KR101233281B1 - Transmitter and Receiver thereof - Google Patents
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Abstract
송신기가 개시된다. MIMO(Multi-Input Multi-Output) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 OFDM 신호를 복수 개의 송신 안테나를 통해 송신하는 송신기는, 입력된 신호를 변조하는 변조부, 변조된 신호에 대해 시공간 블록 코딩(STBC; Space Time Block Code)을 수행하는 STBC 코딩부, 블럭 코딩된 신호를 제공된 파일럿 신호를 Comb 형태로 배치하는 제1 및 제2 다중화부, 제1 및 제2 다중화부의 출력에 대해 역고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하는 제1 및 제2 IFFT부, 제1 및 제2 IFFT부의 출력에 대해 서로 직교인 코드를 이용하여 코딩을 수행하는 제1 및 제2 코딩부 및 제1 및 제2 코딩부의 출력을 각각 송신하는 제1 및 제2 송신부를 포함한다. 이에 따라 Comb Type Pilot Aided 채널추정의 채널 길이 제약을 극복해 채널간섭을 최소화하고 정확한 채널 정보를 알아낼 수 있게 된다. The transmitter is initiated. In a multi-input multi-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system, a transmitter for transmitting an OFDM signal through a plurality of transmit antennas includes a modulator for modulating an input signal and a space-time block coding for the modulated signal. STBC coding unit for performing Space Time Block Code (STBC), inverse fast Fourier transform for output of first and second multiplexer and first and second multiplexer for placing block coded signals in Comb form First and second IFFT units for performing Inverse Fast Fourier Transform (IFFT), and first and second coding units for performing coding using codes orthogonal to each other for the outputs of the first and second IFFT units. And first and second transmitters for transmitting the outputs of the second coding unit, respectively. As a result, the channel length limitation of the Comb Type Pilot Aided channel estimation can be overcome to minimize channel interference and to obtain accurate channel information.
Description
본 발명은 송신기 및 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MIMO OFDM(Multi-Input Multi-Output) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템에 적용되는 송신기 및 그에 따른 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a transmitter and a receiver, and more particularly, to a transmitter and a receiver according to a MIMO Multi-Input Multi-Output (OFDM) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system.
MIMO(Multi-Input Multi-Output) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템은 여러 개의 안테나를 사용함으로써 전송량을 증가시킨다. 그러나 송수신단 안테나 개수가 증가함에 따라 채널 개수가 증가하여, 보상해야 될 채널정보가 증가한다. 더불어 긴 채널 길이로 인해 심볼간의 간섭(Inter-symbol interference)이 생기게 된다. 제대로 등화를 하기 위해서는 이와 같은 채널간섭을 최소화하고, 정확한 채널 정보를 알아내는 것이 중요하다. Multi-Input Multi-Output (MIMO) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems increase the throughput by using multiple antennas. However, as the number of antennas of the transmitting and receiving end increases, the number of channels increases, so that channel information to be compensated for increases. In addition, the long channel length causes inter-symbol interference. In order to equalize properly, it is important to minimize such channel interference and to find out accurate channel information.
기본적인 채널추정 방법에는 송·수신단 모두 아는 신호인 파일럿을 전송 신호 사이에 배치시켜, 채널을 통과한 파일럿의 왜곡 정도를 통해 추정하는 방법이 있다. 이 때 파일럿을 배치시키는 방식에도 여러 가지가 있는데, 그 중 Comb 방식으로 파일럿을 배치시키는 방법을 이용할 수 있다. A basic channel estimation method is to arrange a pilot, which is a signal known to both the transmitting and receiving end, between the transmission signals and to estimate the degree of distortion of the pilot passing through the channel. At this time, there are various methods of arranging pilots, and among them, a method of arranging pilots by a comb method may be used.
Comb 방식의 배치는 주파수 영역에서 파일럿을 일정한 간격으로 전송신호에 삽입한다. 채널을 통하여 전송된 신호를 받아, 수신단에서 시간영역 평균 알고리즘을 적용한다. Comb arrangement inserts pilots into transmission signals at regular intervals in the frequency domain. Receiving the signal transmitted through the channel, the receiver applies a time domain averaging algorithm.
이 알고리즘은 낮은 SNR(신호 대 잡음비)에서도 채널 추정 성능이 높은 장점을 가진다. 하지만 채널의 길이가 OFDM 심벌 첨두치 사이 간격의 1/2 이하가 되어야 하는 제약이 있다. This algorithm has the advantage of high channel estimation even at low signal-to-noise ratio (SNR). However, there is a restriction that the length of the channel should be less than 1/2 of the interval between the peaks of the OFDM symbols.
따라서, 채널길이가 그 이상이라면, 여러 채널이 중복된 왜곡의 경우 사실상 채널추정이 불가능하다는 문제점이 있다. Therefore, if the channel length is longer, there is a problem in that channel estimation is virtually impossible in the case of distortion in which several channels are overlapped.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 시간영역의 신호의 샘플구간을 직교 코드를 이용해 코딩하는 송신기 및 그에 따른 수신기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a transmitter and a receiver for coding a sample interval of a signal in a time domain using an orthogonal code.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO(Multi-Input Multi-Output) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 OFDM 신호를 복수 개의 송신 안테나를 통해 송신하는 송신기는, 입력된 신호를 변조하는 변조부; 상기 변조된 신호에 대해 시공간 블록 코딩(STBC; Space Time Block Code) 을 수행하는 STBC 코딩부; 상기 블럭 코딩된 신호를 제공된 파일럿 신호를 Comb 형태로 배치하는 제1 및 제2 다중화부; 상기 제1 및 제2 다중화부의 출력에 대해 역고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하는 제1 및 제2 IFFT부; 상기 제1 및 제2 IFFT부의 출력에 대해 서로 직교인 코드를 이용하여 코딩을 수행하는 제1 및 제2 코딩부; 및 상기 제1 및 제2 코딩부의 출력을 각각 송신하는 제1 및 제2 송신부;를 포함한다.In the multi-input multi-output (MIMO) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a transmitter for transmitting an OFDM signal through a plurality of transmit antennas, the input signal Modulator for modulating; An STBC coding unit performing space time block code (STBC) on the modulated signal; First and second multiplexing units for disposing the block coded signals in a Comb form; First and second IFFT units which perform an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) on the outputs of the first and second multiplexers; First and second coding units configured to perform coding using codes orthogonal to each other on the outputs of the first and second IFFT units; And first and second transmitters for transmitting the outputs of the first and second coding units, respectively.
여기서, 상기 서로 직교인 코드는, [1 1 1 1] 및 [1 -1 1 -1]이 될 수 있다. Here, the orthogonal codes may be [1 1 1 1] and [1 -1 1 -1].
