KR101294721B1 - Channel estimation apparatus and method using short and long training symbols - Google Patents

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KR101294721B1
KR101294721B1 KR1020120025754A KR20120025754A KR101294721B1 KR 101294721 B1 KR101294721 B1 KR 101294721B1 KR 1020120025754 A KR1020120025754 A KR 1020120025754A KR 20120025754 A KR20120025754 A KR 20120025754A KR 101294721 B1 KR101294721 B1 KR 101294721B1
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김봉구
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이이극
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A least square (LS) channel estimating method using long training symbols and short training symbols is provided to estimate a channel more accurately than the existing LS channel estimating method. CONSTITUTION: A preamble is equipped with short training symbols and long training symbols. For sub-carriers where a symbol value exists, a first channel estimation part obtains a channel estimation value for the corresponding sub-carrier from a reception terminal based on short training symbols known in advance. For the rest of sub-carriers where a symbol value does not exist, a second channel estimation part obtains a channel estimation value from the reception terminal based on long training symbols known in advance. A third channel estimation part adds the channel estimation values of individual sub-carriers obtained by the first and second channel estimation parts, divides it by the number of sub-carriers, and obtains an average value of the channel estimation values for each sub-carrier.

Description

긴훈련심볼과 짧은훈련심볼을 이용한 LS채널추정방법{Channel estimation apparatus and Method using short and long training symbols}Channel estimation apparatus and method using short and long training symbols

본 발명은 긴훈련심볼과 짧은훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 긴훈련심볼뿐 아니라 짧은훈련심볼을 함께 적용하게 됨으로써 기존의 LS채널추정방법에 비해 보다 정확하게 채널을 추정할 수 있는 긴훈련심볼과 짧은훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a LS channel estimation method using a long training symbol and a short training symbol. More specifically, the present invention relates to an LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol that can estimate a channel more accurately than the conventional LS channel estimation method by applying a short training symbol as well as a long training symbol. .

텔레매틱스(Telematics)는 통신과 정보기술의 합성어로 무선망을 통한 음성 및 데이터 통신을 이용하여 차량에 정보를 주고 받는 새로운 부가서비스를 제공하는 기술이다. 텔레매틱스 서비스를 제공하기 위해 DSRC(Dedicated Short Range Communication), 무선랜, UWB(Ultra Wideband)등 여러 가지 무선 통신 기술이 제안되고 있는데, 이중 UWB 시스템은 홈네트워킹 내의 단말 장치와 차량 내 텔레매틱스 단말기 장치간 연계 서비스와 차량내 고속 데이터 전송의 필요성이 증대함에 따른 요구에 부합되어 많은 연구가 진행되고 있다.Telematics is a compound word of communication and information technology that provides a new additional service that sends and receives information to a vehicle by using voice and data communication through a wireless network. In order to provide telematics services, various wireless communication technologies such as dedicated short range communication (DSRC), wireless LAN, and ultra wideband (UWB) have been proposed, and the dual UWB system is a connection between a terminal device in home networking and a telematics terminal device in a vehicle. Much research has been conducted to meet the needs of services and the need for high-speed data transmission in vehicles.

UWB 시스템은 FCC에서 규정한 3.1 ~ 10.6GHz 대역의 스펙트럼 마스크에서 채널 주파수 대역폭이 500MHz 이상으로 정의하며 고속 데이터 전송률을 가지는 무선(Wireless) PAN을 공급하기 적합하다.The UWB system is suitable for supplying a wireless PAN having a high data rate and defining a channel frequency bandwidth of 500 MHz or more in a spectrum mask of the 3.1 to 10.6 GHz band specified by the FCC.

이러한 UWB 시스템은 낮은 파워를 사용하기 때문에 자동차 및 차내 다른 전자 제품에 영향을 미치지 않고, 최대 전송률이 1Gbps정도까지를 제공할 수 있어 차내 무선망 적용기술로 여러 가지 장점을 가지고 있다.Since the UWB system uses low power, the UWB system can provide a maximum transmission rate of about 1Gbps without affecting automobiles and other electronic products in the vehicle, and thus has various advantages as an in-vehicle wireless network application technology.

OFDM 방식은 무선랜 시스템과 UWB 시스템에 모두 사용되는 무선접속 기술로 이동수신 환경에서 성능저하를 일으키는 다중경로 간섭에 강한 장점을 가지고 있다.The OFDM method is a wireless access technology used in both a wireless LAN system and a UWB system and has a strong advantage against multipath interference causing performance degradation in a mobile reception environment.

또한, 이동수신 환경에서 이러한 다중경로 간섭과 이동성에 따른 도플러 효과를 줄이고 성능 향상을 위해서 효과적인 채널추정이 필요하다. 일반적인 OFDM 시스템은 OFDM 시스템의 송신장치와 OFDM 시스템의 수신장치를 포함하고 있다.In addition, in the mobile reception environment, effective channel estimation is needed to reduce the Doppler effect due to the multipath interference and mobility and to improve performance. A typical OFDM system includes a transmitter of an OFDM system and a receiver of an OFDM system.

송신측에서는 전송하고자 하는 입력 데이터를 컨볼루션 인코더에서 채널 코딩한 후, 인터리빙부를 거쳐 변조부에서 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 변조한다. 변조후, 훈련심볼 삽입부에서 채널 추정을 위한 훈련심볼(Preamble)이 삽입되고, S/P변환부를 통해 직렬 데이터가 병렬 데이터로 변환된 후, IFFT(Inverse Fast Fourie Transform) 및 보호 간격 삽입부를 통해 IFFT하고, 다중경로 지연에 의한 인터 심볼 간섭(ISI : Inter Symbol Interference)을 방지하기 위해 보호 간격(Guard Time)을 삽입한다.On the transmitting side, the input data to be transmitted is channel coded by the convolutional encoder, and then modulated by the modulation unit in a quadrature phase shift keying (QPSK) method through an interleaving unit. After modulation, a training symbol (Preamble) for channel estimation is inserted in the training symbol inserter, serial data is converted into parallel data through the S / P converter, and then an inverse fast fourie transform (IFFT) and a guard interval inserter are inserted. IFFT and a guard time is inserted to prevent inter symbol interference (ISI) due to multipath delay.

이후, D/A변환기를 통해 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 안테나를 거쳐 채널을 통해 수신측으로 전송한다. 수신측에서는 송신측의 역순으로 데이터를 처리한다.Thereafter, the digital signal is converted into an analog signal through a D / A converter and transmitted to the receiving side through a channel through an antenna. The receiving side processes the data in the reverse order of the transmitting side.

