KR101089502B1 - Ｏｆｄｍ시스템에서 시변채널 정보를 이용한 ｉｃｉ 제거 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM') 시스템에 적용되는 채널간 간섭(ICI: Inter-Carrier Interference, 이하 'ICI') 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시변 채널을 통과해 수신된 OFDM 복조심벌로부터 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI 간섭 제거 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 OFDM 수신신호의 ICI를 상쇄하는 방법은 다수의 특정 부반송파(subcarrier) 위치에 파일럿 심벌을 삽입하여 전송된 OFDM 심벌을 수신하는 단계; 수신된 상기 OFDM 심벌의 파일럿 부반송파로부터 시변 채널 추정을 수행하는 단계; 추정된 상기 시변 채널을 이용하여 주파수 영역 등화 및 임시 데이터 심벌을 결정하는 단계; 추정된 상기 시변 채널과 결정된 상기 임시 데이터 심벌을 이용하여 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI를 산출하고 제거하는 단계; ICI가 제거된 결과로부터 최종 데이터 심벌을 결정하는 단계를 포함한다.
OFDM, ICI, 주파수 영역, 시간 영역, IFFT, FIR, 데이터 심벌, 파일럿 심벌

Description

ＯＦＤＭ시스템에서 시변채널 정보를 이용한 ＩＣＩ 제거 방법{ICI Cancellation Method using Time-Varying Channel Information in OFDM Systems}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM') 시스템에 적용되는 채널간 간섭(ICI: Inter-Carrier Interference, 이하 'ICI') 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시변 채널을 통과해 수신된 OFDM 복조심벌로부터 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI 제거 방법에 관한 것이다.
직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, 이하 간략히 OFDM이라 함) 방식은 주파수 선택적 채널(frequency-selective channel)을 통하여 높은 속도로 데이터를 전송할 수 있다는 장점을 가지므로, 효과적인 변조 기술로서 많은 관심을 받아 왔다. OFDM 방식은 주파수 선택적인 광대역 채널을 여러 개의 부채널(subchannel)로 나누어 전송한다. 이 때, 각 부채널은 주파수 비선택적인 채널로 근사화 되므로, 수신기에서 간단한 단일탭 등화기를 사용하여 채널의 보상이 가능하다.
그러나 한 OFDM 심볼 구간 내에서 채널이 변하게 되면, 부채널 사이의 직교 성이 손상된다. 이것을 채널간 간섭(intercarrier interference, 이하 간략히 ICI 라고 함)이라고 한다. 이동 속도 및 캐리어 주파수가 증가할수록, 채널의 변화속도를 나타내는 도플러(Doppler) 주파수가 증가하게 된다. 도플러 주파수가 증가할수록, ICI에 의한 OFDM의 성능 저하는 심각해진다. OFDM 방식은 종래에는 고정된 사용자 또는 보행자(pedestrian) 수준의 저속 사용자 중심의 무선 랜(wireless LAN)등의 표준에 주로 사용되었으나, 최근에는 차량(vehicle)이나 고속 철도 탑승자 수준의 고속 사용자를 고려한 표준으로 그 영역을 확장하고 있다.
도 1은 종래의 ICI 요소를 상쇄하지 않는 OFDM 수신기의 개략적인 기능 블록도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 종래의 OFDM 수신기(10)는 OFDM 전송기(미도시)에 의해 업-컨버팅(up-converting) 된 신호를 다운-컨버팅하는 다운-컨버터(1), 상기 다운-컨버터(1)로부터 출력되는 신호를 디지털 컨버팅 하는 ADC(2), 상기 ADC(2)로부터 출력된 신호에서 채널 추정을 위해 상기 OFDM 전송기(미도시)에서 삽입된 가드 인터벌(GuardInterval)을 제거하기 위한 GI 리무버(GI remover, 3), 상기 GI 리무버(3)로부터 출력된 신호를 FFT(FastFourier Transform)하는 FFT부(4), 상기 FFT부(4)에 의해 FFT 변환된 신호에 기초하여 채널 주파수 응답을 추정하는 채널 추정장치(6), 상기 채널 추정장치로부터 출력되는 상기 채널 주파수 응답에 기초하여 상기 FFT 변환된 신호를 등화하는 등화기(5), 및 상기 등화기(5)로부터 출력되는 등화된 신호를 디코딩하는 디코더(7)를 포함할 수 있다.