또한, 상기 제1 다중화부는, 주파수 영역의 OFDM 심볼에 1024 개의 심벌 중에 4 개마다 1개의 파일럿을 Comb 형태로 배치하고, 상기 제1 IFFT부는, 상기 주파수 영역의 OFDM 심볼을 시간 영역의 OFDM 심볼로 변환하고, 상기 제1 코딩부는, 상기 4 개의 파일럿으로 구분되는 256 길이를 갖는 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, 1, 1, 1 코드를 곱하여 코딩할 수 있다. In addition, the first multiplexer may arrange one pilot every four out of 1024 symbols in the OFDM symbol in the frequency domain in a Comb form, and the first IFFT unit may convert the OFDM symbol in the frequency domain into an OFDM symbol in the time domain. The first coding unit may multiply and
또한, 상기 제2 다중화부는, 주파수 영역의 OFDM 심볼에 1024 개의 심벌 중에 4 개마다 1개의 파일럿을 Comb 형태로 배치하고, 상기 제2 IFFT부는, 상기 주파수 영역의 OFDM 심볼을 시간 영역의 OFDM 심볼로 변환하고, 상기 제2 코딩부는, 상기 4 개의 파일럿으로 구분되는 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, -1, 1, -1 코드를 곱하여 코딩할 수 있다. The second multiplexer may arrange one pilot every four out of 1024 symbols in the OFDM symbol in the frequency domain in a Comb form, and the second IFFT unit may convert the OFDM symbol in the frequency domain into an OFDM symbol in the time domain. The second coding unit may multiply and code four sample intervals divided by the four pilots, respectively, by 1, -1, 1, and -1 codes.
또한, 상기 제1 다중화부에 제공되는 파일럿 신호 Pilot 1 및 제2 다중화부에 제공되는 파일럿 신호 Pilot 2는 아래의 수학식과 같은 것을 특징으로 한다. In addition, the
여기서, A는 상수, M은 상기 파일럿 신호들에 의해 구분되는 한 구간 당 샘플 개수, k'는 파일럿 인덱스이다.Here, A is a constant, M is the number of samples per section divided by the pilot signals, and k 'is a pilot index.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO OFDM(Multi-Input Multi-Output) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 복수 개의 송신 안테나를 통해 송신되는 OFDM 신호를 하나의 안테나를 통해 수신하는 수신기는, 주파수 영역에서 Comb 형태로 배치된 복수 개의 파일럿 신호에 의해 시간 영역의 복수 개의 샘플 구간으로 구분되며, 서로 직교인 코드를 통해 코딩된 OFDM 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부를 통해 수신된 OFDM 신호에 대해 각 파일럿 신호를 기준으로 동일한 거리에 있는 샘플들을 평균하고 서로 직교인 코드를 통해 채널을 추정하는 채널 추정부; 상기 채널 추정부의 출력 대해 고속 푸리에 변환을 수행하는 제1 및 제2 FFT부; 상기 제1 및 제2 FFT부의 출력에 대해 주파수 보간을 수행하는 보간부; 및 상기 보간부의 출력에 대해 시공간 블록 코딩(STBC; Space Time Block Code)디코딩을 수행하는 STBC 디코딩부;를 포함한다.Meanwhile, in a MIMO Multi-Input Multi-Output (OFDM) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system according to an embodiment of the present invention, a receiver for receiving an OFDM signal transmitted through a plurality of antennas through one antenna may include a frequency. A receiver configured to receive an OFDM signal, which is divided into a plurality of sample intervals of a time domain by a plurality of pilot signals arranged in a Comb form in a region, and is coded through codes orthogonal to each other; A channel estimator for averaging samples at the same distance with respect to the OFDM signal received through the receiver and estimating a channel through a code orthogonal to each other; First and second FFT units performing fast Fourier transform on the output of the channel estimator; An interpolator for performing frequency interpolation on the outputs of the first and second FFT units; And an STBC decoding unit for performing a space time block code (STBC) decoding on the output of the interpolator.
여기서, 상기 서로 직교인 코드는, [1 1 1 1] 및 [1 -1 1 -1]이 될 수 있다. Here, the orthogonal codes may be [1 1 1 1] and [1 -1 1 -1].
또한, 상기 수신부를 통해 수신되는 OFDM 신호는, 주파수 영역의 OFDM 신호에 1024 개의 심벌 중에 4 개마다 1개의 파일럿이 Comb 형태로 배치되어, 시간 영역에서 첨두치 사이의 256 길이를 갖는 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, 1, 1, 1 코드를 곱하여 코딩된 것이며, 상기 채널 추정부는, 상기 각 4개의 샘플 구간에 각각 1, 1, 1, 1 코드를 곱하여 채널을 추정할 수 있다. In addition, in the OFDM signal received through the receiver, one pilot every four out of 1024 symbols is arranged in a Comb form in the OFDM signal in the frequency domain, so that four sample intervals having 256 lengths between peaks in the time domain are provided. And are coded by multiplying 1, 1, 1, and 1 codes by, respectively, and the channel estimator may estimate a channel by multiplying the four sample intervals by 1, 1, 1, and 1 codes, respectively.
또한, 상기 수신부를 통해 수신되는 OFDM 신호는, 주파수 영역의 OFDM 신호에 1024 개의 심벌 중에 4 개마다 1개의 파일럿이 Comb 형태로 배치되어, 시간 영역에서 첨두치 사이의 256 길이를 갖는 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, -1, 1, -1 코드를 곱하여 코딩된 것이며, 상기 채널 추정부는, 상기 각 4개의 샘플 구간에 각각 1, -1, 1, -1 코드를 곱하여 채널을 추정할 수 있다.In addition, in the OFDM signal received through the receiver, one pilot every four out of 1024 symbols is arranged in a Comb form in the OFDM signal in the frequency domain, so that four sample intervals having 256 lengths between peaks in the time domain are provided. Is multiplied by 1, -1, 1, and -1 codes, respectively, and the channel estimator may estimate the channel by multiplying the four sample intervals by 1, -1, 1, and -1 codes, respectively. .
또한, 상기 복수 개의 파일럿 신호 Pilot 1 및 Pilot 2는 아래의 수학식과 같은 것을 특징으로 한다. In addition, the plurality of pilot signals Pilot 1 and Pilot 2 are characterized by the following equation.
여기서, A는 상수, M은 상기 파일럿 신호들에 의해 구분되는 한 구간 당 샘플 개수, k'는 파일럿 인덱스이다. Here, A is a constant, M is the number of samples per section divided by the pilot signals, and k 'is a pilot index.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, Comb Type Pilot Aided 채널 추정의 채널 길이 제약을 극복해 채널 간섭을 최소화하고 정확한 채널 정보를 알아낼 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, it is possible to overcome the channel length constraint of the Comb Type Pilot Aided channel estimation to minimize the channel interference and to find the correct channel information.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 송신기 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Comb Type Pilot Aided 채널추정시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코딩 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 수신기 구성을 나타내는 블럭도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신기의 채널 추정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 종래 기술 및 본원 발명에 따른 OFDM 신호의 형태를 나타내는 도면들이다.
도 8는 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 수신단에서의 OFDM 신호의 형태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 다른 시간 도메인 채널 추정 방법의 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 10a 및 도 10b, 도 11a 및 도 11b는 종래 기술과 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 성능을 비교하기 위한 도면이다.
