value increases.
△ DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용한 채널 추정 방법△ Channel estimation method using Discrete Fourier Transform (DFT)
OFDM 시스템에서 수신단의 성능은 채널 추정의 정확도에 많이 의존하기 때문에 채널 추정은 매우 중요하다. 채널 추정방법은 시간 영역과 주파수 영역의 추정 방법이 연구되어 왔다. 최근에 연구되고 있는 DFT(Discrete Fourier Transform) 기반의 제로(zero) 삽입을 이용한 채널 추정 방법은 AWGN에 의한 영향을 효과적으로 줄일 수 있다. 이 제안된 방법은 임펄스 응답의 최대 지연시간을 이용한 방법이다. 두 가지의 DFT 기반의 채널 추정 방법 중 하나는 MMSE(Minimum Mean-Square) 방법이고, 다른 하나는 LS(Least square) 방법이다. MMSE 방법은 구현이 매우 복잡하며 잡음 및 채널의 정보를 미리 알고 있지 못하면 사용할 수 없다. 반면에, LS 방법은 구현관점에서 낮은 복잡도를 갖고 좋은 성능을 발휘할 수 있다.In the OFDM system, channel estimation is very important because the performance of the receiver depends on the accuracy of the channel estimation. Channel estimation methods have been studied in the time domain and frequency domain estimation methods. Recently, the channel estimation method using zero insertion based on the Discrete Fourier Transform (DFT) can effectively reduce the influence of AWGN. This proposed method is based on the maximum delay time of the impulse response. One of two DFT-based channel estimation methods is MMSE (Minimum Mean-Square) method, and the other is LS (Least square) method. The MMSE method is very complex to implement and cannot be used without knowing the noise and channel information in advance. On the other hand, the LS method can exhibit good performance with low complexity in terms of implementation.
그러나, 상기 방법들은 잡음에 영향을 줄일 수 없는 단점이 있다. 따라서, 무선채널과 같은 잡음이 많은 환경에서 보다 효과적으로 채널을 추정하기 위한 방안이 필수적으로 요구된다.However, the above methods have a disadvantage in that the influence on noise cannot be reduced. Therefore, a method for estimating a channel more effectively in a noisy environment such as a wireless channel is required.
본 발명은 상기의 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 무선 채널환경과 같은 잡음이 심한 환경에서 채널추정시 잡음을 효과적으로 제거함으로써, 보다 정 확한 무선채널을 추정하여 수신 품질을 개선하기 위한, 직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to meet the above demands, and effectively removes noise during channel estimation in a noisy environment such as a wireless channel environment, thereby estimating a more accurate radio channel and improving reception quality. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating a channel of a split multi-based receiver.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 장치에 있어서, 외부로부터 전달되는 시간영역 프리엠블 신호인 임펄스 신호를 구간별로 평균하기 위한 신호 처리수단; 상기 신호 처리수단으로부터의 전달된 임펄스 신호 열에서 최대지연 이후부터 제로를 삽입하여 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거수단; 외부로부터 전달되는 데이터 신호인지, 상기 잡음 제거수단을 통해 전달되는 잡음이 제거된 시간영역 프리엠블 신호인지 구별하기 위한 신호 선택수단; 상기 신호 선택수단을 제어하기 위한 제어수단; 상기 신호 선택수단으로부터의 시간영역 임펄스 응답을 주파수 영역으로 변환하여 채널 응답을 추정하기 위한 채널 응답 추정수단; 상기 채널 응답 추정수단을 통해 추정된 채널 응답에 대한 계수를 저장하기 위한 채널계수 저장수단; 및 상기 채널 응답 추정수단의 주파수 영역에서 보상된 채널 계수를 상기 채널계수 저장수단을 통해 수신된 신호와 승산하여 채널이 보상된 수신 데이터를 출력하기 위한 승산 수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a channel estimating apparatus for an orthogonal frequency division multiplexing receiver, comprising: signal processing means for averaging an impulse signal, which is a time domain preamble signal, transmitted from an external unit; Noise removal means for removing noise by inserting zeros after the maximum delay in the impulse signal sequence transmitted from the signal processing means; Signal selecting means for discriminating whether the data signal is transmitted from the outside or the time domain preamble signal from which the noise transmitted through the noise removing means is removed; Control means for controlling the signal selection means; Channel response estimating means for estimating a channel response by converting a time domain impulse response from the signal selecting means into a frequency domain; Channel coefficient storage means for storing a coefficient for the channel response estimated by the channel response estimation means; And multiplication means for multiplying the channel coefficient compensated in the frequency domain of the channel response estimating means with the signal received through the channel coefficient storage means to output the received data compensated for by the channel.