즉, 안테나를 통해 송신측에서 송신된 신호를 수신하고, 수신된 신호를 A/D변환기를 통해 디지털 신호로 변환하고, FFT 및 보호 간격 제거부에서 FFT하고 송신측에서 삽입된 보호 간격을 제거한다.That is, it receives the signal transmitted from the transmitting side through the antenna, converts the received signal into a digital signal through the A / D converter, FFTs the FFT and the protection interval removing unit, and removes the protection interval inserted at the transmitting side. .

이후, P/S변환부를 통해 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하고, 채널 추정기에서 채널을 추정하여 신호를 복구하게 된다. 그리고 훈련심볼 제거부에서 훈련 심볼을 제거하고, 복조부에서 복조한 후, 역인터리빙부를 거쳐 비터비 디코더에서 원래의 신호로 복호하여 출력하게 된다.Thereafter, parallel data is converted into serial data through a P / S converter, and a channel estimator recovers a signal by estimating a channel. The training symbol is removed from the training symbol removal unit, demodulated by the demodulation unit, and then decoded into the original signal by the Viterbi decoder via the deinterleaving unit.

하나의 부반송파에서 훈련심볼을 이용한 일반적인 채널 추정기는 송신측에서 데이터 정보보다 앞서 수신측이 알고 있는 데이터(OFDM 시스템에서 패킷 시스템은 프리앰블 구조에 파일럿 심볼이 정의되어 있는데, 이 심볼들은 데이터 심볼보다 먼저 전송함)를 삽입하여 이들이 채널 통과시 변화를 초기 채널 추정부에서 다른 정보 데이터(Payload)에 적용하여 행하게 된다.In general, a channel estimator using a training symbol on one subcarrier is known to the receiver before data information at the transmitter side (In an OFDM system, a packet system has a pilot symbol defined in a preamble structure, and these symbols are transmitted before the data symbol. And the channel changes are applied to other information data Payload by the initial channel estimator.

일반적으로 OFDM에서는 시간측면의 심볼과 주파수측면의 부반송파로 이루어져 있고, 여기서 프리앰블은 초기 심볼의 모든 부반송파를 말하며, 초기 프리앰블의 각 부반송파는 데이터와 같은 형태의 파일럿으로 이루어져 있다.In general, OFDM consists of a symbol on a time side and a subcarrier on a frequency side, where a preamble refers to all subcarriers of an initial symbol, and each subcarrier of an initial preamble consists of pilots in the same form as data.

종래 채널추정방법은 수신단에서 사전에 알고 있는 훈련심볼을 이용하여 채널을 추정하는 LS 채널추정기법이 사용되어 지고 있다. 이러한 훈련심볼을 이용하는 기존의 LS 채널추정기법은 OFDM 시스템에서 각 부채널에 대한 수신신호는 채널과 송신신호의 곱으로 표현되기 때문에 하나의 긴 훈련심볼을 이용한 LS 채널추정기법과 2개의 긴훈련심볼을 이용하여 각각의 긴훈련심볼에 대한 채널추정값에 평균값을 구하여 채널을 추정하는 방법이 존재한다(평균된 LS 채널추정). In the conventional channel estimation method, an LS channel estimation technique for estimating a channel using a training symbol known in advance at a receiver is used. In the conventional LS channel estimation technique using the training symbols, since the received signal for each subchannel is represented by the product of the channel and the transmission signal in the OFDM system, the LS channel estimation technique using two long training symbols and the two long training symbols There is a method of estimating a channel by calculating an average value of channel estimation values for each long training symbol by using (averaged LS channel estimation).

그러나 이러한 채널추정기법의 경우 긴훈련심볼만을 이용하기 때문에 주파수 비선택적인 환경에서는 높은 이등을 보이지만 시스템 대역폭이 증가함에 따라 심각한 주파수 선택적 페이딩 환경이 되어 데이터의 신뢰도가 떨어져 에러 플로우 현상이 발생되게 되는 단점이 있다. However, this channel estimation technique uses only long training symbols, so it shows high second in non-frequency selective environment, but as the system bandwidth increases, it becomes severe frequency selective fading environment, resulting in error reliability due to low reliability of data. There is this.

따라서 긴훈련심볼 뿐아니라 짧은훈련심볼을 함께 이용한 LS 채널추정방법이 요구되었다. Therefore, LS channel estimation method using not only long training symbols but also short training symbols was required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 긴훈련심볼뿐 아니라 짧은훈련심볼을 함께 적용하게 됨으로써 기존의 LS채널추정방법에 비해 보다 정확하게 채널을 추정할 수 있는 긴훈련심볼과 짧은훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법을 제공하게 된다. The present invention is derived to solve the above problems, according to an embodiment of the present invention by applying a short training symbol as well as a long training symbol to estimate the channel more accurately than the conventional LS channel estimation method It provides a method for estimating LS channel using long training symbols and short training symbols.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다. Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명의 목적은, 프리엠블 신호가 무선 채널을 통해 전송된 경우, 무선 채널을 통과한 후 수신된 프리엠블 수신신호를 분석하여 채널을 추정하는 LS 채널추정장치에 있어서, 프리엠플은 짧은 훈련심볼과 긴훈련심볼을 구비하고, 심볼값이 존재하는 부반송파의 경우, 수신단에서 사전에 알고 있는 짧은 훈련심볼을 기반으로 해당 부반송파의 채널을 추정하는 제1채널추정부; 심볼값이 존재하지 않는 그 이외의 부반송파의 경우, 수신단에서 사전에 알고 있는 긴훈련심볼을 기반으로 채널을 추정하는 제2채널추정부; 및 제1채널추정부와 제2채널추정부에서 얻어진 각 부반송파들의 채널추정값을 가산하고, 이를 부반송파의 수로 나누어 각 부반송파에 대한 채널추정값들의 평균값을 얻는 제3채널추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정장치로서 달성될 수 있다. In the LS channel estimating apparatus for estimating a channel by analyzing a preamble received signal after passing through a wireless channel, when the preamble signal is transmitted through a wireless channel, the preamble is a short training symbol. And a first channel estimator having a long training symbol and estimating a channel of the corresponding subcarrier based on a short training symbol known in advance in the case of a subcarrier having a symbol value; A second channel estimator for estimating a channel based on a long training symbol previously known at a receiver in case of other subcarriers without a symbol value; And a third channel estimator for adding channel estimation values of the subcarriers obtained from the first channel estimator and the second channel estimator, and dividing them by the number of subcarriers to obtain an average value of channel estimates for each subcarrier. It can be achieved as an LS channel estimator using training symbols and long training symbols.