도 12는 종래기술 및 본원발명에 따른 채널 추정 MSE를 나타내는 도면이다.
도 13은 송신 안테나가 4개인 MIMO 시스템의 채널 추정에서는 제안된 알고리즘을 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1A and 1B are block diagrams illustrating a transmitter configuration according to various embodiments of the present disclosure.
2 is a view for explaining a Comb Type Pilot Aided channel estimation system according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams for describing a coding method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for describing a channel estimation method according to an exemplary embodiment.
5A and 5B are block diagrams illustrating a receiver configuration according to various embodiments of the present disclosure.
6 is a diagram for describing a channel estimation method of a receiver according to an embodiment of the present invention.
7A and 7B are diagrams illustrating the shape of an OFDM signal according to the prior art and the present invention.
8 is a view showing the form of the OFDM signal at the receiving end according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating an experimental result of a time domain channel estimation method according to an embodiment of the present invention.
10A and 10B, and FIGS. 11A and 11B are diagrams for comparing the performance of the channel estimation method according to an exemplary embodiment of the present invention with the prior art.
12 shows a channel estimation MSE according to the prior art and the present invention.
FIG. 13 is a diagram for describing a method of applying the proposed algorithm in channel estimation of a MIMO system having four transmitting antennas.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 송신기 구성을 나타내는 블럭도이다. 1A and 1B are block diagrams illustrating a transmitter configuration according to various embodiments of the present disclosure.
도 1a에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신기는 변조부(110), STBC 코딩부(120), 제1 및 제2 다중화부(131, 132), 제1 및 제2 IFFT부(141, 142), 제1 및 제2 코딩부(151, 152) 및 제1 및 제2 송신부(161, 162)를 포함한다. Referring to FIG. 1A, a transmitter according to an embodiment of the present invention may include a
변조부(110)는 입력된 신호(또는 데이터)를 변조하는 기능을 한다. 구체적으로, 변조부(110)는 상 위상 변조(QPSK; Quadrature Phase Shift Keying; 이하, QPSK이라 함)를 수행할 수 있다. 여기서, QPSK란 데이터 전송시 전력의 크기를 똑같이 하고 위상을 45도, 135도, 225도, 315도의 4가지로 전송하는 방식을 의미한다. The
STBC 코딩부(120)는 변조부(110)의 출력에 대해 시공간 블록 부호(STBC; Space Time Block Coding)시공간 블록 코딩을 수행하는 기능을 한다. STBC는 3GPP WCDMA 기반 IMT-2000 무선 인터페이스 규격에 정의된 코딩 방법으로, 다중 안테나 시스템에 있어 부가적인 대역폭을 요구하지 않으면서도 다중 경로 페이딩 영향을 줄일 수있는 다이버시티 이득을 얻을 수 있다는 효과가 있다. The STBC
제1 및 제2 다중화부(131, 132)는 STBC 코딩부(120)의 출력에 대해 제공된 파일럿 신호를 믹싱하는 동작을 한다. 이 경우, 제1 및 제2 다중화부(131, 132)는 COMB 방식으로 파일럿을 배치시킬 수 있다. The first and
구체적으로, 제1 및 제2 다중화부(131, 132)는 주파수 영역에서 파일럿을 일정한 간격으로 신호에 삽입할 수 있다. 여기서, 부반송파 1024 개의 OFDM 신호를 가정하도록 한다.In detail, the first and
예를 들어, 제1 다중화부(131)는 주파수 영역의 OFDM 신호에 1024 개의 심벌 중에 4 개마다 1개의 파일럿을 COMB 방식으로 배치할 수 있다. For example, the
또한, 제2 다중화부(132)는 주파수 영역의 OFDM 신호에 1024 개의 심벌 중에 4 개마다 1개의 파일럿을 COMB 방식으로 배치할 수 있다. In addition, the
여기서, 제1 다중화부(131) 및 제2 다중화부(132)에 입력되는 파일럿 신호 Pilot 1 및 Pilot 2는 하기의 수학식 1 및 2와 같은 형태가 될 수 있다. Here, the pilot signals Pilot 1 and Pilot 2 input to the
여기서, A는 상수, M은 상기 파일럿 신호들에 의해 구분되는 한 구간 당 샘플 개수이다. 또한, pilot 1=A=t1(pk')라 하면, Pilot 2=t2(pk')라 할 수 있다. 여기서, pk'∈P;k'=1, 2,...,M이 될 수 있다. 여기서, k'는 파일럿의 Number 즉, 파일럿 인덱스가 될 수 있다. 예를 들어, 주파수 영역에서 부 반송파가 1024개인 경우 4개의 심볼간격으로 파일럿이 삽입된다면 총 256 개의 파일럿이 삽입될 수 있고, 이 경우 k'는 1~256이 될 수 있고, M은 256이 될 수 있다.Here, A is a constant and M is the number of samples per interval divided by the pilot signals. If
제1 및 제2 IFFT부(141, 142)는 제1 및 제2 다중화부(131, 132)의 출력에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 수행하여 주파수 영역의 신호를 실제로 전송할 수 있는 시간 영역의 OFDM 신호로 변환한다. The first and
구체적으로, 제1 IFFT부(141)는 제1 다중화부(131)의 출력에 대해 역고속 푸리에 변환을 수행하여 시간 영역의 OFDM 신호로 변환하고, 제2 IFFT부(142)는 제2 다중화부(132)의 출력에 대해 역고속 푸리에 변환을 수행하여 시간 영역의 OFDM 신호로 변환한다. Specifically, the
제1 및 제2 코딩부(151, 152)는 제1 및 제2 IFFT부(141, 142)의 출력에 대해 인코딩을 수행하는 기능을 한다. The first and
구체적으로, 제1 코딩부(151)는 제1 IFFT부(141)의 출력에 대해 Code 1 = [1 1 1 1]을 적용할 수 있다. In detail, the
예를 들어, 제1 코딩부(151)는 제1 IFFT부(141)에 의해 주파수 영역의 OFDM 신호에 믹싱된 파일럿으로 인해 생성되는 시간 영역에서의 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, 1, 1, 1 코드를 곱하여 코딩할 수 있다. For example, the
제2 코딩부(152)는 제2 IFFT부(142)의 출력에 대해 Code 2 = [1 -1 1 -1]을 적용할 수 있다. The
예를 들어, 제2 코딩부(152)는 제2 IFFT부(142)에 의해 주파수 영역의 OFDM 신호에 믹싱된 파일럿으로 인해 생성되 는 시간 영역에서의 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, -1, 1, -1 코드를 곱하여 코딩할 수 있다. For example, the
제1 및 제2 송신부(161, 162)는 제1 및 제2 코딩부(151, 152)에서 코딩된 신호를 송신하는 기능을 한다. 여기서, 제1 및 제2 송신부(161, 162)는 각각 안테나로 구현될 수 있다. The first and
도 1b는 도 1a에 도시된 송신기 구성을 좀더 구체적으로 구현한 예를 설명하기 위한 블럭도이다. 도 1b에 도시된 구성요소들 중 도 1a에 도시된 구성요소들과 중복되는 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다. FIG. 1B is a block diagram illustrating an example of more concrete implementation of the transmitter configuration shown in FIG. 1A. A detailed description of components overlapping with those shown in FIG. 1A among those shown in FIG. 1B will be omitted.
