KR100921183B1 - Method and Apparatus for estimating channel based on pilot tones in wireless communication system - Google Patents
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Abstract
심볼 타이밍 옵셋이 존재하는 경우에도 성능 열화 없이 효율적인 채널 추정이 가능한 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법 및 장치를 개시한다.Disclosed is a method and apparatus for pilot tone-based channel estimation that enables efficient channel estimation even when there is a symbol timing offset.
본 발명의 실시예는 실시예는 파일럿 신호가 위치하는 제1 부반송파 및 제2 부반송파에 대한 채널을 추정하는 단계와, 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 채널 추정 값의 크기 및 위상 성분을 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파 사이에 위치하는 데이터 부반송파에 대한 채널 추정 값의 크기 또는 위상성분을 구하는 단계 및 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 채널 추정 값의 크기 및 위상 성분을 이용한 외삽에 의하여 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파 외부에 위치하는 데이터 부반송파에 대한 채널 추정 값의 크기 또는 위상성분을 구하는 단계를 포함하는 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, an embodiment includes estimating a channel for a first subcarrier and a second subcarrier on which a pilot signal is located, and interpolating using magnitudes and phase components of channel estimation values of the first subcarrier and the second subcarrier. Obtaining a magnitude or phase component of a channel estimate value for a data subcarrier located between the first subcarrier and a second subcarrier by using an extrapolation using the magnitude and phase component of the channel estimate value of the first subcarrier and the second subcarrier The method provides a pilot tone-based channel estimation method comprising the step of obtaining a magnitude or phase component of a channel estimation value for a data subcarrier located outside the first subcarrier and the second subcarrier.
파일럿 톤, 보간, 내삽, 외삽 Pilot tones, interpolation, interpolation, extrapolation
Description
본 발명은 무선통신 시스템에서 채널 추정에 관한 것으로서, 특히 심볼 타이밍 옵셋이 존재하는 경우에도 성능 열화 없이 효율적인 채널 추정이 가능한 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법 및 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-001-02, 과제명: 4세대 이동통신용 적응 무선접속 및 전송 기술개발].The present invention is derived from research conducted as part of the IT growth engine technology development project of the Ministry of Information and Communication and the Ministry of Information and Communication Research and Development. [Task Management Number: 2006-S-001-02, Title: Adaptive Wireless Access for 4th Generation Mobile Communications] And transmission technology development].
무선통신 시스템의 전송기술, 예를 들어 OFDM 전송 기술은 다중 경로 페이딩에 강한 특성을 갖기 때문에, 고속 전송 속도를 요구하는 무선통신 시스템에 주로 사용되고 있다.Since the transmission technology of the wireless communication system, for example, the OFDM transmission technology has a strong characteristic against multipath fading, it is mainly used in a wireless communication system requiring a high transmission speed.
OFMD 시스템에서 채널 추정은 수신 신호에 포함된 프리엠블 또는 보호구간 을 이용하여 채널 추정 전에 시간 동기화를 수행하게 된다. In the OFMD system, channel estimation performs time synchronization before channel estimation using a preamble or a guard interval included in a received signal.
채널 추정 방법은 파일럿 심볼(pilot symbol) 기반의 채널 추정 방법과 일정한 간격의 주파수와 심볼의 주기로 삽입된 파일럿 톤(pilot tone)을 이용하는 방법으로 나눌 수 있다.The channel estimation method may be classified into a pilot symbol based channel estimation method and a method using a pilot tone inserted at a predetermined interval of frequency and symbol period.
파일럿 심볼 기반의 채널 추정 방법은 반복되는 파일럿 심볼 사이에서 채널의 변화가 없는 slow fading을 가정한다. The pilot symbol based channel estimation method assumes slow fading with no channel change between repeated pilot symbols.
이러한 파일럿 심볼 기반의 채널 추정 방법은 최소자승(Least Square; 이하 LS 라고 함) 방법과 최소평균자승오차(Minimum Mean Square Error; 이하 MMSE 라고 함) 방법이 있으며, MMSE 채널 추정 방법은 LS 채널 추정 방법보다 우수한 성능을 보이나 계산량이 많은 단점이 있다. The pilot symbol-based channel estimation method includes a least square (Least Square) method and a minimum mean square error (MMSE) method. The MMSE channel estimation method is an LS channel estimation method. Although it shows better performance, it has a disadvantage of having a large amount of calculation.
파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법은 파일럿 심볼 사이에서 채널 변화가 발생할 수 있는 fast fading에 강건하지만, 파일럿 톤이 위치한 부반송파에 대한 채널 추정과 인접 데이터 부반송파 구간에 대한 보간 과정을 필요로 한다. The pilot tone-based channel estimation method is robust to fast fading in which channel changes can occur between pilot symbols, but requires channel estimation for subcarriers where pilot tones are located and interpolation for adjacent data subcarrier intervals.
파일럿 톤에서 추정된 채널 값을 이용하여 인접 데이터 부반송파 구간에서의 채널 추정을 위해 보간하는 방법에는 선형 보간법, 2차 보간법, low-pass filter 보간법, spline cubic 보간법 등이 있다. 2차 보간법은 선형 보간법 보다 우수한 채널 추정 성능을 보이고, low-pass filter를 사용한 시간영역 보간법은 선형 보간법보다 일반적으로 우수한 비트에러율(Bit Error Rate; 이하 BER 이라고 함) 성능을 보인다.Interpolation methods for channel estimation in adjacent data subcarrier intervals using channel values estimated from pilot tones include linear interpolation, quadratic interpolation, low-pass filter interpolation, and spline cubic interpolation. Quadratic interpolation shows better channel estimation performance than linear interpolation, and time-domain interpolation using low-pass filter generally shows better bit error rate (BER) than linear interpolation.