OFDM 방식에서 시변채널에 의해 발생하는 ICI에 대처하기 위한 종래 기술을 설명하기 위해 먼저 OFDM 방식에서 시변채널을 통과하여 수신된 시간 영역 OFDM 신 호와 주파수 영역 OFDM 복조 심볼을 정의한다.
IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)에 의해 기저대역(baseband) 변조된 이산시간(discrete-time) OFDM 신호는 다음과 같이 사이클릭 프리릭스(cyclic prefix: CP)가 추가되어 OFDM 심볼주기동안 다중경로 채널로 전송되며, 이 때 전송 신호는 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112009081630269-pat00001
여기서, N은 전체 부반송파의 수, Ng는 CP 샘플수, n은 시간 영역 샘플 인덱스, k는 주파수 영역 부반송파 인덱스, X(k)는 M-PSK 또는 M-QAM 성상도를 갖는 전송 데이터 심벌을 나타낸다. 수학식 1의 x(n)는 다중경로 채널을 통해 수신단에 도달하여 정확한 동기가 수행되었다는 가정하면, CP가 제거된 후 다음과 같이 수학식2로 표현된다.
Figure 112009081630269-pat00002
여기서, h(l;n)는 다중경로 채널의 n번째 샘플시간에서의 이산시간 채널 임펄스 응답(Channel Impulse Response: CIR)으로 일반적으로 L개의 탭을 갖는 FIR(Finite Impulse Response) 필터로 모델링 된다. w(n)은 가산성 백색 가우스 잡 음(Additive White Gaussian Noise: AWGN)을 나타낸다. 일반적으로 h(l;n)은 CIR의 l번째 탭의 샘플시간 n에 대한 시변 함수로 가정할 수 있으며, OFDM 심볼주기내에서의 변화를 수학식 3과 같이 평균 성분과 차이 성분으로 표현할 수 있다.
Figure 112009081630269-pat00003
여기서,
Figure 112009081630269-pat00004
은
Figure 112009081630269-pat00005
의 한 주기 동안의 평균 성분으로 n에 상관없는 상수이며, l에 대한 함수이므로 a(l)로 표현하였고,
Figure 112009081630269-pat00006
은
Figure 112009081630269-pat00007
에서 평균값을 제거한 시간에 따른 차이 성분으로 평균이 0인 b(l;n)으로 표현하였다. 시변율이 0인 고정 채널인 경우에는 b(l;n)=0이 된다. 수학식 3을 수학식 2에 대입하여 정리하면 수신신호는 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure 112009081630269-pat00008
수학식 4를 FFT하면 수학식 5와 같이 OFDM 복조심볼을 얻을 수 있다.
Figure 112009081630269-pat00009
여기서,
Figure 112009081630269-pat00010
이며,
Figure 112009081630269-pat00011
이 ICI가 된다. 수학식 5를 벡터-행렬식으로 표현하면 하기 수학식 6과 같이 표현된다.
Figure 112009081630269-pat00012
여기서,
Figure 112009081630269-pat00013
Figure 112009081630269-pat00014
,
Figure 112009081630269-pat00015
, 이고,
Figure 112009081630269-pat00016
는 벡터의 transpose를 의미하며, 는 ICI를 포함한 크기 N의 정방행렬로 (m,k)번째 원소는 수학식 7과 같이 표현된다.
Figure 112009081630269-pat00017
여기서,
Figure 112009081630269-pat00018
이다. 시변율이 0인 고정채널의 경우에는 m=k인 대각 원소만 0이 아닌 값을 가지며, 시변율이 증가할수록 |m-k|가 큰 위치의 원소의 크기가 증가하여 ICI의 영향이 증가하게 되는 것이다.