또한, 본 발명은, 직교주파수분할다중 기반의 채널 추정 방법에 있어서, 시간 영역 프리엠블 신호인 임펄스 신호에 대해 각 구간별 임펄스 신호를 더하여 구간별로 평균을 구하는 단계; 상기 평균한 임펄스 신호열에서 최대 지연 이후부터 제로를 삽입하여 보호구간 데이터 이후의 잡음을 제거하는 잡음 제거단계; 상기 잡음 제거된 시간 영역 임펄스 응답을 고속 푸리에 변환을 통해 주파수 영역으로 변환하여 채널 응답을 추정하는 채널 응답 추정단계; 및 상기 채널 응답 추정단계에 의해 주파수 영역에서 보상된 채널 계수와 이전의 채널 계수를 승산하여 채널이 보상된 수신 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a channel estimation method based on orthogonal frequency division multiplexing, comprising: calculating an average for each section by adding an impulse signal for each section to an impulse signal that is a time domain preamble signal; A noise removal step of removing noise after the guard interval data by inserting zeros after a maximum delay in the average impulse signal sequence; A channel response estimating step of estimating a channel response by converting the noise-reduced time-domain impulse response to a frequency domain through a fast Fourier transform; And multiplying the channel coefficients compensated in the frequency domain by the channel response estimating step with the previous channel coefficients and outputting the received data with the channel compensated.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명하기에 앞서, 직교주파수분할다중 기반 수신기의 구성을 살펴보면 , RF/AD 변환기(31)와, 주파수 동기 및 시간동기를 찾기 위한 동기부(32), 채널 추정 장치(33) 및 복조부(34)로 이루어지며, 채널 추정 장치(33)에 대해 보다 상세하게 살펴보면 후술되는 도 3과 같다.Before describing the present invention, a configuration of an orthogonal frequency division multiplexing receiver will be described. An RF /
도 3 은 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 장치의 일실시예 구성도이다.3 is a diagram illustrating an embodiment of a channel estimating apparatus of a quadrature frequency division multiplexing receiver according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직교주파수분할다중 기반 수신기 의 채널 추정 장치(33)는, 동기부(32)로부터 전달되는 시간영역 프리엠블 신호인 임펄스 신호를 구간별로 평균하기 위한 신호 평균부(331)와, 신호 평균부(331)를 통해 전달된 임펄스 신호열에 제로(zero) 삽입을 하여 잡음을 제거하기 위한 제로 삽입부(zero padding)(332)와, 동기부(32)로부터 전달되는 데이터 신호인지, 제로 삽입부(332)를 통해 전달되는 잡음이 제거된 시간영역 프리엠블 신호인지를 구별하는 신호 선택기(334)와, 신호 선택기(334)를 제어하기 위한 제어부(333)와, 상기 신호 선택기(334)로부터의 잡음이 제거된 시간영역의 임펄스 응답을 주파수 영역으로 변환하여 채널 응답을 추정하기 위한 푸리에 변환부(335)와, 푸리에 변환부(335)를 통해 추정된 채널 응답에 대한 계수를 저장하기 위한 채널계수 램(RAM)(336)과, 푸리에 변환부(335)의 주파수 영역에서 보상된 채널 계수를 채널계수 램(336)을 통해 수신된 신호와 승산하여 채널이 보상된 수신 데이터를 복조부(34)로 전달하기 위한 곱셈기(337)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 도 4와 같이 변조된 신호를 시간영역으로 변경하기 위해 역푸리에 변환부(41)를 통해 주파수 영역의 프리엠블 신호를 시간영역의 임펄스 신호열(42)과 같이 변경한다. 이에 따라, 임펄스 신호열(42)은 무선채널의 최대 지연 시간을 고려해서 설계해야 된다. 왜냐하면, 임펄스 신호열(42)은 무선채널의 다중 경로 채널에 의해서 지연이 발생하기 때문에 첫 번째 임펄스 신호열의 지연성분이 인접 임펄스 신호열에 영향을 미치지 못하게 하기 위함이다.As described above, in the present invention, in order to change the modulated signal to the time domain as shown in FIG. 4, the preamble signal of the frequency domain is changed like the
만약, 1개의 데이터 심볼내에 64 샘플데이터로 구성되고, 무선채널의 최대 지연을 고려해서 한 구간의 임펄스 신호열(42)을 16샘플로 정했다고 가정하면 4개 의 임펄스 신호열 구간으로 나눌 수 있다. If it is composed of 64 sample data in one data symbol, and it is assumed that the
이 신호열은 무선채널환경(43)을 통해 지연, 위상왜곡, 그리고 신호감쇄를 통해 변형된 임펄스 신호열(44)이 된다. 변형된 신호열(44)은 4구간에서 독립적으로 잡음에 의해서 크기가 변경된다. 그리고, 일반적으로 무선채널은 1개의 OFDM 심볼내에서는 변하지 않기 때문에 채널에 의한 영향은 각 구간별로 동일하다.This signal sequence becomes a modified
4개의 구간에서 반복되는 임펄스를 평균 및 제로 삽입부(45)를 통해 평균을 취하면 잡음에 의한 영향이 줄어들게 된다. 이 때, 잡음은 일반적으로 평균이 0인 가우시안 분포를 갖기 때문에 평균을 내면 그 신호는 0에 수렴해 나가게 된다. 그렇기 때문에 구간을 많이 낼수록 잡음에 의한 영향을 줄일 수 있게 된다. 평균이 취해지면 한 구간에서만 임펄스 신호를 갖게 된다. If the average of the impulse repeated in the four sections through the average and zero
이후, 데이터 값에 제로(‘0’)를 삽입하여 잡음에 의한 영향을 최대로 줄인다. 이런 과정을 통해 새롭게 변경된 임펄스 열(46)을 푸리에 변환부(47)를 통해 주파수 영역으로 변경하여 무선채널환경의 채널 응답을 추정한다. Then, zero ('0') is inserted into the data value to minimize the effect of noise. Through this process, the newly changed
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 수신기의 채널 추정 장치의 구조에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the structure of the channel estimation apparatus of the receiver according to the present invention having the structure as described above in detail as follows.