파일럿 톤 기반의 채널 추정기법은 인접 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference; 이하 ISI 라고 함)과 인접 주파수간 간섭(Inter-Carrier Interference; 이하 ICI 라고 함)을 제거하기 위하여 삽입된 보호구간이 잘 제거되었다는 가정 하에 FFT 출력 신호를 사용하여 채널을 추정한다. 이때 불완전한 시간 동기로 인하여 보호구간 내에 FFT 시작점이 존재하는 경우 주파수영역에서 위상회전이 발생한다. 이러한 주파수영역에서의 위상회전은 파일럿 톤 위치에서 추정된 채널 값에 위상회전을 발생시키고, 파일럿 톤 위치에서 추정된 채널 값을 사용하여 인접 데이터 부반송파 구간에서 채널 보간을 할 경우 위상과 크기 왜곡이 발생한다. 일반적으로 작은 크기의 심볼 타이밍 옵셋이 보호구간 내에서 발생한 경우 종래의 파일롯 톤을 사용한 채널 추정 기법과 데이터 부반송파 구간 내에서의 보간법을 사용하여 보상이 가능하나, 심볼 타이밍 옵셋이 증가함에 따라 채널 추정 성능 열화가 크게 증가하게 된다.The pilot tone-based channel estimating technique removes the inserted guard interval to remove inter-symbol interference (ISI) and inter-carrier interference (ICI). The channel is estimated using the FFT output signal. At this time, if there is an FFT starting point in the protection interval due to incomplete time synchronization, phase rotation occurs in the frequency domain. This phase rotation in the frequency domain generates phase rotation at the channel value estimated at the pilot tone position, and phase and magnitude distortion occurs when channel interpolation is performed in the adjacent data subcarrier interval using the channel value estimated at the pilot tone position. do. In general, when a small symbol timing offset occurs within a guard interval, compensation is possible by using a conventional channel estimation method using a pilot tone and an interpolation method within a data subcarrier section.However, as the symbol timing offset increases, the channel estimation performance increases. The deterioration is greatly increased.
따라서, 본 발명은 심볼 타이밍 옵셋에 관계없이 데이터 부반송파 구간의 채널을 왜곡 없이 추정할 수 있는 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법 및 장치를 제공하고자 한다.Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a pilot tone-based channel estimation method and apparatus capable of estimating a channel of a data subcarrier interval without distortion regardless of a symbol timing offset.
또한, 본 발명은 파일럿 신호가 전송된 부반송파의 채널 추정 값을 이용하여 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기 및 위상을 추정함으로써, 위상 회전을 추정하기 위한 과정과 추정된 위상 회전을 보상하기 위한 과정을 제거 할 수 있는 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법 및 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention eliminates the process for estimating the phase rotation and the process for compensating the estimated phase rotation by estimating the magnitude and phase of the channel estimate of the data subcarrier using the channel estimate of the subcarrier on which the pilot signal is transmitted. SUMMARY To provide a pilot tone based channel estimation method and apparatus.
또한, 본 발명은 파일럿 신호가 전송된 부반송파의 채널 추정 값을 이용하여 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기 및 위상을 추정함에 있어서, 채널 추정의 계산량을 줄일 수 있는 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법 및 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention provides a pilot tone-based channel estimation method and apparatus for estimating the magnitude and phase of the channel estimation value of the data subcarrier using the channel estimation value of the subcarrier on which the pilot signal is transmitted, To provide.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예는 파일럿 신호가 위치하는 제1 부반송파 및 제2 부반송파에 대한 채널을 추정하는 단계와, 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 채널 추정 값의 크기 및 위상 성분을 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파 사이에 위치하는 데이터 부반송파에 대한 채널 추정 값의 크기 또는 위상성분을 구하는 단계 및 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송 파의 채널 추정 값의 크기 및 위상 성분을 이용한 외삽에 의하여 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파 외부에 위치하는 데이터 부반송파에 대한 채널 추정 값의 크기 또는 위상성분을 구하는 단계를 포함하는 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법을 제공한다. In accordance with another aspect of the present invention, a channel for a first subcarrier and a second subcarrier on which a pilot signal is located is estimated, and magnitudes and phases of channel estimation values of the first subcarrier and the second subcarrier are located. Obtaining a magnitude or phase component of a channel estimate value for a data subcarrier located between the first subcarrier and a second subcarrier by interpolation using a component, and a magnitude of a channel estimate value of the first subcarrier and the second subcarrier And obtaining a magnitude or phase component of a channel estimation value for data subcarriers located outside the first subcarrier and the second subcarrier by extrapolation using a phase component.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 수신신호에서 파일럿 신호가 위치하는 제1 부반송파 및 제2 부반송파에 대한 채널을 추정하는 파일럿 톤 채널 추정기와, 상기 파일럿 톤 채널 추정기에 의하여 추정된 제1 부반송파의 위상 성분 및 제2 부반송파의 위상 성분에 의하여 데이터 부반송파의 위상 성분을 추정하는 추정기 및 상기 파일럿 톤 채널 추정기에 의하여 추정된 제1 부반송파의 채널 추정 값의 크기 및 제2 부반송파의 채널 추정 값의 크기에 의하여 데이터 부반송파에 대한 채널 추정 값의 크기를 추정하는 크기 추정기를 포함하는 파일럿 톤 기반의 채널 추정 장치를 제공한다. Another embodiment of the present invention provides a pilot tone channel estimator for estimating a channel for a first subcarrier and a second subcarrier in which a pilot signal is located in a received signal, and a phase of the first subcarrier estimated by the pilot tone channel estimator. An estimator for estimating a phase component of a data subcarrier by a component and a phase component of a second subcarrier, and a magnitude of a channel estimate value of a first subcarrier estimated by the pilot tone channel estimator and a channel estimate value of a second subcarrier Provided is a pilot tone-based channel estimating apparatus including a magnitude estimator for estimating a magnitude of a channel estimation value for a data subcarrier.