제1채널추정부에서 부반송파는 12개의 위치에서 심볼이 존재하고, 짧은 훈련심볼에 의해 추정되는 채널추정값은 이하의 수학식 1In the first channel estimation subcarrier, symbols exist at 12 positions, and a channel estimation value estimated by a short training symbol is represented by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112012020376184-pat00001
Figure 112012020376184-pat00001

에 의해 얻어지는 것을 특징으로 할 수 있다(k는 -24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, 24이고,

Figure 112012020376184-pat00002
는 짧은 훈련심볼에 의해 추정되는 채널추정값이며,
Figure 112012020376184-pat00003
는 FFT 이후 주파수 영역에의 수신신호이고,
Figure 112012020376184-pat00004
는 짧은훈련심볼이다.).It can be characterized by that (k is -24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, 24,
Figure 112012020376184-pat00002
Is the channel estimate estimated by the short training symbol,
Figure 112012020376184-pat00003
Is the received signal in the frequency domain after FFT,
Figure 112012020376184-pat00004
Is a short training symbol).

제2채널추정부의 긴훈련심볼은 2개로 구성되고, 이하의 수학식 2 및 수학식 3The long training symbol of the second channel estimation unit is composed of two equations (2) and (3) below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112012020376184-pat00005
Figure 112012020376184-pat00005

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112012020376184-pat00006
Figure 112012020376184-pat00006

에 의해 각 긴훈련심볼에 대한 채널추정값을 얻는 것을 특징으로 할 수 있다(상기

Figure 112012020376184-pat00007
은 제1긴훈련심볼에 대한 채널추정값이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00008
는 FFT 이후 주파수 영역에의 수신신호이며,
Figure 112012020376184-pat00009
는 제1긴훈련심볼이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00010
은 제2긴훈련심볼에 대한 채널추정값이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00011
는 FFT 이후 주파수 영역에의 수신신호이며,
Figure 112012020376184-pat00012
는 제2긴훈련심볼이다.).It can be characterized by obtaining a channel estimation value for each long training symbol by (
Figure 112012020376184-pat00007
Is the channel estimation value for the first long training symbol,
Figure 112012020376184-pat00008
Is the received signal in the frequency domain after FFT,
Figure 112012020376184-pat00009
Is the first long training symbol, said
Figure 112012020376184-pat00010
Is the channel estimation value for the second long training symbol,
Figure 112012020376184-pat00011
Is the received signal in the frequency domain after FFT,
Figure 112012020376184-pat00012
Is the second long training symbol.).

제2채널추정부는 제1긴훈련심볼에 대한 채널추정값과 제2긴훈련심볼에 대한 채널추정값의 평균값을 얻는 것을 특징으로 할 수 있다The second channel estimation unit may obtain an average value of the channel estimation value for the first long training symbol and the channel estimation value for the second long training symbol.

제3채널추정부는, 이하의 수학식 4에 의해 The third channel estimation unit is expressed by the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112012020376184-pat00013
Figure 112012020376184-pat00013

각 부반송파에 대한 채널추정값들의 평균값을 얻는 것을 특징으로 할 수 있다(

Figure 112012020376184-pat00014
는 각 부반송파에 대한 채널추정값들의 평균값이고,
Figure 112012020376184-pat00015
는 짧은훈련심볼에 의한 채널추정값이고,
Figure 112012020376184-pat00016
제1긴훈련심볼에 의한 채널추정값이며,
Figure 112012020376184-pat00017
는 제2긴훈련심볼에 의한 채널추정값이다.).It may be characterized by obtaining the average value of the channel estimates for each subcarrier (
Figure 112012020376184-pat00014
Is the average of the channel estimates for each subcarrier,
Figure 112012020376184-pat00015
Is the channel estimation value from the short training symbol,
Figure 112012020376184-pat00016
Channel estimation value by the first long training symbol,
Figure 112012020376184-pat00017
Is the channel estimation value by the second long training symbol.).

또 다른 카테고리로서 본 발명의 목적은, 프리엠블 신호가 무선 채널을 통해 전송된 경우, 무선 채널을 통과한 후 수신된 프리엠블 수신신호를 분석하여 채널을 추정하는 LS 채널추정방법에 있어서, 프리엠플은 짧은 훈련심볼과 긴훈련심볼을 구비하고, 심볼값이 존재하는 부반송파의 경우, 제1채널추정부에 의해 수신단에서 사전에 알고 있는 짧은 훈련심볼을 기반으로 해당 부반송파에 대한 채널 추정값을 얻는 단계; 심볼값이 존재하지 않는 그 이외의 부반송파의 경우, 제2채널추정부에 의해 수신단에서 사전에 알고 있는 긴훈련심볼을 기반으로 채널 추정값을 얻는 단계; 및 제3채널추정부에 의해 제1채널추정부와 제2채널추정부에서 얻어진 각 부반송파들의 채널추정값을 가산하고, 이를 부반송파의 수로 나누어 각 부반송파에 대한 채널추정값들의 평균값을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법으로서 달성될 수 있다. Another object of the present invention is to provide an LS channel estimation method for estimating a channel by analyzing a preamble received signal after passing through a wireless channel when the preamble signal is transmitted through a wireless channel. In the case of a subcarrier having a short training symbol and a long training symbol, and having a symbol value, obtaining a channel estimation value for the corresponding subcarrier based on a short training symbol previously known by the receiver by the first channel estimation unit; Obtaining a channel estimate based on a long training symbol previously known at a receiving end by a second channel estimator in case of other subcarriers without a symbol value; And adding a channel estimation value of each subcarrier obtained by the first channel estimation unit and the second channel estimation unit by the third channel estimation unit, and dividing it by the number of subcarriers to obtain an average value of channel estimation values for each subcarrier. It can be achieved as an LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol.

따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 본 발명의 일실시예에 따르면 긴훈련심볼뿐 아니라 짧은훈련심볼을 함께 적용하게 됨으로써 기존의 LS채널추정방법에 비해 보다 정확하게 채널을 추정할 수 있고, 데이터의 신뢰도와 관계된 전송율과 다중 경로 수에 독립적이며, 이에 따라 DDCE의 에러 플로우가 발생하는 넓은 대역폭을 가진 시스템에서도 이등을 얻을 수 있어 심각한 주파수 선택적 페이딩 환경에서 유용한 장점을 갖는다. Therefore, according to the embodiment of the present invention as described, according to the embodiment of the present invention by applying a short training symbol as well as a long training symbol can estimate the channel more accurately than the conventional LS channel estimation method In addition, it is independent of the transmission rate and the number of multipaths related to the reliability of the data, and thus can be obtained even in a wide bandwidth system in which the error flow of the DDCE occurs, which is useful in severe frequency selective fading environments.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that various other modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, All fall within the scope of the appended claims.