IFFT/G.I. 블럭(141', 142')은 도 1b의 제1 IFFT부(141) 및 제2 IFFT부(142)의 기능에 더하여 GI(Guard Interval)을 삽입하는 기능을 한다. IFFT / G.I.
즉, IFFT/G.I. 블럭(141', 142')은 입력된 신호에 대해 GI(Guard Interval)을 삽입하고, 역고속 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역의 신호를 실제로 전송할 수 있는 시간 영역의 OFDM 신호로 변환한다. That is, IFFT / G.I. The blocks 141 'and 142' insert a guard interval (GI) on the input signal and perform inverse fast Fourier transform to convert the signal in the frequency domain into an OFDM signal in the time domain that can be actually transmitted.
P/S 블럭(171, 172)는 시간 영역의 OFDM 신호를 직렬로 변환하여 출력한다. The P / S blocks 171 and 172 convert the OFDM signals in the time domain in series and output the serial signals.
한편, 상술한 송신기(100) 구조를 이용한 본 발명에 따른 채널 추정 알고리즘에서는 채널추정 시 겹쳐지는 샘플의 추정을 시간영역의 코딩을 통해서 해결한다. 즉, 시간영역의 OFDM 심벌의 4개의 샘플 구간에 코딩을 하게 된다. 구체적으로, 제1송신부(161)(즉, 안테나 1)와 제2 송신부(162)(즉, 안테나 2)로 전송되는 OFDM 심벌에는 각각 C1=[1 1 1 1], C2=[1 -1 1 -1]의 코딩을 하게 된다. 이는 서로 직교인 코드로써 서로 간의 상관이 0이 된다. On the other hand, in the channel estimation algorithm according to the present invention using the structure of the
주파수 영역의 OFDM 신호에 1024개의 심벌 중에 4개의 간격으로 파일럿을 심는다. 그러면 시간영역에서는 총 4개의 첨두치가 보이게 된다. 그리고 OFDM 심벌의 첨두치 사이를 하나의 구간으로 잡으면 총 4개의 구간이 나온다. Pilots are planted at four intervals out of 1024 symbols in an OFDM signal in the frequency domain. In total, four peaks appear in the time domain. And if the interval between the peak of the OFDM symbol is taken as one section, a total of four sections appear.
여기서, 한 구간의 길이는 256 샘플이고, 길이가 256 샘플 이하인 채널까지 수용이 가능함을 의미한다. Here, the length of one section is 256 samples, which means that a channel having a length of 256 samples or less can be accommodated.
안테나 1에서 송신되는 심벌은 C1=[1 1 1 1]로 코딩을 하게 된다. 즉 4개의 구간에 각 코드를 곱해서 전송하는 것이다. 그러므로 안테나 1에서는 코딩하기 전의 신호와 같은 신호가 전송된다. The symbol transmitted from
그리고 안테나 2에서 송신하는 심벌의 첫 번째 첨두치와 두 번째 첨두치 값 사이의 샘플에는 코드 C2=[1 -1 1 -1]의 첫 번째 값 1을 곱하게 된다. 그리고 2번째와 3번째 첨두치 사이의 샘플들에는 코드의 두 번째 값 -1을 곱하게 된다. 즉, 원래 신호와 비교해 보면 반전된 상태로 전송된다. 그리고 3번째와 4번째 첨두치 사이의 샘플들은 코드의 세 번째 값인 1을 곱하게 되고, 4번째와 다음 OFDM의 첫 번째 첨두치 사이의 샘플 256개는 코드의 네 번째 값 -1을 곱하여 전송하게 된다. 즉, 구간 2와 구간 4는 원래의 신호와 비교해서 반전되어 전송된다.The sample between the first and second peak value of the symbol transmitted by
수신단에서는 4개의 구역의 첨두치를 기준으로 위치가 같은 샘플들 간의 평균을 구해 추정한다. 이렇게 함으로써 채널 1을 구할 경우 채널2의 영향을 제거할 수 있다. 이에 따라 128 샘플 이상의 길이를 가진 채널을 통과한 신호도 추출할 수 있는 것이다. 송 수신단의 시간영역의 간단한 코딩을 통해서 복잡도 증가는 거의 없으며, 256 샘플 이하의 긴 채널의 경우도 추정이 가능하게 된다. 수신단의 구체적 구성에 대해서는 도면을 참조하여 후술하도록 한다. The receiving end estimates the average of samples having the same location based on the peak values of four zones. This eliminates the influence of
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Comb Type Pilot Aided 채널추정시스템을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining a Comb Type Pilot Aided channel estimation system according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 채널 추정 알고리즘은 ST-OFDM(Space Time Coded OFDM)을 기반으로 Comb 방식의 파일럿 구조를 이용한 2개의 송신 안테나와 1개의 수신 안테나의 시스템([1] S. M. Alamouti, "A simple transmitter diversity scheme for wireless communications," IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 17, pp. 1451-1458, Oct. 1998.)을 기반으로 할 수 있으며, 수신된 신호를 아래의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다. The channel estimation algorithm according to the present invention is a system of two transmit antennas and one receive antenna using a Comb-based pilot structure based on ST-OFDM (Space Time Coded OFDM) ([1] SM Alamouti, "A simple transmitter diversity scheme for wireless communications, "IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 17, pp. 1451-1458, Oct. 1998.), and the received signal is expressed as in Equation 3 below. Can be.
여기서 hi는 i번째 안테나와 수신단 사이의 채널 임펄스 응답이고, xi는 전송된 신호, ω는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)이다. 그리고 n, l 은 시간블록과 채널길이를 의미한다.Where h i is the channel impulse response between the i th antenna and the receiver, x i is the transmitted signal, and ω is AWGN (Additive White Gaussian Noise). And n and l mean time block and channel length.
본 발명에 따른 채널 추정 알고리즘은 기본적으로 ST-OFDM을 기반으로 하며 2개의 송신 안테나와 1개의 수신 안테나를 이용할 수 있다. The channel estimation algorithm according to the present invention is basically based on ST-OFDM and can use two transmit antennas and one receive antenna.