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 데이터 부반송파의 위상 추정은 상기 제1 부반송파 채널 추정 값의 위상 성분 및 상기 제2 부반송파 채널 추정 값의 위상 성분을 이용하여 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파의 중심에 위치하는 제1 데이터 부반송파의 위상 성분을 구하고, 상기 제1 부반송파의 위상 성분 및 상기 제1 데이터 부반송파의 위상 성분을 이용하여 상기 제1 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제2 데이터 부반송파의 위상 성분을 추정하고, 상기 제2 부반송파의 위상 성분 및 상기 제1 데이터 부반송파의 위상 성분을 이용하여 상기 제2 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제3 데이터 부반송파 의 위상 성분을 추정하는 것을 포함한다. According to another embodiment of the present invention, the phase estimation of the data subcarrier is performed by using the phase component of the first subcarrier channel estimate value and the phase component of the second subcarrier channel estimate value to the center of the first subcarrier and the second subcarrier. Obtaining a phase component of a first data subcarrier located at the second data carrier, and using the phase component of the first subcarrier and a phase component of the first data subcarrier, the second data located at the center of the first subcarrier and the first data subcarrier The phase component of the subcarrier is estimated, and the phase component of the third data subcarrier located at the center of the second subcarrier and the first data subcarrier is calculated using the phase component of the second subcarrier and the phase component of the first data subcarrier. It includes estimating.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 데이터 부반송파에 대한 채널 추정값의 크기 추정은 상기 제1 부반송파의 채널 추정값의 크기 및 상기 제2 부반송파의 채널 추정값의 크기를 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파의 중심에 위치하는 제1 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정하고, 상기 제1 부반송파의 채널 추정값의 크기 및 상기 제1 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제2 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정하고, 상기 제2 부반송파의 채널 추정값의 크기 및 상기 제1 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 이용한 내삽에 의하여 상기 제2 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제3 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정하는 것을 포함한다. According to another embodiment of the present invention, the estimation of the magnitude of the channel estimate for the data subcarrier is performed by the interpolation using the magnitude of the channel estimate of the first subcarrier and the magnitude of the channel estimate of the second subcarrier. Estimating the magnitude of the channel estimate of the first data subcarrier positioned at the center of the two subcarriers, and interpolating the magnitude of the channel estimate of the first subcarrier and the magnitude of the channel estimate of the first data subcarrier with the first subcarrier. Estimating the magnitude of the channel estimate of the second data subcarrier located at the center of the first data subcarrier, and interpolating the magnitude of the channel estimate of the second subcarrier and the magnitude of the channel estimate of the first data subcarrier. A second data carrier positioned at the center of the second subcarrier and the first data subcarrier It involves estimating the size of the channel estimated value of the transmitting.
본 발명의 실시예에 따르면, 심볼 타이밍 옵셋에 관계없이 데이터 부반송파 구간의 채널을 왜곡 없이 추정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the channel of the data subcarrier interval may be estimated without distortion regardless of the symbol timing offset.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 파일럿 신호가 전송된 부반송파의 채널 추정 값을 이용하여 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기 및 위상을 추정함으로써, 위상 회전을 추정하기 위한 과정과 추정된 위상 회전을 보상하기 위한 과정을 제거 할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, by estimating the magnitude and phase of the channel estimate of the data subcarrier using the channel estimate of the subcarrier on which the pilot signal is transmitted, the process for estimating phase rotation and the estimated phase rotation are compensated for. The process for doing so can be eliminated.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 채널 추정에 필요한 계산량을 감소시킴 으로써, 하드웨어의 성능 열화 없이 데이터 부반송파에 대한 채널 추정이 가능하다. In addition, according to an embodiment of the present invention, by reducing the amount of computation required for channel estimation, it is possible to estimate the channel for the data subcarriers without degrading hardware performance.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terminology used herein is a term used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary according to a user, an operator's intention, or a custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification.
하기의 설명에 있어서, 용어의 정의 및 개념은 다음과 같다.In the following description, definitions and concepts of terms are as follows.
파일럿 부반송파: OFDM 심볼에서 파일럿 신호가 전송된 부반송파Pilot subcarrier: a subcarrier on which a pilot signal is transmitted in an OFDM symbol
(이하, OFDM 심볼에 포함된 파일럿 부반송파 중 임의의 두 개의 파일럿 부반송파는 제1 부반송파 및 제2 부반송파라 칭하기로 한다.)(Hereinafter, any two pilot subcarriers of the pilot subcarriers included in the OFDM symbol will be referred to as a first subcarrier and a second subcarrier.)
