KR101362238B1 - Channel estimator, orthogonal frequency division multiplexing receiver including the same, and method of operating the same - Google Patents

Channel estimator, orthogonal frequency division multiplexing receiver including the same, and method of operating the same Download PDF

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KR101362238B1 KR1020120051843A KR20120051843A KR101362238B1 KR 101362238 B1 KR101362238 B1 KR 101362238B1 KR 1020120051843 A KR1020120051843 A KR 1020120051843A KR 20120051843 A KR20120051843 A KR 20120051843A KR 101362238 B1 KR101362238 B1 KR 101362238B1
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Abstract

채널 추정기, 이를 포함하는 OFDM 수신기, 및 이의 동작 방법이 개신된다. 상기 채널 추정기는 프리앰블(preamble) 신호를 이용해 LS(least square) 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보를 추정하고, 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하는 LS 채널 추정 모듈, 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 스무딩(smoothing)하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보를 제2채널 상태 정보로서 출력하는 스무딩 채널 추정 모듈, 상기 프리앰블 신호 중에서 노이즈 성분의 크기와 상기 추정된 제1채널 상태 정보에 따라 선택 신호를 출력하는 컨트롤러, 및 상기 선택 신호에 응답하여 상기 추정된 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 출력하는 선택기를 포함한다.A channel estimator, an OFDM receiver comprising the same, and a method of operation thereof are disclosed. The channel estimator estimates first channel state information by a least square channel estimation method using a preamble signal, and outputs the estimated first channel state information by the LS channel estimation module. A smoothing channel estimation module for smoothing channel state information and outputting smoothed first channel state information as second channel state information, according to a magnitude of a noise component of the preamble signal and the estimated first channel state information And a controller for outputting a selection signal, and a selector for outputting the estimated first channel state information or the second channel state information in response to the selection signal.

Description

채널 추정기, 이를 포함하는 ＯＦＤＭ 수신기, 및 이의 동작 방법{CHANNEL ESTIMATOR, ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING RECEIVER INCLUDING THE SAME, AND METHOD OF OPERATING THE SAME}CHANNEL ESTIMATOR, ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING RECEIVER INCLUDING THE SAME, AND METHOD OF OPERATING THE SAME}

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 통신 시스템에서 채널을 추정하는 채널 추정기에 관한 것으로, 특히 채널의 주파수 특성과 노이즈 성분의 크기에 따라 채널 추정 방식을 선택함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있는 채널 추정기, 이를 포함하는 OFDM 수신기, 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a channel estimator for estimating a channel in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) communication system. In particular, a channel estimation method is selected according to a frequency characteristic of a channel and a magnitude of a noise component to improve reception performance. A channel estimator, an OFDM receiver including the same, and a method of operating the same are provided.

직교 주파수 분할 다중화 방식(orthogonal frequency division multiplexing(OFDM))은 서로 직교하는 복수의 부반송파를 통해 신호를 전송하는 방식이다. OFDM은 주파수 선택적 페이딩 현상과 협대역 간섭에 강한 특성을 갖기 때문에 광대역 무선 접속 방식으로 널리 사용되고 있다.Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a method of transmitting a signal through a plurality of orthogonal subcarriers. OFDM is widely used as a broadband wireless access method because it has a strong characteristic against frequency selective fading and narrowband interference.

OFDM은 인접 심볼간 간섭(inter symbol interference)을 순환 확장(cyclic prefix)을 이용해 간단하게 등화(equalization)시킬 수 있고 MIMO(multiple input multiple output) 스킴(scheme)과의 결합이 쉬운 장점을 갖기 때문에, WiMax(worldwide interoperability for microwave access), LTE(long term evolution), 또는 Wi-FiTM와 같은 무선 통신 시스템에 사용되고 있다.OFDM has the advantage that it is easy to equalize inter symbol interference by cyclic prefix and is easy to combine with multiple input multiple output (MIMO) scheme. It is used in wireless communication systems such as worldwide interoperability for microwave access (WiMax), long term evolution (LTE), or Wi-Fi ™ .

OFDM 통신 시스템에서 수신기는 채널 상태를 추정하고, 채널 추정 결과를 이용해 수신된 데이터를 복조한다. 상기 수신기의 성능은 채널 추정의 정확도와 밀접한 관련이 있으므로, 채널 추정의 에러(error)를 줄이는 기술이 중요하다.In an OFDM communication system, a receiver estimates a channel state and demodulates received data using the channel estimation result. Since the performance of the receiver is closely related to the accuracy of channel estimation, a technique for reducing the error of channel estimation is important.

OFDM 통신 시스템에서 채널 상태를 추정하는 방식에는 LS(least-square) 방식과 스무딩(smoothing) 방식이 있다. LS 방식은 간단하지만 스무딩 방식보다 노이즈의 분산이 크다는 단점이 있다. 스무딩 방식은 LS 방식보다 노이즈의 분산이 작으므로 LS 방식보다 채널 추정의 정확도가 높다. 그러나 주파수 도메인(domain)에서의 채널 상태 변화량이 클 때, 즉 심각한 주파수 선택적 페이딩(severe frequency selective fading) 환경에서는 스무딩 방식이 LS 방식보다 채널 추정의 정확도가 낮아질 수 있다.There are two methods of estimating a channel state in an OFDM communication system: a least-square (LS) method and a smoothing method. The LS method is simple, but has a disadvantage of dispersing noise more than the smoothing method. The smoothing method has a smaller dispersion of noise than the LS method, so the channel estimation accuracy is higher than the LS method. However, when the channel state variation in the frequency domain is large, that is, in a severe frequency selective fading environment, the smoothing method may have lower accuracy of channel estimation than the LS method.