안테나 1에서 전송되는 신호에는 A라는 상수 값의 파일럿을 심고, 안테나 2에서 전송되는 신호에는 A라는 값에 지수 항을 곱하여 시간영역에서 시간지연과 반전이 일어나도록 파일럿을 설계할 수 있다. 도 2는 파일럿 설계 과정을 도시한 도면이다. A pilot of a constant value of A is planted in the signal transmitted from
그리고 수신 단에서 받은 신호의 구간별 평균을 통해 채널을 추정할 수 있다. 이 경우, 낮은 SNR환경에서도 비교적 정확하게 채널추정이 된다는 장점이 있다. 그러나 특성상 시간영역의 첨두치 간의 간격의 1/2길이 이하의 채널을 통과한다는 가정이 있어야 한다는 제약점 또 한 가지고 있다([2] Bowei Song, Lin Gui, and Wenjun Zhang, “Comb Type Pilot Aided Channel Estimation in OFDM Systems With Transmit Diversity” IEEE Trans. on Broadcast, vol. 52, no. 1, March, 2006).In addition, the channel may be estimated through the average of the intervals of the signals received at the receiver. In this case, there is an advantage that the channel estimation is relatively accurate even in a low SNR environment. However, there is also a limitation that, due to its nature, there must be an assumption that it passes through channels less than one-half of the interval between peaks in the time domain ([2] Bowei Song, Lin Gui, and Wenjun Zhang, “Comb Type Pilot Aided Channel Estimation in OFDM Systems With Transmit Diversity ”IEEE Trans. On Broadcast, vol. 52, no. 1, March, 2006).
그 밖에 수신기의 채널 추정 방법에 대한 자세한 설명은 도면을 참조하여 후술하도록 한다. In addition, a detailed description of the channel estimation method of the receiver will be described later with reference to the drawings.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코딩 방법을 설명하기 위한 도면들이다.3A and 3B are diagrams for describing a coding method according to an embodiment of the present invention.
도 3a에 따르면, 제1 코딩부(151)에서는 좌측에 도시된 바와 같은 4개의 파일럿 신호에 의해 구분되는 각 구간에 코드 C=[1 1 1 1]을 곱하여 우측에 도시된 바와 같은 신호를 출력할 수 있다.According to FIG. 3A, the
또한, 도 3b에 따르면, 제2 코딩부(152)에서는 좌측에 도시된 바와 같은 4개의 파일럿 신호에 의해 구분되는 각 구간에 코드 C=[1 -1 1 -1]을 곱하여 우측에 도시된 바와 같은 신호를 출력할 수 있다.In addition, according to FIG. 3B, the
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing a channel estimation method according to an exemplary embodiment.
도 4에 따르면, 도 3a 및 도 3b에 도시된 코딩 신호를 이용하여 한 구간의 길이가 256 샘플인 4 개의 구간을 갖는 OFDM 신호를 구성할 수 있게 된다. According to FIG. 4, an OFDM signal having four sections having a length of 256 samples in one section can be configured using the coded signals shown in FIGS. 3A and 3B.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 수신기 구성을 나타내는 블럭도들이다. 5A and 5B are block diagrams illustrating a receiver configuration according to various embodiments of the present disclosure.
도 5a에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신기(200)는 수신부(210), 채널 추정부(220), 제1 및 제2 FFT부(231, 232), 제1 및 제2 보간부(241, 242), STBC 디코딩부(250) 및 파일럿 제거부(260)를 포함한다. Referring to FIG. 5A, a
수신부(210)는 복수의 안테나로부터 OFDM 데이터 신호를 수신하는 기능을 한다. 여기서, 수신부는 적어도 하나의 안테나로 구현될 수 있다. 구체적으로, 수신부(210)는 주파수 영역에서 Comb 형태로 배치된 복수 개의 파일럿 신호에 의해 시간 영역에서 복수 개의 구간으로 구분되며, 서로 직교인 코드를 통해 코딩된 OFDM 데이터 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 주파수 영역의 OFDM 신호에 1024 개의 심벌 중에 4 개마다 1개의 파일럿이 Comb 형태로 배치되어, 시간 영역에서 첨두치 사이의 256 길이를 갖는 4 개의 샘플 구간을 갖는 OFDM 데이터 신호를 수신할 수 있다. The
채널 추정부(220)는 수신부(210)를 통해 수신된 OFDM 데이터에 대해 각 파일럿 신호를 기준으로 동일한 거리에 있는 샘플들을 평균하고 서로 직교인 코드인 코드를 통해 채널을 추정한다. The
구체적으로, 채널 추정부(220)는 256 샘플 간격으로 첨두치를 가진다는 것을 알고 있으므로 동기가 맞았다는 가정 하에 1-256, 257-512, 513-768, 769-1024 네 구역으로 나눠서 각 첨두치에서 같은 거리에 있는 샘플들을 평균하여 채널을 추정할 수 있다. Specifically, since the
특히 채널 2를 구할 때는 이 네 구역에서 128 샘플 지연된 샘플부터 시작해서, 즉 129번째 샘플부터 C=[1 -1 1 -1]을 각 구역에 다시 곱해준 후 평균한다. 다시 말하면, 도 7b에서 빨간 색으로 표시된 샘플들이 안테나 2에서 전송된 신호의 샘플들이다. In particular, when
첫 번째 첨두치 및 두 번째 첨두치 사이의 샘플에는 코드 C2=[1 -1 1 -1]의 첫 번째 값 1을 곱하게 된다. The sample between the first and second peak is multiplied by the
그리고 2번째와 3번째 첨두치 사이의 샘플들에는 코드의 두 번째 값 -1을 곱하게 된다. The samples between the second and third peaks are then multiplied by the second value -1 in the code.
그리고 3번째와 4번째 첨두치 사이의 샘플들은 코드의 세 번째 값인 1을 곱하게 되고, 4번째와 다음 OFDM의 첫 번째 첨두치 사이의 샘플 256개는 코드의 네 번째 값 -1을 곱하게 된다. The samples between the third and fourth peaks are multiplied by 1, the third value in the code, and the 256 samples between the fourth and the first peak of the next OFDM multiplied by the fourth value, -1. .
그리고 각 첨두치에서 같은 거리에 있는 샘플들을 평균하여 채널을 추정한다. The channel is estimated by averaging samples at the same distance from each peak.
즉, 채널 1을 추정하기 위해서는 첫 번째 파란색 첨두치와 두 번째, 세 번째 네 번째 첨두치를 평균하여 최대 길이 256 샘플의 첫 번째 샘플을 구할 수 있다. 그리고 첫 번째 구간의 2번째 샘플, 두 번째 구간, 세 번째 구간, 네 번째 구간의 2번째 샘플을 평균하여 채널의 2번째 샘플을 구하게 된다. 그렇게 256 샘플들을 모두 평균 내어 최대길이 256 샘플 길이의 채널 256 샘플 모두를 추정하게 된다. That is, in order to estimate
제1 및 제2 FFT부(231, 232)는 채널 추정부(220)의 출력에 대해 고속 푸리에 변환을 수행할 수 있다. The first and
제1 및 제2 보간부(241, 242)는 제1 및 제2 FFT부(231, 232)의 출력에 대해 주파수 보간을 수행하는 기능을 한다. The first and
STBC 디코딩부(250)는 제1 및 제2 보간부(241, 242)의 출력에 대해 시공간 블록 부호(STBC; Space Time Block Coding) 디코딩을 수행하는 기능을 한다. The
제3 FFT부(260)는 수신된 신호에서 고속 푸리에 변환을 수행할 수 있다. The
파일럿 제거부(270)는 고속 푸리에 변환이 수행된 신호에서 파일럿 신호를 제거하여 STBC 디코딩부(250)에 제공하는 기능을 한다. The
도 5b는 도 5a에 도시된 수신기 구성을 좀더 구체적으로 구현한 예를 설명하기 위한 블럭도이다. 도 5b에 도시된 구성요소들 중 도 1a에 도시된 구성요소들과 중복되는 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.FIG. 5B is a block diagram illustrating an example of implementing the receiver configuration illustrated in FIG. 5A in more detail. A detailed description of components overlapping with those shown in FIG. 1A among those shown in FIG. 5B will be omitted.