데이터 부반송파: OFDM 심볼에서 데이터 신호가 전송된 부반송파Data subcarriers: subcarriers through which data signals are transmitted in OFDM symbols
파일럿 부반송파의 채널 추정값: 파일럿 톤 위치에서 추정된 채널 값Channel Estimates for Pilot Subcarriers: Channel Values Estimated at Pilot Tone Locations
데이터 부반송파의 채널 추정값: 데이터 부반송파 위치에서 추정된 채널 값Channel Estimates for Data Subcarriers: Channel Values Estimated at Data Subcarrier Locations
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 시스템의 수신단 구조를 나타내는 블 록도이다.1 is a block diagram showing the structure of a receiving end of an OFDM system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, OFDM 시스템의 수신단은 수신신호를 병렬신호로 변환하는 직/병렬 변환기(121), 상기 병렬화된 신호의 보호구간을 제거하는 보호구간 제거기(222)와, 상기 보호구간이 제거된 신호를 고속 푸리에 변환하는 고속 푸리에 변환기(223)와, 상기 푸리에 변환된 신호의 채널을 추정하고 보상하는 채널 추정기(224)와, 상기 보상된 신호를 직렬화하는 병/직렬 변환기(225), 및 상기 직렬화된 신호에서 이진신호를 검출하는 신호 검출기(226)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a receiving end of an OFDM system includes a serial /
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 톤 기반의 채널 추정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for estimating a pilot tone based channel according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 채널 추정 장치는 수신신호에서 파일럿 신호가 위치하는 제1 부반송파 및 제2 부반송파에 대한 채널을 추정하는 파일럿 톤 채널 추정기(210)와, 상기 파일럿 톤 채널 추정기(210)에 의하여 추정된 제1 부반송파의 위상 성분 및 제2 부반송파의 위상 성분에 의하여 데이터 부반송파의 위상을 추정하는 위상 추정기(221,231) 및 상기 파일럿 톤 채널 추정기(210)에 의하여 추정된 제1 부반송파의 채널 추정값의 크기 및 제2 부반송파의 채널 추정값의 크기에 의하여 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정하는 채널 추정값의 크기 추정기(222, 232)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 2, the channel estimating apparatus includes a pilot
상기 위상 추정기(221,231)는 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파 사이에 위치하는 데이터 부반송파의 위상을 추정하는 내삽 위상 추정기(221)와, 상기 제1 부 반송파와 제2 부반송파 외부에 위치하는 데이터 부반송파의 위상을 추정하는 외삽 위상 추정기(231) 및 상기 내삽 위상 추정기 및 외삽 위상 추정기에 의하여 추정된 위상의 부호를 추정하는 부호 추정기(223)를 포함하여 구성될 수 있다.The
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 채널 추정 장치는 수신단에서 입력된 파일럿 톤의 채널을 추정하는 파일럿 톤 채널 추정기(210), 상기 파일럿 톤의 채널 추정값에 따라 데이터 부반송파의 채널을 추정하는 내삽 추정기(220)와 외삽추정기(230), 및 상기 추정기들(220, 230)에서 추정된 값에 따라 채널을 보상하는 채널 보상기(240)를 포함하여 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the channel estimating apparatus includes a pilot
이때, 상기 내삽 추정기(220)는 내삽에 의하여 데이터 부반송파의 위상을 추정하는 내삽 위상 추정기(221)와 내삽에 의하여 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정하는 내삽 채널 크기 추정기(222), 및 추정된 채널의 부호를 추정하는 부호 추정기(233)로 구성될 수 있다.In this case, the
한편, 상기 외삽 추정기(230)는 외삽에 의하여 데이터 부반송파의 위상을 추정하는 외삽 위상 추정기(231) 및 외삽에 의하여 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정하는 외삽 채널 크기 추정기(232)로 구성될 수 있다.The
상기 파일럿 톤 채널 추정기(210)는 수신된 파일럿 신호를 포함하는 OFDM 심볼에서 파일럿 신호가 위치하는 두 개의 부반송파(파일럿 부반송파)에 대한 채널을 추정한다. The pilot
이때, 상기 수신된 OFDM 심볼의 시작 위치는 파일럿 심볼을 이용하여 도 3의 b 와 c 구간 사이로 프레임 동기가 수행된 것으로 가정한다. 또한, 파일럿 신호 가 위치하는 파일럿 부반송파의 채널 추정은 최소자승(Least Square: LS) 기법에 의하여 추정될 수 있다. In this case, it is assumed that the start position of the received OFDM symbol is frame synchronization performed between b and c sections of FIG. 3 using a pilot symbol. In addition, channel estimation of a pilot subcarrier on which a pilot signal is located may be estimated by a Least Square (LS) technique.