OFDM 방식에서 시변채널에 의해 발생하는 ICI에 대처하기 위한 기술은 크게 두 가지 방법으로 구분할 수 있다. 첫 번째 방법은 주파수 영역 ICI 등화(equalization) 방법으로 수학식 6의 H를 추정한 후 복조심볼 Y로부터 H를 등화하여 데이터 심볼을 검출한다.
Figure 112009081630269-pat00019
여기서,
Figure 112009081630269-pat00020
는 검출된 데이터 심볼을,
Figure 112009081630269-pat00021
는 시변 채널추정 방식을 이용하여 추정한 H의 역행렬을 나타낸다.
두 번째 방법은 ICI 제거(cancellation) 방법으로 이는 다시 주파수 영역 ICI 제거 방법과 시간 영역 ICI 제거 방법으로 구분된다. 주파수 영역 방법과 시간 영역 방법은 동일한 ICI 제거 성능을 갖지만 ICI의 생성 및 제거의 영역이 각각 주파수 영역과 시간 영역이라는 점이 다르다. 시간 영역 ICI 제거 방법에서는 먼저 시변채널을 추정한 후 H의 대각 원소인
Figure 112009081630269-pat00022
만을 가지고 단일탭 등화를 하여 임시 데이터
Figure 112009081630269-pat00023
를 검출한다. 추정된 시변채널과 임시 데이터 를 이용하여
Figure 112009081630269-pat00024
을 추정한 후 수학식 4로부터
Figure 112009081630269-pat00025
을 제거한다. 마지막으로 그 결과를 FFT하여 다시 단일탭 등화를 수행한 후 최종 데이터를 검출하게 된다.
Figure 112009081630269-pat00026
여기서,
Figure 112009081630269-pat00027
는
Figure 112009081630269-pat00028
의 대각 원소만으로 구성된 대각정방행렬이며,
Figure 112009081630269-pat00029
는
Figure 112009081630269-pat00030
의 추정값을 나타낸다.
수학식 7의 주파수 영역 ICI 등화 방법은 부반송파의 수가 큰 경우에 행렬의 크기가 커져 역행렬 연산이 불가능하다. 이를 해결하기 위해 시변율이 적어 OFDM 심볼주기 동안의 채널의 변화가 일차 함수로 근사화되는 경우 H에서 어느 정도 큰 영향을 미치는 ICI항만을 고려하여 채널 행렬의 크기를 감소시켜 역행렬 연산을 가능하게 하는 방법이 있으나, 시변율이 큰 경우에는 고려해야 하는 ICI항의 수가 증가하는 문제가 있다. 이 경우 ICI 보상 성능을 향상시키기 위해서는 역행렬 크기가 증가하여 계산 복잡도가 크게 증가하는 문제가 있으며, 계산 복잡도를 감소시키기 위해 역행렬 크기를 작게 하는 경우 잔여 ICI에 의한 영향으로 데이터 검출 성능이 저하되는 문제가 있다.
수학식 8의 시간 영역 ICI 제거 방법은 수학식 7과 달리 큰 크기의 역행렬 연산이 필요하지 않으나 ICI의 영향이 큰 경우에는 시간영역 ICI 추정 과정에 사용 되는 임시 데이터 심볼에 오류가 다수 발생하여 시간 영역 ICI의 추정 과정에 오차가 증가하는 문제가 발생한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 전송방식에서 전송채널의 특성이 OFDM 심볼주기 내에서 변하는 경우 OFDM 복조심볼의 각 부반송파(Subcarrier)에 채널간 간섭(Inter-Carrier Interference 또는 Inter-Channel Interference: ICI)이 발생하게 되어 데이터 심볼 검출 성능이 저하된다. 본 발명에서는 시변채널을 통과해 수신된 OFDM 복조심볼로부터 ICI를 감소시키는 방법의 하나인 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI 상쇄 방법의 ICI 추정 성능을 향상시키고 ICI 계산 복잡도를 감소시키기 위한 방법을 제안한다.