Removing G.I./S/P 블럭(250)은 GI(Guard Interval)을 제거하고, 직렬 형태의 OFDM 신호를 병렬로 변환하는 기능을 한다. The removing G.I./S/P block 250 removes a guard interval (GI) and converts an OFDM signal in series.
즉, IFFT/G.I. 블럭(141', 142')은 입력된 신호에 대해 GI(Guard Interval)을 삽입하고, 역고속 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역의 신호를 실제로 전송할 수 있는 시간 영역의 OFDM 신호로 변환한다. That is, IFFT / G.I. The blocks 141 'and 142' insert a guard interval (GI) on the input signal and perform inverse fast Fourier transform to convert the signal in the frequency domain into an OFDM signal in the time domain that can be actually transmitted.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신기의 채널 추정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.6 is a diagram for describing a channel estimation method of a receiver according to an embodiment of the present invention.
아래의 수학식 4 - 6는 수신된 OFDM 신호를 평균값을 구하여 채널을 추정하는 과정을 나타낸다.Equations 4 to 6 below represent a process of estimating a channel by obtaining an average value of the received OFDM signal.
△f는 파일럿 간의 간격이고, r과 M은 각각 시간영역의 첨두치 간격과 한 구간 당 샘플 개수이다. 수신된 신호를 각 첨두치 사이의 샘플들을 평균값을 구하여 채널을 추정하는 알고리즘이다. 첫 번째 채널과 두 번째 채널은 각각 아래의 수학식 5과 수학식 6으로 나타난다.Δf is the interval between pilots, and r and M are the peak-to-peak intervals of the time domain and the number of samples per interval, respectively. The algorithm estimates the channel by averaging the samples between the peaks of the received signals. The first channel and the second channel are represented by
도 7a 및 도 7b는 종래 기술 및 본원 발명에 따른 OFDM 신호의 형태를 나타내는 도면들이다.7A and 7B are diagrams illustrating the shape of an OFDM signal according to the prior art and the present invention.
도 7a는 종래기술에 따른 OFDM 신호의 형태를 나타낸 것으로, OFDM 신호의 파란색은 채널 1의 신호성분이며 빨간색은 채널 2의 신호성분이다. FIG. 7A illustrates a form of an OFDM signal according to the prior art, in which blue is a signal component of
도 7b는 본원발명에 따른 OFDM 신호의 형태를 나타낸 것으로, 도 7a의 신호본 발명에서 제안하는 코드를 곱한 신호가 된다. 2번째 4번째 구역의 빨간색 신호성분들이 반전되어 있는 것을 확인할 수 있다.FIG. 7B illustrates a form of an OFDM signal according to the present invention, and the signal of FIG. 7A is a signal multiplied by a code proposed by the present invention. It can be seen that the red signal components of the second and fourth zones are reversed.
도 7b에 도시된 바와 같은 형태의 OFDM 신호를 전송하면 수신단에서 받은 신호는 도 8과 같은 형태를 가진다. When the OFDM signal of the type shown in FIG. 7B is transmitted, the signal received at the receiving end has the form as shown in FIG. 8.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 다른 시간 도메인 채널 추정 방법의 실험 결과를 나타내는 도면이다. 9 is a diagram illustrating an experimental result of a time domain channel estimation method according to an embodiment of the present invention.
본 실험에서는 하기와 같은 조건이 적용되었다.In this experiment, the following conditions were applied.
Constellation : QPSKConstellation: QPSK
# of bits :10240[bit]=5120 symbols# of bits: 10240 [bit] = 5120 symbols
Range of SNR : 15, 20 [dB]Range of SNR: 15, 20 [dB]
한편, 기존의 알고리즘과 본 발명에서 제안된 알고리즘의 128 샘플 이상 256 샘플 이하의 채널길이를 갖는 채널추정 성능을 비교하기 위하여 실험을 진행하였다. 표 1은 실험을 진행한 환경을 나타내고 있다. On the other hand, an experiment was conducted to compare the channel estimation performance with the channel length of 128 samples or more and 256 samples or less of the conventional algorithm. Table 1 shows the environment in which the experiment was conducted.
실험에 사용된 채널은 4개의 경로를 가지는 Rayleigh 채널로, 지연을 지연 1과 지연 2로 표 1과 같이 두었다. 그 이유는 채널 1의 성분과 채널 2의 성분들이 중첩되게 지연을 두었다. 즉, 채널 2와 채널 1이 겹쳐질 때 채널 추정이 가장 어려운 경우가 되므로 지연을 임의로 위 표 1과 같이 두었다. The channel used in the experiment is a Rayleigh channel with four paths. The delays are shown in Table 1 as
도 10a 및 도 10b, 도 11a 및 도 11b는 종래 기술과 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 성능을 비교하기 위한 도면이다.10A and 10B, and FIGS. 11A and 11B are diagrams for comparing the performance of the channel estimation method according to an exemplary embodiment of the present invention with the prior art.
도 10a 및 도 10b는 SNR 15dB에서의 채널 추정 결과를 도시한 것이다.10A and 10B show channel estimation results at
도 10a에 따르면, 채널 1을 추정 시 채널 2가 섞여있음은 물론이고, 채널 1의 값도 제대로 찾아내지 못했다. 또한, 채널 2의 경우도 마찬가지로 정확한 채널추정이 어렵다는 것을 확인할 수 있다.According to FIG. 10A, when the
도 10b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 채널 추정 결과를 도시한 것이다.10B illustrates a channel estimation result of the channel estimation method according to an embodiment of the present invention.
도 10b에 따르면, 채널 1은 거의 정확하게 채널의 크기와 위치를 찾았으며, 채널 2의 경우에도 비교적 정확하게 채널 추정이 가능했다. 또한, 채널 1을 추정할 때 채널 2가 섞여 나오지 않았으며 채널 2를 추정할 때도 마찬가지였다. According to FIG. 10B,
도 11a 및 도 11b는 SNR 20dB에서의 채널 추정 결과를 도시한 것으로, 도 11a는 종래 기술에 다른 채널 추정 결과를 도시한 것이며, 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 채널 추정 결과를 도시한 것이다.11A and 11B show a channel estimation result at 20dB SNR, FIG. 11A shows a channel estimation result different from the prior art, and FIG. 11B shows a channel estimation method according to an embodiment of the present invention. The results are shown.