도 1은 IEEE 802.11a/g/n에서 사용되는 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블 구조를 나타낸 일부 구성도,
도 2는 IEEE 802.11p에서 사용되는 PLCP 프리엠블 구조를 나타낸 일부 구성도,
도 3은 52개의 부반송파 중에서 12개의 부반송파를 이용하는 짧은 훈련심볼의 주파수 영역신호,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM 전송시스템 모델을 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법을 모식적으로 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS채널추정방법의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프를 도시한 것이다.
1 is a partial configuration diagram showing a physical layer convergence procedure (PLCP) preamble structure used in IEEE 802.11a / g / n;
2 is a diagram illustrating some components of a PLCP preamble structure used in IEEE 802.11p;
3 is a frequency domain signal of a short training symbol using 12 subcarriers among 52 subcarriers,
4 is a block diagram showing an OFDM transmission system model according to an embodiment of the present invention;
5 is a graph schematically showing an LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol according to an embodiment of the present invention;
6 is a graph showing a simulation result of the LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, this includes not only the case where it is directly connected, but also the case where it is indirectly connected with another element in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 긴훈련심볼과 짧은훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 IEEE 802.11a/g/n에서 사용되는 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블 구조를 나타낸 일부 구성도를 도시한 것이다. 그리고, 도 2는 IEEE 802.11p에서 사용되는 PLCP 프리엠블 구조를 나타낸 일부 구성도를 도시한 것이다Hereinafter, an LS channel estimation method using a long training symbol and a short training symbol according to an embodiment of the present invention will be described. First, FIG. 1 illustrates some configuration diagrams illustrating a physical layer convergence procedure (PLCP) preamble structure used in IEEE 802.11a / g / n. And, Figure 2 shows a part of the configuration diagram showing the PLCP preamble structure used in IEEE 802.11p.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, PLCP 프리엠블은 t1 ~ t10으로 이루어진 10개의 짧은훈련심볼(short training symbol)과 T1 과 T2 2개로 구성된 긴훈련심볼(Long training symbol)을 포함하고 있음을 알 수 있다. 그리고, 도 1a에 도시된 바와 같이, IEEE 802.11a/g/n에서 사용되는 PLCP 프리엠블에 포함된 훈련심볼의 총 주기는 16㎲이고, 도 1b에 도시된 바와 같이, IEEE 802.11p에서 사용되는 PLCP 프리엠블에 포함된 훈련심볼의 총 주기는 32㎲에 해당함을 알 수 있다. 1 and 2, the PLCP preamble includes 10 short training symbols consisting of t 1 to t 10 and a long training symbol consisting of two T 1 and T 2 . It can be seen that. And, as shown in Figure 1a, the total period of the training symbol included in the PLCP preamble used in IEEE 802.11a / g / n is 16 ms, as shown in Figure 1b, used in IEEE 802.11p It can be seen that the total period of the training symbols included in the PLCP preamble corresponds to 32 ms.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 채널추정방법에 사용되는 짧은훈련심볼에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 짧은훈련심볼은 일반적으로 수신단에서 자동이득제어(Automatic Gain Control), 다이버시티선택(Diversity selection), 타이밍 동기화(timing synchronize) 그리고, 대략적인 주파수 동기화를 이루는데 사용되게 된다. 또한, 짧은훈련심볼은 이하의 수학식 1에서와 같이 주파수 영역에서 위상변조된 12개의 부반송파로 구성되게 된다. Hereinafter, a short training symbol used in the channel estimation method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. Short training symbols are generally used to achieve automatic gain control, diversity selection, timing synchronization, and coarse frequency synchronization at the receiving end. In addition, the short training symbol is composed of 12 subcarriers phase-modulated in the frequency domain as shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112012020376184-pat00018
×
Figure 112012020376184-pat00018
×

{0,0,1+j,0,0,0-1-j,0,0,0,1+j,0,0,0,-1-j,0,0,0,-1-j,0,0,0,1+j,0,0,0,0,0,0,0,-1-j,0,0,0,-1-j,0,0,0,1+j,0,0,0,1+j,0,0,0,1+j,0,0,0,1+j,0,0}{0,0,1 + j, 0,0,0-1-j, 0,0,0,1 + j, 0,0,0, -1-j, 0,0,0, -1-j , 0,0,0,1 + j, 0,0,0,0,0,0,0, -1-j, 0,0,0, -1-j, 0,0,0,1 + j , 0,0,0,1 + j, 0,0,0,1 + j, 0,0,0,1 + j, 0,0}

수학식 1에서

Figure 112012020376184-pat00019
은 52개의 부반송파 중에 12개의 부반송파 만을 사용하는 OFDM 심볼의 평균전력을 정규화하기 위해서 곱해진다. 그리고, 도 3은 52개의 부반송파 중에서 12개의 부반송파를 이용하는 짧은 훈련심볼의 주파수 영역신호를 도시한 것이다. In Equation (1)
Figure 112012020376184-pat00019
Is multiplied to normalize the average power of an OFDM symbol using only 12 subcarriers out of 52 subcarriers. 3 illustrates a frequency domain signal of a short training symbol using 12 subcarriers among 52 subcarriers.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼에 부반송파가 실리는 12개의 위치는 -24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, 24에 해당함을 알 수 있다. 또한, 짧은훈련심볼은 주파수 영역에서 4배수에 해당하는 부반송파에만 0이 아닌 신호가 실리기 때문에 FFT 주기의 1/4에 해당하는 주기를 가지게 되며 10번 반복되게 된다. As shown in FIG. 3, twelve positions in which a subcarrier is carried on a short training symbol according to an embodiment of the present invention are -24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, It can be seen that it corresponds to 12, 16, 20, 24. In addition, the short training symbol has a period corresponding to 1/4 of the FFT period and is repeated 10 times because a non-zero signal is carried only on a subcarrier corresponding to 4 times the frequency domain.