따라서, 채널 상태 변화량에 따라 채널 추정 방식을 선택함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있는 기술이 요구된다.Therefore, there is a need for a technique capable of improving reception performance by selecting a channel estimation method according to the channel state change amount.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 채널의 주파수 특성과 노이즈 성분의 크기에 따라 채널 추정 방식을 선택함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있는 채널 추정기, 이를 포함하는 OFDM 수신기, 및 이의 동작 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a channel estimator that can improve the reception performance by selecting a channel estimation method according to the frequency characteristics of the channel and the size of the noise component, an OFDM receiver including the same, and an operation method thereof. .

본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정기는 프리앰블(preamble) 신호를 이용해 LS(least square) 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보를 추정하고, 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하는 LS 채널 추정 모듈, 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 스무딩(smoothing)하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보를 제2채널 상태 정보로서 출력하는 스무딩 채널 추정 모듈, 상기 프리앰블 신호 중에서 노이즈 성분의 크기와 상기 추정된 제1채널 상태 정보에 따라 선택 신호를 출력하는 컨트롤러, 및 상기 선택 신호에 응답하여 상기 추정된 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 출력하는 선택기를 포함한다.The channel estimator according to an embodiment of the present invention estimates first channel state information by a least square channel estimation method using a preamble signal and outputs the estimated first channel state information. A smoothing channel estimating module for smoothing the estimated first channel state information and outputting the smoothed first channel state information as second channel state information, a magnitude of a noise component of the preamble signal, and the estimated first And a controller for outputting a selection signal according to the 1-channel state information, and a selector for outputting the estimated first channel state information or the second channel state information in response to the selection signal.

상기 컨트롤러는 상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량과 상기 노이즈 성분의 상기 크기에 대응되는 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 클 때 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력하고 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 크지 않을 때 상기 제2채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력할 수 있다.The controller compares a channel state change amount between channels calculated based on the first channel state information with a reference value corresponding to the magnitude of the noise component, and the channel state change amount is greater than the reference value according to a comparison result. The selection signal for outputting the estimated first channel state information may be output when it is large, and the selection signal for outputting the second channel state information when the channel state change amount is not greater than the reference value. .

상기 스무딩 채널 추정 모듈은 다음의 수학식

Figure 112012039058811-pat00001
에 따라 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 스무딩하고, 상기 컨트롤러는 다음의 수학식
Figure 112012039058811-pat00002
에 따라 계산되는 상기 채널 상태 변화량(MSR)과 다음의 수학식
Figure 112012039058811-pat00003
에 따라 계산되는 상기 기준 값(REF)을 비교하며,
Figure 112012039058811-pat00004
는 상기 제2채널 상태 정보 중에서 i(1〈i〈N인 자연수, N은 상기 채널들의 개수) 번째 채널의 상태 정보를 나타내고,
Figure 112012039058811-pat00005
는 상기 제1채널 상태 정보 중에서 i번째 채널의 상태 정보를 나타내고, NP는 상기 노이즈 성분의 상기 크기를 나타내고, A와 B는 통신 환경에 따라 설정 가능한 파라미터를 나타낸다.The smoothing channel estimation module is represented by the following equation
Figure 112012039058811-pat00001
Smoothing the estimated first channel state information according to the following equation;
Figure 112012039058811-pat00002
The channel state change (MSR) calculated according to the following equation
Figure 112012039058811-pat00003
Comparing the reference value (REF) calculated according to
Figure 112012039058811-pat00004
Denotes the state information of the i channel (where 1 < i < N, N is the number of channels) of the second channel state information,
Figure 112012039058811-pat00005
Represents the state information of the i-th channel among the first channel state information, NP represents the magnitude of the noise component, and A and B represent parameters that can be set according to a communication environment.

상기 채널 추정기는 상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 상기 채널들 사이의 선형 위상 변화 값을 출력하는 선형 위상 추정 모듈을 더 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 노이즈 성분의 상기 크기, 상기 제1채널 상태 정보, 및 상기 선형 위상 변화 값에 따라 상기 선택 신호를 출력할 수 있다.The channel estimator further includes a linear phase estimation module for outputting a linear phase change value between the channels based on the first channel state information, wherein the controller is configured to output the magnitude of the noise component and the first channel state information. And the selection signal according to the linear phase change value.