술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 OFDM 수신신호의 ICI를 제거하는 방법은 다수의 특정 부반송파(subcarrier) 위치에 파일럿 심벌을 삽입하여 전송된 OFDM 심벌을 수신하는 단계; 수신된 상기 OFDM 심벌의 파일럿 부반송파로부터 시변 채널 추정을 수행하는 단계; 추정된 상기 시변 채널을 이용하여 주파수 영역 등화 및 임시 데이터 심벌을 결정하는 단계; 추정된 상기 시변 채널과 결정된 상기 임시 데이터 심벌을 이용하여 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI를 산출하고 제거하는 단계; ICI가 제거된 결과로부터 최종 데이터 심벌을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, OFDM 전송방식에서 시변채널에 의해 발생하는 ICI를 보상 하기 위해 제안된 기존 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI 제거 방법에서 신뢰도가 높은 임시 결정 데이터 심볼만을 사용함으로써 ICI 추정 성능을 향상시키고, 잘못된 ICI 제거에 의해 발생하는 오류전파 현상을 감소시켜 ICI 제거 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, ICI 추정 과정에 사용되는 추정된 시변 채널 응답중에서 OFDM 심볼주기 동안의 변화가 큰 일부의 채널 응답만을 사용함으로써 ICI 추정 계산량을 감소시켜 ICI 제거 기술의 하드웨어 구현시 보다 빠른 동작이 가능하도록 하였다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
이하, 수학식을 이용하여 본 발명의 동작원리를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ICI 방법을 설명하기 위한 부반송파의 인접한 ICI 요소들의 파워를 개략적으로 나타낸다. 도 2를 참조하면, 시간 변화하는 채널에서 ICI는 부반송파간의 에너지 리크(leak)에 기초할 수 있으며, 이러한 에너지 리크는 부반송파간의 거리에 비례하여 영향을 받을 수 있다.
예컨대, k 번째 부반송파의 ICI에 가장 영향을 많이 미치는 부반송파는 k 번째 부반송파에 가장 인접한 (k-1)과 (k+1)번째 부반송파일 수 있다. 반대로, k 번째 부반송파에서 멀리 존재하는 부반송파일수록 k 번째 부반송파의 ICI에 영향을 미치는 정도는 적을 수 있다.
제안된 방법의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 수학식 1에서 특정 k에 데이터 심볼 대신 파일럿 심볼을 삽입하여 전송신호를 생성한다. 수신단에서는 복조된 OFDM 심볼의 파일럿 부반송파 위치에서 파일럿 채널을 추정하고, 그 결과를 적용하여 수학식 4의 b(l;n)과 수학식 6의 H를 추정한다. 채널추정이 끝나면 시간영역 ICI 제거에서 사용할 임시 데이터 심볼을 추정해야하며 이를 위해 다음과 같은 주파수 영역 등화 방법을 사용한다.
Figure 112009081630269-pat00031
여기서,
Figure 112009081630269-pat00032
는 등화기 행렬이며,
Figure 112009081630269-pat00033
인 경우에는 모든 ICI를 등화하므로 데이터 검출 성능이 가장 우수하지만, 과도한 복잡도를 가지므로 실시간으로 동작하는 하드웨어의 구현이 불가능하다. 또한,
Figure 112009081630269-pat00034
인 경우에는 ICI가 발생하지 않는 경우에 사용하는 단일탭 등화기가 되어 가장 적은 복잡도를 갖지만 ICI 보상이 전혀 이루지지 않아 채널의 시변율 증가에 따라 데이터 검출 성능이 심각하게 열화된다. 이와 같은 문제는 시변채널의 부분선형근사화 방법을 통해 해결할 수 있다. 즉, 수학식 7에서 |m-k|<q(q는 N보다 매우 작은 양의 정수)에 해당하는 a(m,k)만을 사용하여
Figure 112009081630269-pat00035
를 구성하면 구현 가능한 복잡도로 어느 정도의 ICI를 보상할 수 있어 임시 데이터 심볼 검출 성능이 단일탭 등화에 비해 향상된다.