그러므로 이와 같은 짧은훈련심볼은 수학식 1의 짧은훈련심볼에 IFFT를 취한 것을 2번 반복하고 IFFT 출력의 마지막 32개의 샘플을 순환확장(Cyclic extension)한 것과 동일하게 된다. 따라서 이하의 수학식 2에서와 같이 주파수 영역에서 동일한 2개의 짧은훈련심볼이 2개의 OFDM 심볼로 전송되는 것과 같이 나타낼 수 있다. Therefore, this short training symbol is the same as repeating the IFFT taking the short training symbol of Equation 1 twice and cyclically extending the last 32 samples of the IFFT output. Therefore, as shown in Equation 2 below, the same two short training symbols in the frequency domain may be represented as transmitted in two OFDM symbols.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112012020376184-pat00020
Figure 112012020376184-pat00020

l=0,1l = 0,1

k=-24,-20,-16,-12,-8,-4,4,8,12,16,20,24k = -24, -20, -16, -12, -8, -4,4,8,12,16,20,24

수학식 2에서

Figure 112012020376184-pat00021
는 l번째 OFDM의 k번째 부반송파에 실려 전송되는 짧은훈련심볼을 나타낸다. 그리고, 상기 수학식 2에 대하여 이하의 수학식 2에서와 같이 IFFT를 취하고 2번 반복한 후 IFFT 출력의 마지막 32개의 샘플을 순환확장하게 되면 이하의 수학식 4와 같은 짧은훈련심볼이 만들어 지게 된다. In Equation 2,
Figure 112012020376184-pat00021
Denotes a short training symbol carried on the k-th subcarrier of the l-th OFDM. Then, the IFFT is taken with respect to Equation 2 as shown in Equation 2 below, and after repeating twice, the last 32 samples of the IFFT output are cyclically expanded, and a short training symbol as shown in Equation 4 is generated. .

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112012020376184-pat00022
Figure 112012020376184-pat00022

n=0,1,2,3,4,....N-1n = 0,1,2,3,4, .... N-1

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112012020376184-pat00023

Figure 112012020376184-pat00023

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 긴훈련심볼(long training symbol)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 긴훈련심볼은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 채널추정과 미세주파수동기화를 위해 사용되어 짐을 알 수 있다. 이하의 수학식 5에서와 같이 긴훈련심볼은 주파수 영역에서 53개(DC의 0을 포함)의 위상변조된 부반송파로 이루어지게 된다. Hereinafter, a long training symbol according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. As shown in FIGS. 1 and 2, the long training symbol according to an embodiment of the present invention can be seen that it is used for channel estimation and fine frequency synchronization. As shown in Equation 5 below, the long training symbols include 53 phase-modulated subcarriers in the frequency domain.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112012020376184-pat00024
={1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1-1,1,-1,1,1,1,1,0,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1}
Figure 112012020376184-pat00024
= {1,1, -1, -1,1,1, -1,1, -1,1,1,1,1,1,1, -1, -1,1,1-1,1, -1,1,1,1,1,0,1, -1, -1,1,1, -1,1, -1,1, -1, -1, -1, -1,1,1 , -1, -1,1, -1,1, -1,1, -1,1,1,1,1}

본 발명의 일실시예에 따른 긴훈련심볼 역시 앞서 언급한 짧은훈련심볼과동일하게 수학식 5의 긴훈련심볼에 IFFT를 취한 것을 2번 반복하고 IFFT 출력의 마지막 32개의 샘플을 순환확장하면 되므로 아래의 수학식 6과 같이 주파수 영역에서 동일한 2개의 긴훈련심볼(

Figure 112012020376184-pat00025
)이 두개의 OFDM 심볼(
Figure 112012020376184-pat00026
)로 전송되는 것과 같이 나타낼 수 있다. The long training symbol according to an embodiment of the present invention also repeats the IFFT taken twice in the long training symbol of Equation 5 in the same manner as the short training symbol mentioned above, and cyclically expands the last 32 samples of the IFFT output. As shown in Equation 6 of the two long training symbols in the frequency domain (
Figure 112012020376184-pat00025
Two OFDM symbols (
Figure 112012020376184-pat00026
May be sent as

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112012020376184-pat00027
Figure 112012020376184-pat00027

l=2,3l = 2,3

k=-26 ~ 26k = -26-26

위의 수학식 6에 대하여 IFFT를 취하고 2번 반복한 후 IFFT 출력의 마지막 32개의 샘플을 순환확장하면 이하의 수학식 7과 같은 긴훈련심볼이 만들어지게 된다. After taking the IFFT for Equation 6 above and repeating it twice, cyclically extending the last 32 samples of the IFFT output produces a long training symbol as shown in Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112012020376184-pat00028
={x3[n]/2, x2[n], x3[n]}
Figure 112012020376184-pat00028
= {x 3 [n] / 2, x 2 [n], x 3 [n]}

n=0,1,2,3,4,,,,,N-1n = 0,1,2,3,4 ,,,,, N-1

따라서 앞서 언급한 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼로 이루어진 프리엠블 신호는 이하의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있게 된다. Therefore, the preamble signal consisting of the short training symbol and the long training symbol mentioned above can be expressed as Equation 8 below.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112012020376184-pat00029
={x1[n]/2, x0[n], x1[n], x3[n]/2, x2[n], x3[n]}
Figure 112012020376184-pat00029
= {x 1 [n] / 2, x 0 [n], x 1 [n], x 3 [n] / 2, x 2 [n], x 3 [n]}

그리고, 상기의 수학식 8의 프리엠블 신호가 무선채널을 통해 전송된 경우, 무선채널을 통과한 후에 수신된 프리엠블 신호는 이하의 수학식 9로 나타낼 수 있다. When the preamble signal of Equation 8 is transmitted through the wireless channel, the preamble signal received after passing through the wireless channel may be represented by Equation 9 below.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112012020376184-pat00030
={x1[n]/2, x0[n], x1[n], x3[n]/2, x2[n], x3[n]}*hl[n]+wl[n]
Figure 112012020376184-pat00030
= {x 1 [n] / 2, x 0 [n], x 1 [n], x 3 [n] / 2, x 2 [n], x 3 [n]} * h l [n] + w l [n]

수학식 9에서 hl[n]은 l번째 OFDM 심볼의 무선채널 임펄스 응답을 나타내며, wl[n]는 백색가우시안(Additive White Gaussian, 이하 AWGN) 잡음을 나타낸다. 즉, 무선채널을 통과한 후에 수신된 프리엠블 신호(y={yS, yL})는 수학식 8에 의한 전송되는 프리엠블 신호(x={xS, xL})에서 무선채널 임펄스응답(hl[n])을 곱한 것에 AWGN 잡음(wl[n])을 더한 것으로 나타낼 수 있다. In Equation 9, h l [n] represents a radio channel impulse response of the l-th OFDM symbol, and w l [n] represents Additive White Gaussian (AWGN) noise. That is, the preamble signal (y = {y S , y L }) received after passing through the radio channel is a radio channel impulse in the transmitted preamble signal (x = {x S , x L }) according to Equation (8). It can be expressed as the product of the response h l [n] plus the AWGN noise w l [n].