상기 스무딩 채널 추정 모듈은 다음의 수학식

Figure 112012039058811-pat00006
에 따라 상기 제1채널 상태 정보를 스무딩하고, 상기 컨트롤러는 다음의 수학식
Figure 112012039058811-pat00007
에 따라 계산되는 상기 채널 상태 변화량(MSR)과 다음의 수학식
Figure 112012039058811-pat00008
에 따라 계산되는 상기 기준 값(REF)을 비교하며,
Figure 112012039058811-pat00009
는 상기 제2채널 상태 정보 중에서 i(1〈i〈N인 자연수, N은 상기 채널들의 개수) 번째 채널의 상태 정보를 나타내고,
Figure 112012039058811-pat00010
는 상기 제1채널 상태 정보 중에서 i번째 채널의 상태 정보를 나타내고, ε는 선형 위상 에러(linear phase error)를 나타내고, NP는 상기 노이즈 성분의 상기 크기를 나타내고, A와 B는 통신 환경에 따라 설정 가능한 파라미터를 나타낸다.The smoothing channel estimation module is represented by the following equation
Figure 112012039058811-pat00006
Smoothing the first channel state information according to, and the controller is
Figure 112012039058811-pat00007
The channel state change (MSR) calculated according to the following equation
Figure 112012039058811-pat00008
Comparing the reference value (REF) calculated according to
Figure 112012039058811-pat00009
Denotes the state information of the i channel (where 1 < i < N, N is the number of channels) of the second channel state information,
Figure 112012039058811-pat00010
Represents the state information of the i-th channel among the first channel state information, ε represents a linear phase error, NP represents the magnitude of the noise component, and A and B are set according to a communication environment. Indicates possible parameters.

본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신기는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 송신기로부터 RF 수신 모듈을 통해 수신된 신호 중에서 프리앰블(preamble) 신호에 기초하여 채널들의 상태를 추정하고, 채널 추정 결과를 출력하는 채널 추정기, 상기 채널 추정 결과에 기초하여 상기 신호를 복조하는 복조기, 및 상기 복조기의 출력을 디코딩(decoding)하는 디코더를 포함하며, 상기 채널 추정기는 상기 프리앰블 신호를 이용해 LS(least square) 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보를 추정하고, 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하는 LS 채널 추정 모듈, 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 스무딩(smoothing)하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보를 제2채널 상태 정보로서 출력하는 스무딩 채널 추정 모듈, 상기 프리앰블 신호 중에서 노이즈 성분의 크기와 상기 추정된 제1채널 상태 정보에 따라 선택 신호를 출력하는 컨트롤러, 및 상기 선택 신호에 응답하여 상기 추정된 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 출력하는 선택기를 포함한다.An OFDM receiver according to an embodiment of the present invention estimates the state of channels based on a preamble signal among signals received from an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmitter through an RF receiving module, and outputs a channel estimation result. An estimator, a demodulator to demodulate the signal based on the channel estimation result, and a decoder to decode an output of the demodulator, wherein the channel estimator uses the preamble signal to determine a least square (LS) channel estimation scheme. An LS channel estimation module for estimating first channel state information, outputting the estimated first channel state information, smoothing the estimated first channel state information, and performing a second operation on the smoothed first channel state information. Smoothing channel estimation module for outputting as channel state information, the magnitude of the noise component of the preamble signal and the estimated first channel A selector for outputting the estimated first channel state information or the second channel state information in response to the controller, and the selection signal and outputting a select signal in accordance with the state information.

상기 컨트롤러는 상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량과 상기 노이즈 성분의 상기 크기에 대응되는 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 클 때 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력하고 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 크지 않을 때 상기 제2채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력할 수 있다.The controller compares a channel state change amount between channels calculated based on the first channel state information with a reference value corresponding to the magnitude of the noise component, and the channel state change amount is greater than the reference value according to a comparison result. The selection signal for outputting the estimated first channel state information may be output when it is large, and the selection signal for outputting the second channel state information when the channel state change amount is not greater than the reference value. .

상기 채널 추정기는 상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 상기 채널들 사이의 선형 위상 변화 값을 출력하는 선형 위상 추정 모듈을 더 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 노이즈 성분의 상기 크기, 상기 제1채널 상태 정보, 및 상기 선형 위상 변화 값에 따라 상기 선택 신호를 출력할 수 있다.The channel estimator further includes a linear phase estimation module for outputting a linear phase change value between the channels based on the first channel state information, wherein the controller is configured to output the magnitude of the noise component and the first channel state information. And the selection signal according to the linear phase change value.

본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정기의 동작 방법은 프리앰블(preamble) 신호를 이용해 LS(least square) 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보를 추정하는 단계, 상기 제1채널 상태 정보를 스무딩(smoothing)하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보를 제2채널 상태 정보로서 생성하는 단계, 상기 프리앰블 신호 중에서 노이즈 성분의 크기와 상기 제1채널 상태 정보에 따라 상기 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 채널 추정 결과로서 출력하는 단계를 포함한다.A method of operating a channel estimator according to an embodiment of the present invention includes estimating first channel state information by a least square channel estimation method using a preamble signal, and smoothing the first channel state information. And generating smoothed first channel state information as second channel state information, wherein the first channel state information or the second channel state is generated according to a magnitude of a noise component and the first channel state information among the preamble signals. Outputting the information as a channel estimation result.

상기 출력하는 단계는 상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량과 상기 노이즈 성분의 상기 크기에 대응되는 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 클 때 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하고 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 크지 않을 때 상기 제2채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력할 수 있다.The outputting may include comparing the channel state change amount between the channels calculated based on the first channel state information with a reference value corresponding to the magnitude of the noise component, and the channel state change amount according to a comparison result. The estimated first channel state information may be output when the value is larger than the value, and the selection signal for outputting the second channel state information when the channel state change amount is not greater than the reference value.