SNR 20dB인 경우에도 마찬가지의 결과를 보임을 도 11a 및 11b을 통해 확인할 수 있다. In the case of 20dB SNR, the same result can be seen through FIGS. 11A and 11B.
도 12는 종래기술 및 본원발명에 따른 채널 추정 MSE를 나타내는 도면이다.12 shows a channel estimation MSE according to the prior art and the present invention.
도 12에 도시된 바와 같이 채널추정 후 본 채널과의 차이를 구하기 위해 OFDM 심볼 100개로 추정한 채널들을 평균 취하여 SNR 0에서 24dB까지의 평균자승오류(mean square error)를 구하였다. As shown in FIG. 12, the mean square error of
여기서, 심볼을 100개로 실험을 한 이유는 심볼의 개수가 작으면 성능이 일정하지 않으며, 심볼이 100개일 때, SNR에 대한 평균자승오류 성능 곡선을 얻기에 충분하였기 때문이다.Here, the reason why the experiment was performed with 100 symbols is that performance is not constant when the number of symbols is small, and when 100 symbols, it is sufficient to obtain an average square error performance curve for SNR.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 추정 방법은 기존의 채널 추정 방법의 샘플이 1024인 OFDM 심볼에서 채널 길이가 128 샘플(OFDM 심볼 길이의 1/8) 이하가 되어야 한다는 제약조건을 256(OFDM 심볼 길이의 1/4) 샘플로 늘임과 동시에 채널간의 간섭을 줄였다. 특히 수신단 OFDM 심볼의 샘플 중에 채널이 겹치는 구간에서도 각각의 채널추정 성능이 잘 나오는 것을 확인할 수 있었다. As described above, the channel estimation method according to an embodiment of the present invention has a constraint that the channel length should be less than 128 samples (1/8 of the OFDM symbol length) in an OFDM symbol having 1024 samples of the conventional channel estimation method. Is increased to 256 samples (1/4 of the OFDM symbol length) and the interference between the channels is reduced. In particular, it can be seen that the channel estimation performance of each channel well appears even in the overlapping section of the sample of the OFDM symbol.
한편, 코드 길이 4인 서로 간에 상관 값이 0인 직교 코드는 4개이다. 그러므로 코드 길이 4인 코드로 송신 안테나가 4개인 MIMO 시스템의 채널 추정에서는 제안된 알고리즘을 다음 도 13과 같이 적용할 수 있다.On the other hand, four orthogonal codes having a correlation value of 0 with each other having a code length of 4 are four. Therefore, in the channel estimation of the MIMO system having 4 transmit antennas with a code length of 4, the proposed algorithm can be applied as shown in FIG.
도 13은 송신 안테나가 4개인 MIMO 시스템의 채널 추정에서는 제안된 알고리즘을 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 13 is a diagram for describing a method of applying the proposed algorithm in channel estimation of a MIMO system having four transmitting antennas.
송신 안테나가 4개인 시스템에서는 수신 안테나의 개수와 상관없이 채널 추정이 가능하다.In systems with four transmit antennas, channel estimation is possible regardless of the number of receive antennas.
시간 영역에서 구간마다 코드의 원소 값을 순서대로 곱하여 전송하는 방법과 수신단에서 다시 곱하여 평균하는 채널추정을 수행할 수 있다. 이 경우, 각 안테나에 적용되는 코드는 서로 직교한다.In the time domain, a method of multiplying and transmitting an element value of a code for each interval in a sequence and a channel estimation for multiplying and averaging at a receiving end can be performed. In this case, the codes applied to each antenna are orthogonal to each other.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, Comb Type Pilot Aided 채널추정의 채널 길이 제약을 극복해 채널간섭을 최소화하고 정확한 채널 정보를 알아낼 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, the channel length limitation of the Comb Type Pilot Aided channel estimation can be overcome to minimize the channel interference and to determine the correct channel information.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 이해되어져서는 안 될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment, the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
110: 변조부 120: STBC 코딩부
131: 제1 다중화부 132: 제2 다중화부
141: 제1 IFFT부 142: 제2 IFFT부
151: 제1 코딩부 152: 제2 코딩부
161: 제1 송신부 162: 제2 송신부
210: 수신부 220: 채널 추정부
231: 제1 FFT부 232: 제2 FFT부
241: 제1 보간부 242: 제2 보간부
250: STBC 디코딩부 260: 제3 FFT부
270: 파일럿 제거부110: modulator 120: STBC coding unit
131: first multiplexer 132: second multiplexer
141: first IFFT unit 142: second IFFT unit
151: first coding unit 152: second coding unit
161: first transmitting unit 162: second transmitting unit
210: receiver 220: channel estimator
231: first FFT unit 232: second FFT unit
241: first interpolator 242: second interpolator
250: STBC decoding unit 260: third FFT unit
270: pilot remover
Claims (10)
입력된 신호를 변조하는 변조부;
상기 변조된 신호에 대해 시공간 블록 코딩(STBC; Space Time Block Code) 을 수행하는 STBC 코딩부;
상기 블럭 코딩된 신호에 제공된 파일럿 신호를 Comb 형태로 배치하는 제1 및 제2 다중화부;
상기 제1 및 제2 다중화부의 출력에 대해 역고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하는 제1 및 제2 IFFT부;
상기 제1 및 제2 IFFT부의 출력에 대해 서로 직교인 코드를 이용하여 코딩을 수행하는 제1 및 제2 코딩부; 및
상기 제1 및 제2 코딩부의 출력을 각각 송신하는 제1 및 제2 송신부;를 포함하며,
상기 제2 코딩부는,
상기 Comb 형태로 배치된 파일럿 신호에 의해 구분되는 기설정된 길이를 갖는 4개의 샘플 구간에 대해 각각 1, -1, 1, -1 코드를 곱하여 코딩하는 것을 특징으로 하는 송신기.A transmitter for transmitting an OFDM signal through a plurality of transmit antennas in a multi-input multi-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system,
A modulator for modulating the input signal;
An STBC coding unit performing space time block code (STBC) on the modulated signal;
First and second multiplexing units for arranging a pilot signal provided in the block coded signal in a Comb form;
First and second IFFT units which perform an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) on the outputs of the first and second multiplexers;
First and second coding units configured to perform coding using codes orthogonal to each other on the outputs of the first and second IFFT units; And
And first and second transmitters for transmitting the outputs of the first and second coding units, respectively.
The second coding unit,
And multiply and code 1, -1, 1, -1 codes for four sample intervals having a predetermined length separated by the pilot signals arranged in the Comb form.