상기 내삽 위상 추정기(221)는 상기 제1 부반송파 채널 추정 값의 위상 성분 및 상기 제2 부반송파 채널 추정 값의 위상 성분을 이용하여 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파의 중심에 위치하는 제1 데이터 부반송파의 위상 성분을 구한다.The
상기 내삽 위상 추정기(221)는 상기 제1 부반송파의 위상 성분 및 상기 제1 데이터 부반송파의 위상 성분을 이용하여 상기 제1 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제2 데이터 부반송파의 위상 성분을 추정한다.The
상기 내삽 위상 추정기(221)는 상기 제2 부반송파의 위상 성분 및 상기 제1 데이터 부반송파의 위상 성분을 이용하여 상기 제2 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제3 데이터 부반송파의 위상 성분을 추정한다. The
상기 외삽 위상 추정기(231)는 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파 사이에 위치하며 상기 제1 부반송파에 인접한 제4 데이터 부반송파의 위상 및 상기 제1 부반송파의 위상에 의하여 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 외부에 위치하며 상기 제1 부반송파에 인접한 제5 데이터 부반송파의 위상을 추정한다.The
상기 내삽 채널 크기 추정기(222)는 상기 제1 부반송파의 추정된 채널 추정값의 크기 및 상기 제2 부반송파의 추정된 채널 추정값의 크기를 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파의 중심에 위치하는 제1 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정한다.The interpolation
상기 내삽 채널 크기 추정기(222)는 상기 제1 부반송파의 채널 추정값의 크 기 및 상기 제1 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제2 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정하고,The interpolation
상기 내삽 채널 크기 추정기(222)는 상기 제2 부반송파의 채널 추정값의 크기 및 상기 제1 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 이용한 내삽에 의하여 상기 제2 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제3 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정한다. The interpolation
상기 외삽 채널 크기 추정기(232)는 내삽에 의한 채널 추정값의 크기 추정과 동일한 방법으로 외삽에 의하여 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파 외부에 위치하는 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 추정한다. The extrapolation
이하, 첨부된 도면을 참조하여 데이터 부반송파에 대한 위상 추정 및 크기 추정 방법을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a phase estimation and magnitude estimation method for a data subcarrier will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 수신된 하나의 OFDM 심볼은 N개의 부반송파로 구성되는 것으로 가정한다. 그리고, 상기 N개의 부반송파는 송신단에서 데이터와 파일럿 신호를 간격 Sf 이고 심벌 주기 St로 멀티플렉싱한 것으로 가정한다. First, it is assumed that one received OFDM symbol consists of N subcarriers. In addition, it is assumed that the N subcarriers multiplex the data and the pilot signal in a symbol period S t at intervals S f .
이때, 나이퀴스트 샘플링 이론을 만족하는 최소의 파일럿 간격은 시간 축과 주파수 축에서 채널 변화의 대역폭과 최대 전파지연 값에 의하여 결정되며, 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.At this time, the minimum pilot interval that satisfies the Nyquist sampling theory is determined by the bandwidth of the channel change and the maximum propagation delay value on the time axis and the frequency axis, and can be expressed by
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에서 Bd및 는 각각 주파수 축에서의 도플러 확산과 시간 축에서의 최대 지연 확산을 나타낸다.B d in
하나의 OFDM 심볼에 Np개의 파일럿 톤 ()이 일정한 간격으로 존재하면, 각 부반송파 채널은 Lg=N/Np개의 그룹으로 나눠지고, k번째 부반송파는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.N p pilot tones in one OFDM symbol ( ) At regular intervals, each subcarrier channel is divided into L g = N / N p groups, k-th subcarrier can be represented by the following equation (2).
[수학식 2][Equation 2]
상기 수학식 2를 참조하면, 역고속 푸리에 변환된 수신신호는 다중경로 페이딩에 의해 발생하는 ISI를 제거하고 부반송파간 직교성을 유지하기 위해 채널의 임펄스 응답 길이 L보다 큰 Ng개의 보호구간이 삽입되어 Ns = N + Ng 샘플의 OFDM 심벌이 된다. Referring to
여기서, 수신된 i번째 OFDM 심벌 시간 영역에서 n번째 샘플은 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Here, the n th sample in the received i th OFDM symbol time domain may be represented by
[수학식 3][Equation 3]
상기 수학식 3을 참조하면, 은 각각 i 번째 OFDM 심벌의 n 번째 샘플, 채널의 임펄스 응답, 위상 잡음, 컨볼루션(convolution)을 나타낸다. Referring to
또한, zi(n)과 ε(epsilon)은 각각 가산 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise; AWGN), 정규화된 주파수 오프셋을 나타낸다. In addition, z i (n) and ε (epsilon) represent Additive White Gaussian Noise (AWGN) and normalized frequency offset, respectively.
여기서, 심벌 타이밍 오프셋은 매 심벌 간 동일하고 송수신단의 주파수가 정확한 동기를 이루어 위상 잡음이 없다고 가정하면 수신신호의 고속 푸리에변환 출력은 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.Here, assuming that the symbol timing offset is the same between every symbol and that the frequency of the transceiver is precisely synchronized so that there is no phase noise, the fast Fourier transform output of the received signal may be expressed by
[수학식 4][Equation 4]
상기 수학식 4에서, 는 수신 OFDM 심벌의 심벌 타이밍 오프셋 에 의해 발생하는 ISI와 ICI를 나타낸다. 한편, 수학식 3을 참조하면, 수학식 4에서 는 고속 푸리에변환 출력에 포함되어 있는 가산 백색 가우시안 잡음임을 알 수 있다.In
이와 같이 시간영역에서 발생한 시간 동기 오차는 FFT 이후의 주파수영역 출력 신호에 선형 위상회전과 ISI, ICI를 발생시킨다.As described above, the time synchronization error generated in the time domain generates linear phase rotation, ISI, and ICI in the frequency domain output signal after the FFT.
상기 에 대해, 다음의 도 3을 참조하여 설명한다.remind This will be described with reference to the following FIG. 3.
도 3은 OFDM 심볼의 시간 동기 범위를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a time synchronization range of an OFDM symbol.