상기 채널 추정기의 동작 방법은 상기 제1채널 정보 상태에 기초하여 채널들 사이의 선형 위상 변화 값을 추정하는 단계를 더 포함하며, 상기 출력하는 단계는 상기 노이즈 성분의 상기 크기, 상기 제1채널 상태 정보, 및 상기 선형 위상 변화 값에 따라 상기 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 상기 채널 추정 결과로서 출력할 수 있다.The method of operating the channel estimator further includes estimating a linear phase change value between channels based on the first channel information state, wherein the outputting comprises the magnitude of the noise component and the first channel state. The first channel state information or the second channel state information may be output as the channel estimation result according to the information and the linear phase change value.

본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정기의 동작 방법은 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있다.A method of operating a channel estimator according to an embodiment of the present invention may be stored in a computer-readable recording medium recording a computer program.

본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정기, 이를 포함하는 OFDM 수신기, 및 이의 동작 방법은 채널의 주파수 특성과 노이즈(noise)의 크기에 따라 채널 추정 방식을 선택함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.A channel estimator, an OFDM receiver including the same, and an operation method thereof according to an embodiment of the present invention have an effect of improving reception performance by selecting a channel estimation method according to a frequency characteristic of a channel and a magnitude of noise. .

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 수신기의 개략적인 블럭도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 채널 추정기의 개략적인 블럭도의 일 실시 예를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 채널 추정기의 개략적인 블럭도의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 채널 추정기의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5는 도 1에 도시된 채널 추정기의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정기의 성능을 설명하기 위한 도면이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the present invention, a detailed description of each drawing is provided.
1 is a schematic block diagram of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) receiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an embodiment of a schematic block diagram of the channel estimator shown in FIG. 1.
FIG. 3 shows another embodiment of a schematic block diagram of the channel estimator shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a flowchart for describing a method of operating the channel estimator illustrated in FIG. 1.
FIG. 5 is a flowchart for describing a method of operating the channel estimator illustrated in FIG. 1.
6 and 7 are diagrams for describing the performance of the channel estimator according to the embodiment of the present invention.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached hereto.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 수신기의 개략적인 블럭도를 나타낸다.1 is a schematic block diagram of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) receiver according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, OFDM 수신기(10)는 RF 수신 모듈(radio frequency recieve module; 100), 수신 필터(200), SNR 추정기(signal-to-noise ratio estimator; 300), 채널 추정기(400), 복조기(500), 및 디코더(decoder; 600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the OFDM receiver 10 includes a radio frequency recieve module 100, a reception filter 200, a signal-to-noise ratio estimator 300, a channel estimator 400, Demodulator 500 and decoder 600.

본 명세서에서의 모듈(module)이라 함은 본 명세서에서 설명되는 각각의 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 또는 특정한 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수 있고, 또는 특정한 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예컨대 프로세서를 의미할 수 있다.A module in this specification may mean hardware capable of performing the functions and operations according to the respective names described in this specification or may include computer program codes capable of performing specific functions and operations May mean an electronic recording medium, e.g., a processor, having computer program code embodied therein, which may be embodied, or which may perform particular functions and operations.

다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.In other words, a module may mean a functional and / or structural combination of hardware for carrying out the technical idea of the present invention and / or software for driving the hardware.

RF 수신 모듈(100)은 OFDM 송신기로부터 전송된 무선 신호(WS)를 수신하고, 수신된 무선 신호(WS)를 아날로그 신호(AS)로 변환하고, 아날로그 신호(AS)를 수신 필터(200)로 출력한다.The RF receiving module 100 receives a radio signal WS transmitted from an OFDM transmitter, converts the received radio signal WS into an analog signal AS, and converts the analog signal AS into the reception filter 200. Output

수신 필터(200)는 RF 수신 모듈(100)로부터 아날로그 신호(AS)를 수신하고, 수신된 아날로그 신호(AS)를 필터링(filtering)하고, 필터링된 아날로그 신호(AS)를 프리앰블 신호(preamble signal; PS) 또는 데이터 신호(DS)로서 출력한다.The reception filter 200 receives an analog signal AS from the RF reception module 100, filters the received analog signal AS, and prefilters the filtered analog signal AS with a preamble signal; PS) or a data signal DS.

예컨대, 수신 필터(200)는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)와 고속 푸리에 변환기(fast Fourier transformer)로 구현될 수 있다.For example, the reception filter 200 may be implemented as an analog-to-digital converter and a fast Fourier transformer.

SNR 추정기(300)는 수신 필터(200)로부터 출력된 프리앰블 신호(PS) 또는 데이터 신호(DS)에 기초하여 무선 신호(WS)의 SNR(signal-to-noise ratio)을 추정할 수 있다. SNR 추정기(300)는 추정된 SNR 또는 추정된 SNR에 기초하여 계산된 프리앰블 신호(PS)의 노이즈 성분의 크기(NP)를 채널 추정기(400)로 출력할 수 있다.The SNR estimator 300 may estimate a signal-to-noise ratio (SNR) of the wireless signal WS based on the preamble signal PS or the data signal DS output from the reception filter 200. The SNR estimator 300 may output the magnitude NP of the noise component of the preamble signal PS calculated based on the estimated SNR or the estimated SNR to the channel estimator 400.