상기 도 4에서 시간영역의 임펄스 신호열(42)과 같이 나오게 하기 위해 역 푸리에변환부(41) 이전의 주파수 영역의 프리엠블 신호는 하기의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.In FIG. 4, the preamble signal in the frequency domain before the inverse
이 신호를 이용하여 역푸리에 변환을 수행하면 하기의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.When the inverse Fourier transform is performed using this signal, it can be expressed as Equation 4 below.
여기서, 는 n=0 일 때 '1'을 갖는 단일 임펄스 함수이다. TS(n)신호는 도 4의 임펄스 신호열(42)과 같이 표현된다. 여기서, 일반적으로 한 개의 OFDM 심볼동안에 채널은 시간적으로 변하지 않는다. 수신신호 은 [수학식 5]와 같이 표현될 수 있다.here, Is a single impulse function with '1' when n = 0. The TS (n) signal is expressed as the
여기서 을 AWGN 잡음을 나타내고 은 채널의 임펄스 응답을 나타낸다. *부호는 콘볼류션을 나타낸다. [수학식 5]는 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.here Represents AWGN noise Represents the impulse response of the channel. * Indicates a convolution. Equation 5 may be expressed as Equation 6.
카우설(Causal) 시스템을 고려하면 이거나 또는 일 때 이 된다. 따라서 [수학식 6]은 채널 임펄스 응답이 L개의 샘플 간격으로 지연되어 연속으로 4개가 존재하는 것을 나타낸다. [수학식 7]과 같이 4개의 임펄스 응답을 평균을 내면 잡음의 분산을 줄일 수 있다.Considering the Kausal system Or when Becomes Therefore, Equation 6 shows that the channel impulse response is delayed by L sample intervals, so that there are four consecutively. As shown in Equation 7, averaging four impulse responses can reduce the variance of noise.
여기서 을 나타낸다. 은 서로 독립이며 동일 확률분포를 가진다. 따라서 [수학식 7]에서 잡음 베리언스(noise variance)가 1/4로 줄어듦을 알 수 있다.here Indicates. Are independent of each other and have the same probability distribution. Therefore, it can be seen that the noise variance is reduced to 1/4 in [Equation 7].
OFDM 수신기에서, 4개의 수신된 임펄스 신호는 이상적인 임펄스 채널 응답으로 간주될 수 있다. 그 임펄스들은 한 개의 수신된 임펄스 신호로 평균이 내어지며 하기의 [수학식 7]과 같이 표현되어진다. 여기서, h(n)은 임펄스 신호 열에 의한 채널 응답이고 n(n)은 AWGN이다. 그렇기 때문에, AWGN에 의해 발생되는 채널 추정 에러는 수신된 임펄스 응답 신호의 평균을 냄으로써 줄일 수 있다. N포인트 FFT를 사용하였을 때, 최대 임펄스 응답의 이후의 (N-L) 부분은 AWGN에 의해서 생성된 신호이기 때문에 이 (N-L)부분에 제로(zero)를 삽입함으로써 AWGN에 의한 영향을 줄일 수 있다. 제로(zero)가 삽입된 임펄스 응답신호 은 하기의 [수학식 8]과 같이 나타낼 수 있다.In an OFDM receiver, four received impulse signals can be considered an ideal impulse channel response. The impulses are averaged into one received impulse signal and are represented by Equation 7 below. Where h (n) is the channel response by the impulse signal string and n (n) is AWGN. As such, the channel estimation error generated by the AWGN can be reduced by averaging the received impulse response signal. When using an N-point FFT, since the (NL) portion of the maximum impulse response is a signal generated by the AWGN, the effect of the AWGN can be reduced by inserting zero into this (NL) portion. Zero Impulse Response Signal May be represented as in Equation 8 below.