상기 도 3을 참조하면, 상기 수학식 4의 시간영역 수신신호에 대한 FFT 윈도우의 시작 위치가 정확히 c에 위치하면, 와 는 제거된다. Referring to FIG. 3, if the start position of the FFT window for the time-domain received signal of
그러나 a와 b 구간 또는 c와 d 구간 사이에 위치하면 ISI와 ICI가 발생하여 부반송파 채널간 직교성이 파괴되고, b와 c 구간 사이에 위치하는 경우는 로 인한 주파수영역에서 선형 위상회전은 발생하지만 는 제거된다. However, if it is located between the a and b intervals or between the c and d intervals, ISI and ICI occur and the orthogonality between subcarrier channels is destroyed. Linear phase rotation occurs in the frequency domain due to Is removed.
따라서 본 발명에서는 프레임 검출 및 대략적 심벌 타이밍 오프셋 추정이 수행되어 OFDM 심벌 시작 위치가 b와 c 구간 사이로 정해졌다고 가정할 수 있다.Therefore, in the present invention, it can be assumed that frame detection and approximate symbol timing offset estimation are performed to determine an OFDM symbol start position between b and c intervals.
부반송파간 직교성을 유지하면서 시간 동기 오차로 인한 주파수영역에서 위상회전만 고려된 OFDM 신호는 다음의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.An OFDM signal considering only phase rotation in a frequency domain due to time synchronization error while maintaining orthogonality between subcarriers may be represented by
[수학식 5][Equation 5]
이하, 하기의 설명에 있어서, OFDM 신호는 상기 수학식 5의 신호로 가정한다.Hereinafter, in the following description, it is assumed that the OFDM signal is a signal of the above expression (5).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a pilot tone-based channel estimation method according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 채널 추정 방법은 파일럿 신호가 위치하는 제1 부반송파 및 제2 부반송파에 대한 채널을 추정하고, 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 채널 추정 값(, )을 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송 파 및 제2 부반송파 사이에 위치하는 데이터 부반송파에 대한 채널을 추정하는 단계(1단계~3단계) 및 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 채널 추정 값을 이용한 외삽에 의하여 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파 외부에 위치하는 데이터 부반송파에 대한 채널을 추정하는 단계(4단계~5단계)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the channel estimation method estimates a channel for a first subcarrier and a second subcarrier on which a pilot signal is located, and estimates channel values of the first subcarrier and the second subcarrier ( , Estimating a channel for the data subcarriers located between the first subcarrier and the second subcarrier (
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 데이터 부반송파의 채널 추정 값을 구하는데 있어서, 위상 및 크기를 별도로 추정할 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, in obtaining a channel estimation value of a data subcarrier, phase and magnitude may be separately estimated.
도 4에서, 상기 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 채널 추정 값은 하기 수학식 6 및 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.In FIG. 4, channel estimation values of the first subcarrier and the second subcarrier can be expressed by
[수학식 6][Equation 6]
[수학식 7][Equation 7]
상기 내삽 크기 추정기(222)는 상기 제1 부반송파의 추정된 채널 추정값의 크기 및 상기 제2 부반송파의 추정된 채널 추정값의 크기를 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파의 중심에 위치하는 제1 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기()를 추정할 수 있다(1단계). The
상기 내삽 크기 추정기(222)는 상기 , 및 을 이용한 내삽에 의하여 상기 제1 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제2 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기() 및 상기 제2 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제3 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기()를 추정할 수 있다(2단계). The
동일한 방법으로, 상기 , 및 를 이용한 내삽에 의하여 , , 및 을 추정할 수 있다. In the same way, above , And By interpolation , , And Can be estimated.
이때, 추정되는 채널 추정값의 크기는 = (+)/2와 같이 정의 할 수 있다. At this time, the magnitude of the estimated channel estimate is = ( + Can be defined as
도 4를 참조하면, 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파의 외부에 위치하는 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기(, )는 , , 및 을 이용한 외삽에 의하여 구할 수 있다. Referring to FIG. 4, the magnitudes of channel estimates of data subcarriers located outside the first subcarrier and the second subcarrier ( ,) , , And It can be obtained by extrapolation using.
여기서, 도 4는 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파 사이에 위치하는 데이터 부반송파의 수가 홀수인 경우를 가정하였다.Here, FIG. 4 assumes an odd number of data subcarriers located between the first subcarrier and the second subcarrier.
만일, 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파 사이에 위치하는 데이터 부반송파의 수가 짝수인 경우에는 홀수인 경우와 동일한 방법으로 채널 추정값의 크기를 추정하고, 추정된 값을 근사값으로 사용할 수 있다. If the number of data subcarriers located between the first subcarrier and the second subcarrier is an even number, the magnitude of the channel estimate value can be estimated in the same manner as the odd case, and the estimated value can be used as an approximation value.
즉, 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파 사이에 위치하는 데이터 부반송파의 채널크기 , , , 를 추정하는 경우에, 및 는 상기 제1 부반송파와 제2 부반송파의 중심에 위치하는 가상의 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 이용하여 추정할 수 있다.That is, the channel size of the data subcarrier located between the first subcarrier and the second subcarrier , , , If we estimate And May be estimated using the magnitudes of channel estimates of the virtual data subcarriers located at the centers of the first subcarrier and the second subcarrier.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기 추정 개념을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for describing a concept of estimating the magnitude of a channel estimate of a data subcarrier according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 파일럿 부반송파에 대한 추정된 채널 과 는 서로 크기가 같으므로, , , 및 도 모두 동일한 크기로 보간할 수 있다.5, the estimated channel for the pilot subcarrier and Are the same size as each other, , , And All can be interpolated to the same size.
즉, 위상이 다른 파일럿 부반송파의 추정된 채널의 크기를 가상으로 연결한 가상선을 이용하여, 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기를 가상으로 연결한 크기까지 보상한다.That is, by using a virtual line that virtually connects the estimated channel sizes of the pilot subcarriers having different phases, the size of the channel estimates of the data subcarriers is compensated to the size of the virtual connection.