채널 추정기(400)는 수신 필터(200)로부터 출력된 프리앰블 신호(PS)를 이용해 채널들의 상태를 추정하고, 채널 추정 결과를 출력할 수 있다. 채널 추정기(400)는 수신 필터(200)로부터 출력된 프리앰블 신호(PS)와 SNR 추정기(300)로부터 출력된 노이즈 성분의 크기(NP)에 따라 채널 추정 방식을 결정할 수 있다.The channel estimator 400 estimates the states of the channels using the preamble signal PS output from the reception filter 200 and outputs a channel estimation result. The channel estimator 400 may determine a channel estimation method according to the preamble signal PS output from the reception filter 200 and the magnitude NP of the noise component output from the SNR estimator 300.

도 2는 도 1에 도시된 채널 추정기의 개략적인 블럭도의 일 실시 예를 나타낸다.FIG. 2 shows an embodiment of a schematic block diagram of the channel estimator shown in FIG. 1.

도 1과 도 2를 참조하면, 채널 추정기(400)는 LS 채널 추정 모듈(least-square channel estimation module; 410), 스무딩 채널 추정 모듈(smoothing channel estimation module; 430), 컨트롤러(450), 및 선택기(470)를 포함할 수 있다.1 and 2, the channel estimator 400 includes an LS channel estimation module 410, a smoothing channel estimation module 430, a controller 450, and a selector. 470 may include.

LS 채널 추정 모듈(410)은 수신 필터(200)로부터 출력된 프리앰블 신호(PS)를 이용해 LS(least-square) 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보(LSCE)를 추정하고, 추정된 제1채널 상태 정보(LSCE)를 출력할 수 있다.The LS channel estimation module 410 estimates the first channel state information LSCE by a least-square channel estimation method using the preamble signal PS output from the reception filter 200, and estimates the first estimated state. Channel state information (LSCE) may be output.

구체적으로, LS 채널 추정 모듈(410)은 수학식 1에 따라 제1채널 상태 정보(LSCE)를 추정할 수 있다.In detail, the LS channel estimation module 410 may estimate the first channel state information LSCE according to Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112012039058811-pat00011
Figure 112012039058811-pat00011

여기서 Hls는 제1채널 상태 정보(LSCE)의 매트릭스(matrix)를 나타내고, X는 OFDM 송신기로부터 출력된 신호의 매트릭스를 나타내고, Y는 OFDM 수신기로 입력된 신호의 매트릭스를 나타내고, h1 내지 hn은 제1채널 상태 정보(LSCE)의 매트릭스의 원소들(elements)을 나타내고, x1 내지 xn은 OFDM 송신기로부터 출력된 신호의 매트릭스의 원소들은 나타내고, y1 내지 yn은 OFDM 수신기로 입력된 신호의 매트릭스의 원소들을 나타낸다.Where H ls denotes a matrix of first channel state information LSCE, X denotes a matrix of signals output from the OFDM transmitter, Y denotes a matrix of signals input to the OFDM receiver, and h 1 to h. n represents elements of the matrix of the first channel state information LSLS, x 1 to x n represent elements of the matrix of the signal output from the OFDM transmitter, and y 1 to y n are input to the OFDM receiver. The elements of the matrix of the signal obtained.

스무딩 채널 추정 모듈(430)은 LS 채널 추정 모듈(410)로부터 출력된 제1채널 상태 정보(LSCE)를 스무딩(smoothing)하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보(LSCE)를 제2채널 상태 정보(SCE)를 출력할 수 있다.The smoothing channel estimation module 430 smoothes the first channel state information LSCE output from the LS channel estimation module 410, and converts the smoothed first channel state information LSCE into the second channel state information (LSCE). SCE) can be output.

예를 들어, 스무딩 채널 추정 모듈(430)은 수학식 2에 따라 제1채널 상태 정보(LSCE)를 스무딩할 수 있다.For example, the smoothing channel estimation module 430 may smooth the first channel state information LSCE according to Equation 2.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112012039058811-pat00012
Figure 112012039058811-pat00012

여기서, hi , smt는 제2채널 상태 정보(SCE) 중에서 i(1〈i〈N인 자연수, N은 채널들의 개수)번째 채널의 상태 정보를 나타내고, hi는 제1채널 상태 정보(LSCE) 중에서 i번째 채널의 상태 정보를 나타낸다.Here, h i and smt represent the state information of the i (1 <i <N natural number, N is the number of channels) th channel among the second channel state information SCE, and h i represents the first channel state information LSLS. ) Indicates status information of the i-th channel.

채널이 AWGN(additive white gaussian noise)일 때, 스무딩 채널 추정 모듈(430)은 수학식 2와 같이 제1채널 상태 정보(LSCE)를 스무딩함으로써 노이즈 분산을 0.375배로 줄일 수 있다.When the channel is additive white gaussian noise (AWGN), the smoothing channel estimation module 430 may reduce the noise variance by 0.375 times by smoothing the first channel state information LSCE as shown in Equation 2.