또한, OFDM 심볼동기가 이루어졌다는 가정하에서 FFT 이후 주파수 영역에서 수신신호(Yl[k])를 이하의 수학식 10으로 표현할 수 있다. In addition, under the assumption that OFDM symbol synchronization is performed, the received signal Y l [k] in the frequency domain after the FFT may be expressed by Equation 10 below.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure 112012020376184-pat00031
Figure 112012020376184-pat00031

또한, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM 전송시스템 모델을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 수학식 10과 도 4에 도시된 바와 같이, Hl[k]는 l번째 OFDM 심볼의 k번째 부반송파에서의 채널 주파수 응답이고, Wl[k]는 l번째 OFDM 심볼의 k번째 부반송파에서의 채널 주파수 잡음에 해당하고, Xl[k]는 k번째 부반송파에서 l번째 입력심볼에 해당한다. 4 is a block diagram illustrating an OFDM transmission system model according to an embodiment of the present invention. As shown in Equations 10 and 4, H l [k] is the channel frequency response at the k-th subcarrier of the l-th OFDM symbol, and W l [k] is the channel at the k-th subcarrier of the l-th OFDM symbol. It corresponds to frequency noise, and X l [k] corresponds to the l th input symbol on the k th subcarrier.

따라서 도 4에 도시된 바와 같이, OFDM 시스템에서 FFT 이후 주파수 영역에서 수신신호는 각 부반송파에서 입력심볼과 채널의 주파수 응답의 곱에 채널의 주파수 잡음을 더한 것으로 표현된다. Therefore, as shown in FIG. 4, the received signal in the frequency domain after the FFT in the OFDM system is represented by adding the frequency noise of the channel to the product of the frequency response of the input symbol and the channel in each subcarrier.

LS(Least Squre) 채널추정방법은 수신단에서 사전에 알고 있는 훈련심볼을 이용하여 채널을 추정하는 방법이다. 종래에 훈련심볼을 이용하는 LS 채널추정기법으로 하나의 긴훈련심볼을 이용한 것이 있고, 2개의 긴훈련심볼을 이용하여 각 긴훈련심볼마다 독립적으로 채널 추정방법을 적용한 후 그것에 평균을 취하여 채널을 추정하는 방법이 존재한다. LS (Least Squre) channel estimation method is a method for estimating the channel using a training symbol known in advance at the receiving end. In the conventional LS channel estimation technique using a training symbol, one long training symbol is used, and each long training symbol is independently applied to each long training symbol using two long training symbols, and then the channel is estimated and averaged. There is a way.

하나의 긴훈련심볼을 이용하는 것은 OFDM 시스템에서 각 부채널에 대해 수신신호(Yl[k])는 채널과 송신신호의 곱으로 표현되기 때문에 하나의 긴 훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법으로 추정된 채널은 이하의 수학식 11로 표현될 수 있다. Using one long training symbol is a channel estimated by the LS channel estimation method using one long training symbol since the received signal Yl [k] is expressed as a product of a channel and a transmission signal for each subchannel in the OFDM system. May be represented by Equation 11 below.

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure 112012020376184-pat00032
Figure 112012020376184-pat00032

l = 2 또는 3l = 2 or 3

또한, 프리엠블 구조에서 프리엠블은 2개의 긴훈련심볼로 전송되므로 각 2개의 긴 훈련심볼에 대하여 이하의 수학식 12에서와 같이, 독립적으로 LS채널 추정기법을 적용하여 채널을 추정할 수 있다. In addition, in the preamble structure, since the preamble is transmitted to two long training symbols, each of the two long training symbols can be independently estimated by applying an LS channel estimation technique, as shown in Equation 12 below.

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure 112012020376184-pat00033
l=2 인 경우
Figure 112012020376184-pat00033
if l = 2

Figure 112012020376184-pat00034
l=3 인 경우
Figure 112012020376184-pat00034
if l = 3

수학식 12에서와 같이, 독립적으로 l=2인 경우와 l=3인 경우에 대하여 LS 채널추정방법을 적용하여 채널을 추정한 후 이하의 수학식 13과 같이 그 평균값을 취하여 채널을 추정하는 종래의 방법이 존재한다(평균된 LS 채널 추정).As shown in Equation 12, the conventional method of estimating the channel by applying the LS channel estimation method to the case of l = 2 and l = 3 independently and taking the average value as shown in Equation 13 below There is a method (averaged LS channel estimation).

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure 112012020376184-pat00035
Figure 112012020376184-pat00035

본 발명의 일실시예에 따른 채널 추정방법은 종래의 긴훈련심볼만을 이용한 것이 아닌 앞서 언급한 긴훈련심볼과 짧은훈련심볼을 모두 적용하여 채널을 추정하는 것을 기술적 특징으로 하고 있다. The channel estimation method according to an embodiment of the present invention is characterized by estimating a channel by applying both the long training symbol and the short training symbol described above, instead of using the conventional long training symbol.

즉, 앞서 언급한 바와 같이 짧은훈련심볼 역시 긴훈련심볼과 같이 2개의 OFDM 심볼로 이루어진 것으로 간주될 수 있으며 도 3에 도시된 바와 같이, 부반송파는 12개의 위치인 -24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, 24에서만 심볼이 존재하게 되므로 본 발명의 일실시예에서는 김훈련심볼 뿐만 아니라 짧은훈련심볼도 함께 이용하여 LS 추정방법으로 채널을 추정하게 된다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법을 모식적으로 나타낸 그래프를 도시한 것이다. That is, as mentioned above, the short training symbol may also be regarded as two OFDM symbols like the long training symbol. As shown in FIG. 3, the subcarriers have 12 positions of -24, -20, -16, Since symbols exist only at -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, and 24, in one embodiment of the present invention, not only the Kim training symbol but also the short training symbol are used together with the LS estimation method. Estimate. 5 is a graph schematically showing an LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법은 3개의 독립적인 채널추정기법을 적용한 후 이들의 평균값을 취하여 채널을 추정하게 된다. 첫번째는 ① 앞서 언급한 수학식 12에서 l=2인 경우의 긴훈련심볼에 대한 채널을 추정한다. 그리고, 두번째는 ② 앞서 언급한 수학식 12에서 l=3인 경우의 긴훈련심볼에 대한 채널을 추정하게 된다. 또한, 세번째는 ③ 짧은훈련심볼을 이용하여 채널을 추정하게 된다. In the LS channel estimation method using the short training symbol and the long training symbol according to an embodiment of the present invention, after applying three independent channel estimation techniques, the channel values are estimated by estimating these channels. First, the channel for the long training symbol when l = 2 in Equation 12 mentioned above is estimated. Second, ② estimates the channel for the long training symbol when l = 3 in Equation 12 mentioned above. In addition, the third is to estimate the channel using the ③ short training symbols.