이제 시변채널과 임시 데이터 심볼을 구했으므로 이를 이용하여 수학식 4의
Figure 112009081630269-pat00036
을 추정할 수 있다. 이 때, 추정 성능을 좌우하는 요소 가운데 하나가 x(n)의 추정값인
Figure 112009081630269-pat00037
의 신뢰도이며,
Figure 112009081630269-pat00038
이므로 이는 결국
Figure 112009081630269-pat00039
의 신뢰도에 의해 결정되고,
Figure 112009081630269-pat00040
의 신뢰도를 결정하는 요소중 하나가 a(k,k)의 크기이다. 만약 |a(k,k)|가 잡음과 ICI의 크기보다 작으면
Figure 112009081630269-pat00041
는 잘못된 임시 데이터 심볼이 되어 x(n)의 추정 오차를 증가시키게 되고 결국 ICI 제거 성능을 저하시키는 결과를 낳는다. 수학식 10의 결과를 얻은 상태에서 x(n)의 추정오차를 감소시킬 수 있는 방법은
Figure 112009081630269-pat00042
을 생성하는 과정에서 잘못된
Figure 112009081630269-pat00043
를 사용하지 않는 것이다.
그런데, 수신기에서는
Figure 112009081630269-pat00044
의 오류를 알 수 없으므로 |a(k,k)|를 이용하여 의 생성 과정에 사용하지 않을
Figure 112009081630269-pat00045
를 선정한다.
Figure 112009081630269-pat00046
를 선정하는 방법은 다음의 조건을 만족시키는 k에 해당하는
Figure 112009081630269-pat00047
만을 사용하고 나머지 k에 대항하는
Figure 112009081630269-pat00048
는 0으로 대체하는 것이다.
Figure 112009081630269-pat00049
여기서, λ는 임의의 상수로 ICI와 잡음의 크기를 고려하여 결정한다. 수학식 11에서 파일럿 심볼이 할당된 특정 k에 대해서는
Figure 112009081630269-pat00050
에 파일럿 심볼을 할당한다.
그런데, 모든 k에 대해 ICI와 잡음의 크기를 측정하는 것은 불가능하므로 현실적으로는
Figure 112009081630269-pat00051
를 사용할 수 있다. 여기서 α는 0과 1사이의 값을 갖는 가중치이며 실험적 방법에 의해 최적의 값을 구할 수 있다. 이와 같은 과정을 통해
Figure 112009081630269-pat00052
을 얻은 후 시간영역 ICI 항인
Figure 112009081630269-pat00053
을 구하기 위해 다음의 수학식 12를 사용한다.
Figure 112009081630269-pat00054
파일럿 심볼을 통해 구한 시변채널
Figure 112009081630269-pat00055
과 수학식 12를 통해 구한
Figure 112009081630269-pat00056
을 사용하면
Figure 112009081630269-pat00057
의 추정값인
Figure 112009081630269-pat00058
을 구할 수 있다.
그런데, 일반적으로
Figure 112009081630269-pat00059
은 각 l에 대해 약 N/4 ~ N/8 정도의 길이를 가지므로 N이 큰 경우 이를 이용하여 ICI를 생성하게 되면 과도한 계산량이 요구된다. 이를 해결하기 위해 L개의 시변함수인
Figure 112009081630269-pat00060
중에서 실제로 주파수 영역 ICI의 행렬 크기에 영향을 주는 소수개의 함수만을 고려하여 ICI를 생성하면 계산량을 크게 감소시킬 수 있다.
이를 위해 먼저
Figure 112009081630269-pat00061
으로부터 그 변화율을 비교하여 M개(M은 L보다 작은 양의 정수)의
Figure 112009081630269-pat00062
만을 선정한다.