컨트롤러(450)는 SNR 추정기(300)로부터 출력된 노이즈 성분의 크기(NP)와 LS 채널 추정 모듈(410)로부터 출력된 제1채널 상태 정보(LSCE)에 따라 선택 신호(SS)를 선택기(470)로 출력할 수 있다.The controller 450 selects the selection signal SS according to the magnitude NP of the noise component output from the SNR estimator 300 and the first channel state information LSCE output from the LS channel estimation module 410. Can be printed as

실시 예에 따라, 컨트롤러(450)는 제1채널 상태 정보(LSCE)에 기초하여 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량(MSR)과 노이즈 성분의 크기(NP)에 대응되는 기준 값(REF)를 비교할 수 있다. 비교 결과에 따라, 채널 상태 변화량(MSR)이 기준 값(REF)보다 클 때 제1채널 상태 정보(LSCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력하도록 출력하기 위한 선택 신호(SS)를 선택기(470)로 출력하고, 채널 상태 변화량(MSR)이 기준 값(REF)보다 크기 않을 때 제2채널 상태 정보(SCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력하도록 출력하기 위한 선택 신호(SS)를 선택기(470)로 출력할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the controller 450 may determine a reference value REF corresponding to the channel state change amount MSR between the channels calculated based on the first channel state information LSCE and the magnitude NP of the noise component. Can be compared. According to the comparison result, when the channel state change amount MSR is greater than the reference value REF, the selector SS 470 to output the first channel state information LSCE as the channel estimation result RCE. Selects the signal SS to output the second channel state information SCE as the channel estimation result RCE when the channel state change MSR is not larger than the reference value REF. 470).

예를 들어, 컨트롤러(450)는 수학식 3에 따라 채널 상태 변화량(MSR)을 계산하고, 수학식 4에 따라 기준 값(REF)을 계산할 수 있다.For example, the controller 450 may calculate the channel state change amount MSR according to Equation 3 and calculate the reference value REF according to Equation 4.

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

Figure 112012039058811-pat00013
Figure 112012039058811-pat00013

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

Figure 112012039058811-pat00014
Figure 112012039058811-pat00014

여기서 NP는 노이즈 성분의 크기(NP)를 나타내고, A와 B는 통신 환경에 따라 설정 가능한 파라미터를 나타낸다.NP represents the magnitude (NP) of the noise component, and A and B represent parameters that can be set according to the communication environment.

컨트롤러(450)는 수학식 3에 따라 계산된 채널 상태 변화량(MSR)과 수학식 4에 따라 계산된 기준 값(REF)을 비교하고, 비교 결과에 따라 채널 상태 변화량(MSR)이 기준 값(REF)보다 클 때 LR 추정 방식에 의해 추정된 제1채널 상태 정보(LSCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력하고 채널 상태 변화량(MSR)이 기준 값(REF)보다 크지 않을 때 스무딩 추정 방식에 의해 추정된 제2채널 상태 정보를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력하도록 채널 추정기(400)를 제어할 수 있다.The controller 450 compares the channel state change amount MSR calculated according to Equation 3 with the reference value REF calculated according to Equation 4, and the channel state change amount MSR is based on the comparison result. When the first channel state information LSCE estimated by the LR estimation method is greater than the channel value, the channel state change amount MSR is not larger than the reference value REF. The channel estimator 400 may be controlled to output the estimated second channel state information as a channel estimation result RCE.

선택기(470)는 컨트롤러(450)로부터 출력된 선택 신호(SS)에 응답하여 LS 채널 추정 모듈(410)로부터 출력된 제1채널 상태 정보(LSCE) 또는 스무딩 채널 모듈(430)로부터 출력된 제2채널 상태 정보(SCE)를 출력할 수 있다. 예컨대, 선택기(470)는 멀티플렉서(multiplexer)로 구현될 수 있다.The selector 470 outputs the first channel state information LSCE output from the LS channel estimation module 410 or the second outputted from the smoothing channel module 430 in response to the selection signal SS output from the controller 450. Channel state information SCE may be output. For example, the selector 470 may be implemented as a multiplexer.

실시 예에 따라, LS 채널 추정 모듈(410)과 선택기(470) 사이에는 LS 채널 추정 모듈(410)로부터 출력된 제1채널 상태 정보(LSCE)를 버퍼링(buffering)할 수 있는 제1버퍼(미도시)가 있을 수 있고, 스무딩 채널 추정 모듈(430)과 선택기(470) 사이에는 스무딩 채널 추정 모듈(430)로부터 출력된 제2채널 상태 정보(SCE)를 버퍼링할 수 있는 제2버퍼(미도시)가 있을 수 있다.According to an embodiment, a first buffer (not shown) may buffer the first channel state information LSCE output from the LS channel estimation module 410 between the LS channel estimation module 410 and the selector 470. A second buffer (not shown) capable of buffering the second channel state information SCE output from the smoothing channel estimation module 430 between the smoothing channel estimation module 430 and the selector 470. There may be).

도 3은 도 1에 도시된 채널 추정기의 개략적인 블럭도의 다른 실시 예를 나타낸다.FIG. 3 shows another embodiment of a schematic block diagram of the channel estimator shown in FIG. 1.