먼저, 심볼값이 존재하는 12개의 부반송파의 경우는 이하의 수학식 14와 같이 짧은훈련심볼을 이용하여 해당 부반송파에 대한 채널을 추정(H1[k])하게 된다. First, in case of 12 subcarriers having a symbol value, a channel for a corresponding subcarrier is estimated (H 1 [k]) using a short training symbol as shown in Equation 14 below.

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure 112012020376184-pat00036
Figure 112012020376184-pat00036

k=-24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, 24k = -24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, 24

그리고, 심볼값이 존재하지 않는 그 이외의 부반송파의 경우에는 독립적으로 l=2인 경우와 l=3인 경우에 긴훈련심볼을 사용하여 채널값을 추정(H2[k], H3[k])하고, 이하의 수학식 15에서와 같이 이렇게 추정된 2개의 채널값의 평균값을 이용하게 된다. In the case of other subcarriers without a symbol value, channel values are estimated using long training symbols independently when l = 2 and l = 3 (H 2 [k], H 3 [k]. ]) And the average value of the two channel values thus estimated is used as in Equation 15 below.

[수학식 15]&Quot; (15) "

Figure 112012020376184-pat00037
Figure 112012020376184-pat00037

그리고, 마지막으로 독립적으로 짧은훈련심볼을 이용한 채널 추정값과 l=2인 경우와 l=3인 경우에 긴훈련심볼을 사용한 채널 추정값에 대하여 이하의 수학식 16과 같이 평균을 취하여 최종적으로 채널을 추정하게 된다. Finally, the channel estimation value using the short training symbol independently and the channel estimation value using the long training symbol when l = 2 and l = 3 are averaged as shown in Equation 16 below to finally estimate the channel. Done.

[수학식 16]&Quot; (16) "

Figure 112012020376184-pat00038
Figure 112012020376184-pat00038

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS채널추정방법에 대한 성능을 살펴보기 위한 시뮬레이션 결과에 대해 설명하도록 한다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS채널추정방법의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. Hereinafter, a simulation result for examining the performance of the LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol according to an embodiment of the present invention will be described. 6 is a graph showing a simulation result of the LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 평균제곱오차(mean square error, MSE)를 이용하여 채널추정방법들에 대한 성능을 살펴보기 위한 모의실험 결과를 나타내고 있음을 알 수 있다. MSE는 이하의 수학식 17에 의해 나타낼 수 있다. As shown in FIG. 6, it can be seen that simulation results for examining the performance of channel estimation methods using mean square error (MSE) are shown. MSE can be represented by Equation 17 below.

[수학식 17]&Quot; (17) "

Figure 112012020376184-pat00039
Figure 112012020376184-pat00039

수학식 17에서

Figure 112012020376184-pat00040
는 정확한 채널값에 해당하고,
Figure 112012020376184-pat00041
은 추정된 채널값을 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, 검정색선(LTS1)과 빨간색선(LTS2)은 각각 하나의 긴훈련심볼을 이용하여 추정된 채널값과 정확한 채널값에 대한 MSE이고, 연두색선(LTS12)은 2개의 긴훈련심볼을 이용하여 추정된 채널값의 평균값과 정확한 채널값에 대한 MSE이고, 파란색선(LTS12+STS)는 본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS채널추정방법에 의해 추정된 채널값과 정확한 채널값에 대한 MSE를 나타내고 있음을 알 수 있다. In equation (17)
Figure 112012020376184-pat00040
Corresponds to the correct channel value,
Figure 112012020376184-pat00041
Represents an estimated channel value. As shown in FIG. 6, the black line LTS1 and the red line LTS2 are MSEs for the channel value and the correct channel value, respectively, estimated using one long training symbol, and the yellow green line LTS12 is divided into two lines. LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol according to an embodiment of the present invention, and the blue line (LTS12 + STS) is an MSE for an average channel value and an accurate channel value estimated using a long training symbol. It can be seen that it represents the MSE for the channel value and the correct channel value estimated by.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS채널추정방법을 적용하면 종래의 방법과 비교하여 MSE 값이 줄어들어 보다 정확하게 채널을 추정할 수 있음을 알 수 있다. In addition, as shown in Figure 6, when applying the LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol according to an embodiment of the present invention to reduce the MSE value compared to the conventional method to estimate the channel more accurately It can be seen that.

Claims (6)

프리엠블 신호가 무선 채널을 통해 전송된 경우, 상기 무선 채널을 통과한 후 수신된 프리엠블 수신신호를 분석하여 상기 채널을 추정하는 LS 채널추정장치에 있어서,
상기 프리엠블은 짧은 훈련심볼과 긴훈련심볼을 구비하고,
심볼값이 존재하는 부반송파의 경우, 수신단에서 사전에 알고 있는 상기 짧은 훈련심볼을 기반으로 해당 부반송파의 채널을 추정하는 제1채널추정부;
상기 심볼값이 존재하지 않는 그 이외의 부반송파의 경우, 수신단에서 사전에 알고 있는 상기 긴훈련심볼을 기반으로 채널을 추정하는 제2채널추정부; 및
상기 제1채널추정부와 상기 제2채널추정부에서 얻어진 각 부반송파들의 채널추정값을 가산하고, 이를 부반송파의 수로 나누어 각 부반송파에 대한 채널추정값들의 평균값을 얻는 제3채널추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정장치.
In the LS channel estimation apparatus for estimating the channel by analyzing the preamble received signal after passing through the wireless channel, when the preamble signal is transmitted through a wireless channel,
The preamble is provided with a short training symbol and a long training symbol,
A first channel estimator for estimating a channel of the corresponding subcarrier based on the short training symbols known in advance in the case of a subcarrier having a symbol value;
A second channel estimator for estimating a channel based on the long training symbol previously known at a receiver in case of other subcarriers in which the symbol value does not exist; And
And a third channel estimator for adding channel estimation values of the subcarriers obtained from the first channel estimator and the second channel estimator, and dividing them by the number of subcarriers to obtain an average value of channel estimates for each subcarrier. LS channel estimation device using short training symbols and long training symbols.
제 1항에 있어서,
상기 제1채널추정부에서 부반송파는 12개의 위치에서 심볼이 존재하고, 짧은 훈련심볼에 의해 추정되는 채널추정값은 이하의 수학식 1
[수학식 1]
Figure 112012020376184-pat00042