Figure 112009081630269-pat00063
을 선정하기 위해 다음의 기준을 사용할 수 있다. 그것은 L개의
Figure 112009081630269-pat00064
에 대해 각각 기울기를 구하고 기울기가 임의의 상수값을 초과하는
Figure 112009081630269-pat00065
만을 사용하고 나머지는 0을 할당하는 것이다.
Figure 112009081630269-pat00066
의 기울기는 수학식 13과 같이 정의된다.
Figure 112009081630269-pat00067
수학식 13에서 구한 △l을 사용하여
Figure 112009081630269-pat00068
을 수학식 14와 같이 구할 수 있다.
Figure 112009081630269-pat00069
여기서 δ는 임의의 상수로 △l이 주파수 영역에서 전체 부반송파에 미치는 영향을 고려하여 설정한다.
이후, 수학식 12의
Figure 112009081630269-pat00070
과 수학식 14의
Figure 112009081630269-pat00071
을 사용하여
Figure 112009081630269-pat00072
을 추정한다.
Figure 112009081630269-pat00073
이 때 주의할 사항은 수학식 2의 수신신호는 전송 신호에 CP가 포함되어 있어 채널과 데이터의 순환 컨볼루션이 이루어진 상태로 수신되었다는 것이다. 따라서 수학식 15에서 ICI를 인위적으로 생성하는 과정에서도 이와 동일한 효과가 발생하도록
Figure 112009081630269-pat00074
의 생성시 CP를 추가해야 정확한 ICI 제거가 이루어진다. 이제 시간 영역 ICI를 추정하였으므로 수학식 9를 적용하여 ICI의 영향이 어느 정도 제거된 데이터 심볼을 구할 수 있다.
Figure 112009081630269-pat00075
여기서
Figure 112009081630269-pat00076
이다. 지금까지 설명한 방법은 반복적인 형태로 사용할 수 있다. 수학식 16을 통해 구한 데이터 심볼을 임시 데이터 심볼로 사용하여 수학식 11, 수학식 12, 수학식 15, 수학식 16을 반복적으로 수행하는 것이다. 이 때, 임시 데이터 심볼
Figure 112009081630269-pat00077
의 신뢰도는 반복하기 이전의 임시 데이터 심볼에 비해 향상되므로 수학식 11에서 의 값을 작게 하여 보다 많은 양의 ICI항을 제거하도록 해야 한다. 따라서
Figure 112009081630269-pat00078
를 i번째(i는 1 이상의 정수) 상수라고 하면 다음의 조건을 만족시키도록 한다.
Figure 112009081630269-pat00079
제안된 방법은 시간 영역 ICI 제거 방법 이외에도 주파수 영역 ICI 제거 방법에 대해서도 적용 가능하다. 즉, 주파수 영역 ICI 제거 방법에서 ICI를 제거하기 위해서는 k번째 부반송파에 영향을 주는 나머지 부반송파들의 ICI 영향을 수학식 6으로부터 제거해야 하며 이 때 임시 데이터 심볼이 사용된다. 그런데 채널의 null에 포함된 임시 데이터 심볼에 여러개의 오류가 발생하게 되고 이를 사용하여 ICI항을 추정하게 되면 추정 오차가 심하게 발생하여 오히려 ICI 제거 이전에는 데이터 심볼 오류가 발생하지 않은 부반송파에 오류가 발생하게 되는 오류 전파(error propagation) 현상이 발생할 수 있는데, 본 발명에서 제안한 수학식 11의 방법을 사용하면 오류 전파를 감소시켜 ICI 제거 성능을 향상시킬 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 OFDM 수신기의 개략적인 기능 블록도이며,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ICI 방법을 설명하기 위한 부반송파의 인접한 ICI 요소들의 파워를 개략적으로 도시한 도면이다.