한편, 내삽 크기 추정기(222)는 추정된 파일럿 부반송파의 채널 추정값의 크기가 다를 경우 도 6에 도시한 바와 같이 부반송파 채널의 크기를 추정할 수 있다.On the other hand, the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기 추정 개념을 설명하기 위한 도면이다. 6 is a diagram for describing a concept of estimating the magnitude of a channel estimate of a data subcarrier according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 파일럿 부반송파의 추정된 채널 추정값의 크기 및 는 서로 크기가 다르기 때문에, 상기 및 의 크기를 연결하여 생성되는 가상선(610)을 기준으로 , 및 의 채널 추정값의 크기를 보간할 수 있다. 6, the magnitude of the estimated channel estimate of the pilot subcarrier And Since the sizes are different from each other, And Based on the
상기 위상 추정기(221, 231)는 상기 수학식 6 및 수학식 7을 이용하여 제1 부반송파 및 제2 부반송파 중심에 위치하는 제1 데이터 부반송파의 위상을 추정할 수 있다. The
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 내삽 위상 추정기(221)는 계산량을 줄이기 위하여, 상기 제1 부반송파의 위상 성분(cosine 값 및 sin 값) 및 상기 제1 데이터 부반송파의 위상 성분으로부터 제1 데이터 부반송파의 위상성분을 추정한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the
보다 구체적으로, 먼저 제1 데이터 부반송파의 추정된 채널 값을 하기 수학식 8이라 가정한다.More specifically, first, it is assumed that the estimated channel value of the first data subcarrier is expressed by Equation 8 below.
[수학식 8][Equation 8]
상기 수학식 8을 참조하면, 제1 데이터 부반송파의 채널 추정으로 알고자 하는 것은 위상 가 아닌, 및 임을 알 수 있다. Referring to Equation (8), what one wants to know from the channel estimation of the first data subcarrier is phase Not And It can be seen that.
그리고, 이기 때문에, 는 하기 표 1에 나타낸 유도식에 의하여 구할 수 있고, 유사한 방법으로 를 구할 수 있다. And, Because Can be obtained by the induction formula shown in Table 1 below, Can be obtained.
[표 1]TABLE 1
상기한 방법에 따르면, 수학식 6으로부터 을 통하여 를 구하고, 유사한 방법으로 를 구한 후에 를 구하는 방법에 비하여 계산량을 크게 줄일 수 있다. According to the above method, Through To obtain and in a similar way After getting Computation can be greatly reduced compared to the method of obtaining.
또한, 별도의 에 대한 룩-업 테이블에 값을 저장하여 이용하는 방법은 메모리가 많이 소모되는 단점이 있다.Also, separate The method of storing and using a value in a look-up table for VW uses a lot of memory.
유사한 방법을 사용하면, 상기 내삽 위상 추정기(221)는 상기 제1 부반송파의 위상 성분 및 상기 제1 데이터 부반송파의 위상 성분을 이용하여 상기 제1 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제2 데이터 부반송파의 위상 성분을 추정하고,상기 제2 부반송파의 위상 성분 및 상기 제1 데이터 부반송파의 위상 성분을 이용하여 상기 제2 부반송파와 상기 제1 데이터 부반송파의 중심에 위치하는 제3 데이터 부반송파의 위상 성분을 추정할 수 있다. Using a similar method, the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 내삽 부호 결정 방법을 나타내는 도면이다. 7 illustrates an interpolation code determination method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 과 로 정규화된 크기를 가지는 채널의 중심 값 위상은 inphase와 quadrature를 각각 선형 보간한 위상과 일치하기 때문에 용이하게 삼각함수 부호를 결정할 수 있게 되어 범위의 위상을 추정할 수 있다. 수학식 1에서 설명된 바와 같이, m은 파일럿 톤의 개수이고, k는 부반송파의 인덱스를 나타낸다. Referring to Figure 7, and The center value phase of a channel with a magnitude normalized to is easily matched with the linear interpolated phase of inphase and quadrature, respectively. To determine the trigonometric sign The phase of the range can be estimated. As described in
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상 추정 방법을 설명하기 위한 도 면이다. 8 is a view for explaining a phase estimation method according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, (k)는 제1 부반송파의 채널 추정값이고, (k+Np)는 제2 부반송파의 채널 추정 값이다.Referring to FIG. 8, (k) is the channel estimate of the first subcarrier, (k + N p ) is a channel estimate value of the second subcarrier.
또한, (k+Np +m)는 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 외부에 존재하는 부반송파의 채널 값이며, (k+Np-1)은 제2 부반송파에 가장 근접하며 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 내부에 존재하는 부반송파의 채널 값이다. 이때, m=1이라 가정하면, (k+Np +1)는 제1 부반송파 및 제2 부반송파의 외부에 존재하며, 제2 부반송파에 가장 근접하는 부반송파의 채널 값이라 할 수 있다. Also, (k + N p + m) is a channel value of subcarriers outside of the first subcarrier and the second subcarrier, (k + N p -1) is a channel value of a subcarrier that is closest to the second subcarrier and exists inside the first subcarrier and the second subcarrier. If m = 1, (k + N p +1) exists outside the first subcarrier and the second subcarrier, and may be referred to as a channel value of a subcarrier closest to the second subcarrier.