에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정장치:
상기 k는 -24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, 24이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00043
는 짧은 훈련심볼에 의해 추정되는 채널추정값이며, 상기
Figure 112012020376184-pat00044
는 FFT 이후 주파수 영역에의 수신신호이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00045
는 짧은훈련심볼이다.
The method of claim 1,
In the first channel estimation subcarrier, a symbol exists at 12 positions, and a channel estimation value estimated by a short training symbol is represented by Equation 1 below.
[Equation 1]
Figure 112012020376184-pat00042

LS channel estimation apparatus using short and long training symbols, characterized in that obtained by:
K is -24, -20, -16, -12, -8, -4, 4, 8, 12, 16, 20, 24, and
Figure 112012020376184-pat00043
Is a channel estimation value estimated by a short training symbol,
Figure 112012020376184-pat00044
Is a received signal in the frequency domain after the FFT, and
Figure 112012020376184-pat00045
Is a short training symbol.
제 1항에 있어서,
상기 제2채널추정부의 긴훈련심볼은 2개로 구성되고,
이하의 수학식 2 및 수학식 3
[수학식 2]
Figure 112012020376184-pat00046

[수학식 3]
Figure 112012020376184-pat00047

에 의해 각 긴훈련심볼에 대한 채널추정값을 얻는 것을 특징으로 하는 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정장치:
상기
Figure 112012020376184-pat00048
은 제1긴훈련심볼에 대한 채널추정값이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00049
는 FFT 이후 주파수 영역에의 수신신호이며, 상기
Figure 112012020376184-pat00050
는 제1긴훈련심볼이고,
상기
Figure 112012020376184-pat00051
은 제2긴훈련심볼에 대한 채널추정값이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00052
는 FFT 이후 주파수 영역에의 수신신호이며, 상기
Figure 112012020376184-pat00053
는 제2긴훈련심볼이다.
The method of claim 1,
The long training symbol of the second channel estimation unit is composed of two,
Equations 2 and 3 below
&Quot; (2) "
Figure 112012020376184-pat00046

&Quot; (3) "
Figure 112012020376184-pat00047

LS channel estimation apparatus using short training symbols and long training symbols, characterized by obtaining the channel estimation value for each long training symbol by:
remind
Figure 112012020376184-pat00048
Is the channel estimation value for the first long training symbol,
Figure 112012020376184-pat00049
Is a received signal in the frequency domain after FFT, and
Figure 112012020376184-pat00050
Is the first long training symbol,
remind
Figure 112012020376184-pat00051
Is the channel estimation value for the second long training symbol,
Figure 112012020376184-pat00052
Is a received signal in the frequency domain after FFT, and
Figure 112012020376184-pat00053
Is the second long training symbol.
제 3항에 있어서,
상기 제2채널추정부는
상기 제1긴훈련심볼에 대한 채널추정값과 상기 제2긴훈련심볼에 대한 채널추정값의 평균값을 얻는 것을 특징으로 하는 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정장치.
The method of claim 3,
The second channel estimation unit
LS channel estimation apparatus using a short training symbol and a long training symbol, characterized in that to obtain an average value of the channel estimation value for the first long training symbol and the channel estimation value for the second long training symbol.
제 1항에 있어서,
상기 제3채널추정부는,
이하의 수학식 4에 의해
[수학식 4]
Figure 112012020376184-pat00054

각 부반송파에 대한 채널추정값들의 평균값을 얻는 것을 특징으로 하는 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정장치;
상기
Figure 112012020376184-pat00055
는 각 부반송파에 대한 채널추정값들의 평균값이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00056
는 짧은훈련심볼에 의한 채널추정값이고, 상기
Figure 112012020376184-pat00057
제1긴훈련심볼에 의한 채널추정값이며, 상기
Figure 112012020376184-pat00058
는 제2긴훈련심볼에 의한 채널추정값이다.
The method of claim 1,
The third channel estimation unit,
By Equation 4 below
&Quot; (4) "
Figure 112012020376184-pat00054

LS channel estimation apparatus using a short training symbol and a long training symbol, characterized in that the average value of the channel estimation values for each subcarrier is obtained;
remind
Figure 112012020376184-pat00055
Is an average of channel estimates for each subcarrier,
Figure 112012020376184-pat00056
Is the channel estimation value from the short training symbol,
Figure 112012020376184-pat00057
Channel estimation value according to the first long training symbol,
Figure 112012020376184-pat00058
Is the channel estimation value by the second long training symbol.
프리엠블 신호가 무선 채널을 통해 전송된 경우, 상기 무선 채널을 통과한 후 수신된 프리엠블 수신신호를 분석하여 상기 채널을 추정하는 LS 채널추정방법에 있어서,
상기 프리엠블은 짧은 훈련심볼과 긴훈련심볼을 구비하고,
심볼값이 존재하는 부반송파의 경우, 제1채널추정부에 의해 수신단에서 사전에 알고 있는 상기 짧은 훈련심볼을 기반으로 해당 부반송파에 대한 채널 추정값을 얻는 단계;
상기 심볼값이 존재하지 않는 그 이외의 부반송파의 경우, 제2채널추정부에 의해 수신단에서 사전에 알고 있는 상기 긴훈련심볼을 기반으로 채널 추정값을 얻는 단계; 및
제3채널추정부에 의해 상기 제1채널추정부와 상기 제2채널추정부에서 얻어진 각 부반송파들의 채널추정값을 가산하고, 이를 부반송파의 수로 나누어 각 부반송파에 대한 채널추정값들의 평균값을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은훈련심볼과 긴훈련심볼을 이용한 LS 채널추정방법.
In the LS channel estimation method for estimating the channel by analyzing the preamble received signal after passing through the wireless channel, when the preamble signal is transmitted through a wireless channel,
The preamble is provided with a short training symbol and a long training symbol,
In the case of a subcarrier having a symbol value, obtaining a channel estimate value for the corresponding subcarrier based on the short training symbol previously known to the receiver by a first channel estimator;
Obtaining a channel estimation value based on the long training symbol previously known at a receiving end by a second channel estimator in case of other subcarriers in which the symbol value does not exist; And
Adding channel estimation values of the respective subcarriers obtained by the first channel estimation unit and the second channel estimation unit by a third channel estimation unit, and dividing them by the number of subcarriers to obtain an average value of channel estimation values for each subcarrier. LS channel estimation method using a short training symbol and a long training symbol, characterized in that.
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