Claims (5)

  1. OFDM 수신신호의 ICI를 상쇄하는 방법에 있어서,
    OFDM 부반송파에 삽입된 파일럿 심벌을 이용하여 시변 채널을 추정하는 단계;
    추정한 상기 시변 채널을 이용하여 임시 데이터 심벌을 결정하는 간계;
    추정한 상기 시변 채널과 결정된 상기 임시 데이터 심벌을 이용하여 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI를 계산하는 단계;
    계산한 상기 ICI를 시간영역 수신 신호 또는 주파수 영역 복조 심벌로부터 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 임시 데이터 심벌 결정은 모든 부반송파에서의 주파수 응답의 크기를 임의의 상수와 비교하여 주파수 응답의 크기가 특정값을 초과하는 부반송파의 데이터만을 임시 데이터 심벌로 결정하는 것으로 하기 수학식 18임을 특징으로 하는 ICI 상쇄 방법.
    Figure 112011022381967-pat00088
    λ는 임의의 상수로 ICI와 잡음의 크기를 고려하여 결정하며,
    Figure 112011022381967-pat00089
    는 최종 선택된 임시 데이터 심벌,
    Figure 112011022381967-pat00090
    는 최초 산출된 임시 데이터 심벌, a(k,k)는 k번째 부반송파의 주파수 응답이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. OFDM 수신신호의 ICI를 상쇄하는 방법에 있어서,
    OFDM 부반송파에 삽입된 파일럿 심벌을 이용하여 시변 채널을 추정하는 단계;
    추정한 상기 시변 채널을 이용하여 임시 데이터 심벌을 결정하는 간계;
    추정한 상기 시변 채널과 결정된 상기 임시 데이터 심벌을 이용하여 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI를 계산하는 단계;
    계산한 상기 ICI를 시간영역 수신 신호 또는 주파수 영역 복조 심벌로부터 제거하는 단계를 포함하며,
    추정한 상기 시변 채널과 결정된 상기 임시 데이터 심벌을 이용하여 시간 영역 또는 주파수 영역 ICI를 계산하는 단계에서 ICI 계산에 필요한 시변 채널 중 OFDM 심벌주기내에서의 기울기가 큰 시간 영역 시변 채널 응답을 선택하는 ICI 상쇄 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 시간 영역 시변 채널 선택 방법은,
    하기 수학식 19를 특징으로 하는 ICI 상쇄 방법.
    Figure 112009081630269-pat00083
    δ는 임의의 상수로 △l이 주파수 영역에서 전체 부반송파에 미치는 영향을 고려하여 설정하며,
    Figure 112009081630269-pat00084
    은 시간 영역 임펄스 응답의 l번째 탭 계수의 OFDM 심벌주기 동안의 기울기이고,
    Figure 112009081630269-pat00085
    은 시간 영역 임펄스 응답의 l번째 탭 계수에서 평균값을 제거한 값이다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752670B1 (ko) * 2006-08-25 2007-08-29 삼성전자주식회사 순방향 에러 정정 디코더의 출력을 이용하여 심볼 값을추정하는 ｏｆｄｍ 시스템, 심볼 추정 장치 및 캐리어사이의 간섭 제거 방법
US20090225913A1 (en) 2005-10-21 2009-09-10 Hideki Nakahara Inter-carrier interference removal device and reception device using the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090225913A1 (en) 2005-10-21 2009-09-10 Hideki Nakahara Inter-carrier interference removal device and reception device using the same
KR100752670B1 (ko) * 2006-08-25 2007-08-29 삼성전자주식회사 순방향 에러 정정 디코더의 출력을 이용하여 심볼 값을추정하는 ｏｆｄｍ 시스템, 심볼 추정 장치 및 캐리어사이의 간섭 제거 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10341066B2 (en) 2017-08-03 2019-07-02 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for common phase error and inter-carrier interference estimation and compensation
US10868644B2 (en) 2017-08-03 2020-12-15 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for common phase error and inter-carrier interference estimation and compensation
US10944520B2 (en) 2017-08-03 2021-03-09 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for common phase error and inter-carrier interference estimation and compensation

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