상기 (k+Np +1)의 위상은 (k+Np-1) 및 (k+Np)을 이용하여 추정할 수 있다. 즉, (k+Np-1) 의 위상을 a, (k+Np)의 위상을 b, (k+Np +1)의 위상을 c라고 하면, 2b -a = c의 관계가 성립한다. remind The phase of (k + N p +1) is (k + N p −1) and It can be estimated using (k + N p ). In other words, The phase of (k + N p -1) is a, The phase of (k + N p ) is b, If the phase of (k + N p +1) is c, the relationship of 2b -a = c is established.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 채널 추정 장치에 대한 성능 실험 결과에 대하여 살펴 보기로 한다.Hereinafter, the results of the performance experiment on the channel estimation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
하기 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 톤 기반의 채널 추정 기법의 성능을 모의실험을 통하여 확인하기 위해 사용한 파라메터를 나타내고, 도 9는 모의실험에서 사용한 파일럿 부반송파의 배치 구조를 도시한다.Table 2 below shows the parameters used to confirm the performance of the pilot tone-based channel estimation scheme through simulation, and FIG. 9 shows the arrangement of pilot subcarriers used in the simulation.
[표 2]TABLE 2
하기의 모의 실험 결과는 반송파 주파수 오프셋은 고려하지 않고 노매딕(nomadic) 환경을 가정하여 3km/h의 이동속도를 고려한 것이다.The simulation results below consider the moving speed of 3km / h assuming nomadic environment without considering the carrier frequency offset.
도 10 내지 도 13은 16QAM인 경우 채널 추정 기법들의 성능을 MSE와 BER의 관점에서 도시하고 있다. 10 to 13 illustrate the performance of channel estimation techniques in the case of 16QAM in terms of MSE and BER.
도 10 내지 도 13으로부터 심벌 타이밍 오프셋이 존재할 경우 기존의 선형 보간 채널 추정 기법에서는 error floor가 발생하지만 본 발명의 실시예에 따른 방법의 경우 이상적인 경우에 근접한 성능을 보임을 알 수 있다. It can be seen from FIG. 10 to FIG. 13 that there is an error floor in the existing linear interpolation channel estimation technique when there is a symbol timing offset, but the method according to the embodiment of the present invention shows a performance close to an ideal case.
Meng-Han Hsieh's MMSE 기법의 경우도 이상적인 경우와 근접한 성능을 보이나 이 방식을 수행하기 위해서는 심벌 타이밍 오프셋 등의 사전 추정이 완벽히 이루어져야 한다.The Meng-Han Hsieh's MMSE technique also exhibits near-ideal performance, but preliminary estimation of symbol timing offsets, etc., must be made to achieve this approach.
도 14 내지 17은 파일럿 부반송파 사이의 데이터 부반송파에 대하여 추정된 채널 값을 복소평면에서 비교하여 보여준다. 14 to 17 show the estimated channel values for the data subcarriers between pilot subcarriers in a complex plane.
도 14는 이상적인 채널(Ideal Ch), 도 15는 실제 채널(Conventional CH), 도 16은 MMSE 채널, 및 도 17은 본 발명에서 제안하는 채널(Proposed)의 실제 측정치를 보여준다.14 shows an ideal channel (Ideal Ch), FIG. 15 is a real channel (Conventional CH), FIG. 16 is an MMSE channel, and FIG. 17 is a real measurement of the proposed channel (Proposed).
도 15를 참조하면, 기존의 선형 보간법을 이용한 경우에 채널이 왜곡되어 추정되나, 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예의 경우 심벌 타이밍 오프셋을 사전에 추정하지 않고서도 이상적인 경우 또는 Meng-Han Hsieh's MMSE와 유사한 결과를 보인다.Referring to FIG. 15, the channel is distorted and estimated in the case of using the conventional linear interpolation method. Referring to FIG. 17, Meng-Han Hsieh's is ideal in the embodiment of the present invention without estimating symbol timing offset. Results similar to MMSE.
본 발명에 따른 파일럿 톤 기반 채널 추정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등 의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The pilot tone-based channel estimation method according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 시스템의 수신단 구조를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the structure of a receiving end of an OFDM system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 톤 기반의 채널 추정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for estimating a pilot tone based channel according to an embodiment of the present invention.
도 3은 OFDM 심볼의 시간 동기 범위를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a time synchronization range of an OFDM symbol.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 톤 기반의 채널 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a pilot tone-based channel estimation method according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기 추정 개념을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing a concept of estimating the magnitude of a channel estimate of a data subcarrier according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 부반송파의 채널 추정값의 크기 추정 개념을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for describing a concept of estimating the magnitude of a channel estimate of a data subcarrier according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 내삽 부호 결정 방법을 나타내는 도면이다.7 illustrates an interpolation code determination method according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a phase estimation method according to another embodiment of the present invention.
도 9는 모의실험에서 사용한 파일럿 부반송파의 배치 구조를 도시한다.9 shows an arrangement structure of pilot subcarriers used in the simulation.
도 10 내지 도 13은 16QAM인 경우 채널 추정 기법들의 성능을 MSE와 BER의 관점에서 나타내는 도면이다.10 to 13 are diagrams illustrating performance of channel estimation techniques in terms of MSE and BER in case of 16QAM.
도 14 내지 17은 파일럿 부반송파 사이의 데이터 부반송파에 대하여 추정된 채널 값을 복소평면에서 비교한 도면이다.14 to 17 are diagrams comparing channel values estimated for data subcarriers between pilot subcarriers in a complex plane.
Claims (14)
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한국통신학회논문지* |
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