상기 제1 다중화부는,
주파수 영역의 OFDM 신호에 기설정된 개수의 심벌 중에 기설정된 개수 간격으로 파일럿을 Comb 형태로 배치하고,
상기 제1 IFFT부는,
상기 주파수 영역의 OFDM 신호를 시간 영역의 OFDM 신호로 변환하고,
상기 제1 코딩부는,
상기 파일럿으로 구분되는 기설정된 길이를 갖는 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, 1, 1, 1 코드를 곱하여 코딩하는 것을 특징으로 하는 송신기. The method of claim 1,
The first multiplexer,
Pilots are arranged in a Comb form at predetermined number intervals among a predetermined number of symbols in the OFDM signal in the frequency domain,
The first IFFT unit,
Converts the OFDM signal in the frequency domain into an OFDM signal in the time domain,
The first coding unit,
And multiply and code 1, 1, 1, and 1 codes for four sample intervals each having a predetermined length divided by the pilot.
상기 제2 다중화부는,
주파수 영역의 OFDM 신호에 기설정된 개수의 심벌 중에 기설정된 개수 간격으로 1개의 파일럿을 Comb 형태로 배치하고,
상기 제2 IFFT부는,
상기 주파수 영역의 OFDM 신호를 시간 영역의 OFDM 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 송신기. The method of claim 3,
The second multiplexer,
One pilot is arranged in a Comb form at predetermined number intervals among a predetermined number of symbols in the OFDM signal in the frequency domain,
The second IFFT unit,
And converting the OFDM signal in the frequency domain into an OFDM signal in the time domain.
상기 제1 다중화부에 제공되는 파일럿 신호 Pilot 1 및 제2 다중화부에 제공되는 파일럿 신호 Pilot 2는 아래의 수학식과 같은 것을 특징으로 하는 송신기;
여기서, A는 상수, M은 상기 파일럿 신호들에 의해 구분되는 한 구간 당 샘플 개수, k'는 파일럿 인덱스이다. The method of claim 1,
The pilot signal Pilot 1 provided to the first multiplexer and the pilot signal Pilot 2 provided to the second multiplexer may be represented by the following equations;
Here, A is a constant, M is the number of samples per section divided by the pilot signals, and k 'is a pilot index.
주파수 영역에서 Comb 형태로 배치된 복수 개의 파일럿 신호에 의해 시간 영역의 복수 개의 샘플 구간으로 구분되며, 서로 직교인 코드를 통해 코딩된 OFDM 신호를 수신하는 수신부;
상기 수신부를 통해 수신된 OFDM 신호에 대해 각 파일럿 신호를 기준으로 동일한 거리에 있는 샘플들을 평균하고 서로 직교인 코드를 통해 채널을 추정하는 채널 추정부;
상기 채널 추정부의 출력 대해 고속 푸리에 변환을 수행하는 제1 및 제2 FFT부;
상기 제1 및 제2 FFT부의 출력에 대해 주파수 보간을 수행하는 보간부; 및
상기 보간부의 출력에 대해 시공간 블록 코딩(STBC; Space Time Block Code)디코딩을 수행하는 STBC 디코딩부;를 포함하며,
며,
상기 수신부를 통해 수신되는 OFDM 신호는,
주파수 영역의 OFDM 신호에 기설정된 개수의 심벌 중에 기설정된 개수 간격으로 1개의 파일럿이 Comb 형태로 배치되어, 시간 영역에서 첨두치 사이의 기설정된 길이를 갖는 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, -1, 1, -1 코드를 곱하여 코딩된 것이며,
상기 채널 추정부는,
상기 각 4개의 샘플 구간에 각각 1, -1, 1, -1 코드를 곱하여 채널을 추정하는 것을 특징으로 하는 수신기.A receiver for receiving an OFDM signal transmitted through a plurality of transmit antennas through one antenna in a multi-input multi-output (MIMO OFDM) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system,
A receiver configured to receive an OFDM signal, which is divided into a plurality of sample intervals of a time domain by a plurality of pilot signals arranged in a Comb form in a frequency domain, and coded through codes that are orthogonal to each other;
A channel estimator for averaging samples at the same distance with respect to the OFDM signal received through the receiver and estimating a channel through a code orthogonal to each other;
First and second FFT units performing fast Fourier transform on the output of the channel estimator;
An interpolator for performing frequency interpolation on the outputs of the first and second FFT units; And
A STBC decoding unit for performing a space time block code (STBC) decoding on the output of the interpolator;
In addition,
OFDM signal received through the receiver,
One pilot is arranged in a Comb form at a predetermined number interval among the predetermined number of symbols in the OFDM signal in the frequency domain, so that 1 and -1 for each of four sample intervals having a predetermined length between peaks in the time domain. Is multiplied by a code of, 1, -1,
The channel estimator,
And estimating a channel by multiplying each of the four sample intervals by 1, -1, 1, -1 codes.
상기 서로 직교인 코드는,
[1 1 1 1] 및 [1 -1 1 -1]인 것을 특징으로 하는 수신기.The method according to claim 6,
The orthogonal codes are
[1 1 1 1] and [1 -1 1 -1].
상기 수신부를 통해 수신되는 OFDM 신호는,
주파수 영역의 OFDM 신호에 기설정된 개수의 심벌 중에 기설정된 개수 간격으로 1개의 파일럿이 Comb 형태로 배치되어, 시간 영역에서 첨두치 사이의 기설정된 길이를 갖는 4 개의 샘플 구간에 대해 각각 1, 1, 1, 1 코드를 곱하여 코딩된 것이며,
상기 채널 추정부는,
상기 각 4개의 샘플 구간에 각각 1, 1, 1, 1 코드를 곱하여 채널을 추정하는 것을 특징으로 하는 수신기.The method of claim 7, wherein
OFDM signal received through the receiver,
One pilot is arranged in a Comb form at a predetermined number interval among the predetermined number of symbols in the OFDM signal in the frequency domain, so that 1, 1, and 4 samples are respectively provided for a predetermined length between peaks in the time domain. Is multiplied by one and one code,
The channel estimator,
And estimating a channel by multiplying each of the four sample intervals by 1, 1, 1, 1 codes.
상기 복수 개의 파일럿 신호 Pilot 1 및 Pilot 2는 아래의 수학식과 같은 것을 특징으로 하는 송신기;
여기서, A는 상수, M은 상기 파일럿 신호들에 의해 구분되는 한 구간 당 샘플 개수, k'는 파일럿 인덱스이다. The method according to claim 6,
The plurality of pilot signals Pilot 1 and Pilot 2 is a transmitter, characterized in that the following equation;
Here, A is a constant, M is the number of samples per section divided by the pilot signals, and k 'is a pilot index.
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KR20050071624A (en) * | 2002-10-26 | 2005-07-07 | 한국전자통신연구원 | Frequency hopping ofdma method using symbols of comb pattern |
KR20070010860A (en) * | 2005-07-20 | 2007-01-24 | 엘지전자 주식회사 | Method of performing txaa in multicarrier system having plural antennas |
KR20100065048A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-15 | 엘지전자 주식회사 | Method of comp reference signal transmitting and receiving in the multiple-cell situation |
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2011
- 2011-01-24 KR KR1020110006931A patent/KR101233281B1/en active IP Right Grant
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