도 1과 도 3을 참조하면, 채널 추정기(400')는 LS 채널 추정 모듈(least-square channel estimation module; 410), 스무딩 채널 추정 모듈(smoothing channel estimation module; 430'), 컨트롤러(450'), 선택기(470) 및 선형 위상 추정 모듈(linear phase estimation module; 490)을 포함할 수 있다.1 and 3, the channel estimator 400 ′ includes an LS channel estimation module 410, a smoothing channel estimation module 430 ′, and a controller 450 ′. And a selector 470 and a linear phase estimation module 490.

도 3에 도시된 LS 채널 추정 모듈(410)의 기능 및 동작과 도 2에 도시된 LS 채널 추정 모듈(410)의 기능 및 동작은 동일하므로 이에 대한 설명을 생략한다.Since the function and operation of the LS channel estimation module 410 illustrated in FIG. 3 and the function and operation of the LS channel estimation module 410 illustrated in FIG. 2 are the same, a description thereof will be omitted.

선형 위상 추정 모듈(490)은 LS 채널 추정 모듈(410)로부터 출력된 제1채널 상태 정보(LSCE)에 기초하여 채널들 사이의 선형 위상 변화 값(LP)를 추정한다.The linear phase estimation module 490 estimates a linear phase change value LP between channels based on the first channel state information LSCE output from the LS channel estimation module 410.

수신 필터(200)가 고속 푸리에 변환을 수행할 때, 타이밍 에러가 발생할 수 있다. 상기 타이밍 에러는 주파수 도메인(domain)에서 선형 위상 변화로 나타날 수 있다.When the receive filter 200 performs the fast Fourier transform, a timing error may occur. The timing error may appear as a linear phase change in the frequency domain.

선형 위상 변화가 발생할 때, 보다 정확한 채널 추정을 위해서 스무딩 채널 추정 모듈(430')은 선형 위상 변화 값(LP)에 기초하여 제1채널 상태 정보(LSCE)를 스무딩하고 컨트롤러(450')는 선형 위상 변화 값(LP)에 기초하여 선택 신호(SS)를 출력하는 것이 바람직하다.When a linear phase change occurs, for more accurate channel estimation, the smoothing channel estimation module 430 'smooths the first channel state information LSCE based on the linear phase change value LP and the controller 450' is linear. It is preferable to output the selection signal SS based on the phase change value LP.

따라서, 선형 위상 추정 모듈(490)은 제1채널 상태 정보(LSCE)에 기초하여 선형 위상 변화 값(LP)을 추정하고, 추정된 선형 위상 변화 값(LP)을 스무딩 채널 추정 모듈(430')과 컨트롤러(450')로 출력한다.Therefore, the linear phase estimation module 490 estimates the linear phase change value LP based on the first channel state information LSCE, and smoothes the estimated linear phase change value LP to the smoothing channel estimation module 430 '. To the controller 450 '.

스무딩 채널 추정 모듈(430')은 LS 채널 추정 모듈(410)로부터 출력된 제1채널 상태 정보(LSCE)와 선형 위상 추정 모듈(490)로부터 출력된 선형 위상 변화 값(LP)에 기초하여 제1채널 상태 정보(410)를 스무딩하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보(LSCE)를 제2채널 상태 정보(SCE)로서 선택기(470)로 출력할 수 있다.The smoothing channel estimation module 430 ′ is based on the first channel state information LSCE output from the LS channel estimation module 410 and the linear phase change value LP output from the linear phase estimation module 490. The channel state information 410 may be smoothed, and the smoothed first channel state information LSCE may be output as the second channel state information SCE to the selector 470.

예를 들어, 스무딩 채널 추정 모듈(430')은 다음의 수학식 5에 따라 제1채널 상태 정보(410)를 스무딩할 수 있다.For example, the smoothing channel estimation module 430 ′ may smooth the first channel state information 410 according to Equation 5 below.

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

Figure 112012039058811-pat00015
Figure 112012039058811-pat00015

여기서 ε는 선형 위상 변화 값(LP)를 나타낸다.Ε represents a linear phase change value LP.

컨트롤러(450')는 SNR 추정기(300)로부터 출력된 노이즈 성분의 크기(NP), LS 채널 추정 모듈(410)로부터 출력된 제1채널 상태 정보(LSCE) 및 선형 위상 추정 모듈(490)로부터 출력된 선형 위상 변화 값(LP)에 따라 선택 신호(SS)를 선택기(470)로 출력할 수 있다.The controller 450 ′ outputs the magnitude NP of the noise component output from the SNR estimator 300, the first channel state information LSCE output from the LS channel estimation module 410, and the linear phase estimation module 490. The selection signal SS may be output to the selector 470 according to the linear phase change value LP.