여기서, 제로(zero)를 삽입한 임펄스 응답 동안에 푸리에 변환을 수행함으로써 채널을 추정할 수 있다. 하기의 [수학식 9]는 주파수 영역에서 추정된 채널을 나타낸 것이다.Here, impulse response with zero insertion The channel can be estimated by performing Fourier transform. Equation 9 below shows the estimated channel in the frequency domain.
정리해보면, 본 발명은 채널 응답을 추정하기 위해 주파수 영역에서 새로운 프리엠블을 사용하여 시간영역에서 16샘플 간격으로 4개의 구간으로 나누고, 각 구간에서 임펄스 응답이 나오도록 한다. 이 때, 임펄스 신호들은 한 OFDM 심볼동안에 전송한다. In summary, the present invention divides the data into four sections at intervals of 16 samples in the time domain by using a new preamble in the frequency domain and estimates the channel response. At this time, the impulse signals are transmitted during one OFDM symbol.
한편, 한 개의 OFDM 심볼이 64샘플이며, 최대 지연을 16으로 가정했을 때 평균 구간을 4구간과 같이 평균을 내기 위한 구간을 변경할 수도 있다. 예를 들어, 한 개의 OFDM 심볼이 64이고, 최대 지연이 16일 경우에 평균을 내기 위한 구간을 [4, 3, 2]개로 나눌 수 있다. On the other hand, if one OFDM symbol is 64 samples, assuming that the maximum delay is 16, the average section may be changed to average, such as 4 sections. For example, when one OFDM symbol is 64 and the maximum delay is 16, the section for averaging may be divided into [4, 3, 2].
즉, 본 발명에 따른 채널 추정 장치는 각 구간별 임펄스 신호를 더하여 평균을 취한 후, 평균된 임펄스 응답에서 보호구간의 데이터 이후는 잡음이기 때문에 제로 삽입(zero padding)을 하여 잡음을 제거하고 푸리에 변환(FFT)을 수행하여 채널 추정 응답을 찾아낼 수 있는 장점이 있다.That is, the channel estimating apparatus according to the present invention adds an impulse signal for each section and averages the result, and since the data after the guard interval in the averaged impulse response is noise, zero padding is used to remove the noise and Fourier transform. There is an advantage in that the channel estimation response can be found by performing (FFT).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명은, 무선 채널환경과 같은 잡음이 심한 환경에서 채널추정시 잡음을 효과적으로 제거함으로써, 보다 정확한 무선채널을 추정하여 수신 품질을 개선할 수 있는 효율적인 효과가 있다.As described above, the present invention effectively removes noise during channel estimation in a noisy environment such as a wireless channel environment, and thus has an effective effect of estimating a more accurate wireless channel and improving reception quality.
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
KR100978672B1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-08-30 | 삼성전기주식회사 | Apparatus and method for generating a channel matrix for ofdm |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000066459A (en) * | 1999-04-16 | 2000-11-15 | 구자홍 | Apparatus for channel estimating of ofdm) |
KR20030065830A (en) * | 2002-02-01 | 2003-08-09 | 삼성전자주식회사 | Channel Equalizer of OFDM Receiver and A method for equalizing of ofdm signal using thereof |
KR20030097093A (en) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | 주식회사 케이티 | A method and apparatus on coherent demodulation of OFDM signal for radio LAN systems |
KR20050011258A (en) * | 2003-07-22 | 2005-01-29 | 삼성전자주식회사 | Circuit for impulsive noise suppression in orthogonal frequency division multiple receiving system and method thereof |
-
2005
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000066459A (en) * | 1999-04-16 | 2000-11-15 | 구자홍 | Apparatus for channel estimating of ofdm) |
KR20030065830A (en) * | 2002-02-01 | 2003-08-09 | 삼성전자주식회사 | Channel Equalizer of OFDM Receiver and A method for equalizing of ofdm signal using thereof |
KR20030097093A (en) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | 주식회사 케이티 | A method and apparatus on coherent demodulation of OFDM signal for radio LAN systems |
KR20050011258A (en) * | 2003-07-22 | 2005-01-29 | 삼성전자주식회사 | Circuit for impulsive noise suppression in orthogonal frequency division multiple receiving system and method thereof |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1020000066459 * |
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IEEE 1997년 논문 "A novel channel estimation metho* |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101263388B1 (en) | 2012-02-22 | 2013-05-21 | 자동차부품연구원 | System and method for processing signal |
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