실시 예에 따라, 컨트롤러(450')는 제1채널 상태 정보(LSCE)와 선형 위상 변화 값(LP)에 기초하여 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량(MSR)과 노이즈 성분의 크기(NP)에 대응되는 기준 값(REF)를 비교할 수 있다. 비교 결과에 따라, 채널 상태 변화량(MSR)이 기준 값(REF)보다 클 때 제1채널 상태 정보(LSCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력하도록 출력하기 위한 선택 신호(SS)를 선택기(470)로 출력하고, 채널 상태 변화량(MSR)이 기준 값(REF)보다 크기 않을 때 제2채널 상태 정보(SCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력하도록 출력하기 위한 선택 신호(SS)를 선택기(470)로 출력할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the controller 450 ′ may adjust the channel state change amount MSR and the magnitude of the noise component NP between the channels calculated based on the first channel state information LSCE and the linear phase change value LP. The reference value REF corresponding to may be compared. According to the comparison result, when the channel state change amount MSR is greater than the reference value REF, the selector SS 470 to output the first channel state information LSCE as the channel estimation result RCE. Selects the signal SS to output the second channel state information SCE as the channel estimation result RCE when the channel state change MSR is not larger than the reference value REF. 470).

예를 들어, 컨트롤러(450')는 수학식 6에 따라 채널 상태 변화량(MSR)을 계산하고, 수학식 4에 따라 기준 값(REF)을 계산할 수 있다.For example, the controller 450 ′ may calculate the channel state change amount MSR according to Equation 6, and calculate the reference value REF according to Equation 4.

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

Figure 112012039058811-pat00016
Figure 112012039058811-pat00016

컨트롤러(450)는 수학식 6에 따라 계산된 채널 상태 변화량(MSR)과 수학식 4에 따라 계산된 기준 값(REF)을 비교하고, 비교 결과에 따라 채널 상태 변화량(MSR)이 기준 값(REF)보다 클 때 LR 추정 방식에 의해 추정된 제1채널 상태 정보(LSCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력하고 채널 상태 변화량(MSR)이 기준 값(REF)보다 크지 않을 때 스무딩 추정 방식에 의해 추정된 제2채널 상태 정보를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력하도록 채널 추정기(400)를 제어할 수 있다.The controller 450 compares the channel state change amount MSR calculated according to Equation 6 and the reference value REF calculated according to Equation 4, and according to the comparison result, the channel state change amount MSR is a reference value REF. When the first channel state information LSCE estimated by the LR estimation method is greater than the channel value, the channel state change amount MSR is not larger than the reference value REF. The channel estimator 400 may be controlled to output the estimated second channel state information as a channel estimation result RCE.

도 3에 도시된 선택기(470)의 기능 및 동작과 도 2에 도시된 선택기(470)의 기능 및 동작은 동일하므로 이에 대한 설명을 생략한다.Since the function and operation of the selector 470 illustrated in FIG. 3 and the function and operation of the selector 470 illustrated in FIG. 2 are the same, a description thereof will be omitted.

복조기(500)는 채널 추정기(400)로부터 출력된 채널 추정 결과(RCE)에 기초하여 수신 필터(200)로부터 출력된 데이터 신호(DS)를 복조하고, 복조된 데이터 신호(DD)를 디코더(600)로 출력한다.The demodulator 500 demodulates the data signal DS output from the reception filter 200 based on the channel estimation result RCE output from the channel estimator 400, and decodes the demodulated data signal DD from the decoder 600. )

디코더(600)는 복조기(500)로부터 복조된 데이터 신호(DD)를 수신하고, 복조된 데이터 신호(DD)를 디코딩(decoding)하고, 디코딩된 데이터 신호(DD')를 출력한다.The decoder 600 receives the demodulated data signal DD from the demodulator 500, decodes the demodulated data signal DD, and outputs the decoded data signal DD ′.

실시 예에 따라, LS 채널 추정 모듈(410)과 선택기(470) 사이에는 LS 채널 추정 모듈(410)로부터 출력된 제1채널 상태 정보(LSCE)를 버퍼링(buffering)할 수 있는 제1버퍼(미도시)가 있을 수 있고, 스무딩 채널 추정 모듈(430')과 선택기(470) 사이에는 스무딩 채널 추정 모듈(430')로부터 출력된 제2채널 상태 정보(SCE)를 버퍼링할 수 있는 제2버퍼(미도시)가 있을 수 있다.According to an embodiment, a first buffer (not shown) may buffer the first channel state information LSCE output from the LS channel estimation module 410 between the LS channel estimation module 410 and the selector 470. And a second buffer capable of buffering the second channel state information SCE output from the smoothing channel estimation module 430 'between the smoothing channel estimation module 430' and the selector 470. Not shown).

도 4는 도 1에 도시된 채널 추정기의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.FIG. 4 is a flowchart for describing a method of operating the channel estimator illustrated in FIG. 1.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 채널 추정기(400)는 프리앰블 신호(PS)를 이용해 LS 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보(LSCE)를 추정하고(S100), 제1채널 상태 정보(LSCE)를 스무딩한 제2채널 상태 정보(SCE)를 생성하고(S120), 프리앰블 신호(PS) 중에서 노이즈 성분의 크기(NP)와 제1채널 상태 정보(LSCE)에 따라 제1채널 상태 정보(LSCE) 또는 제2채널 상태 정보(SCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력한다(S140).1, 2 and 4, the channel estimator 400 estimates the first channel state information LSCE by the LS channel estimation method using the preamble signal PS (S100), and the first channel state. The second channel state information SCE is generated by smoothing the information LSCE (S120), and the first channel state is generated according to the magnitude NP and the first channel state information LSCE of the preamble signal PS. Information LSCE or second channel state information SCE is output as a channel estimation result RCE (S140).

실시 예에 따라, 채널 추정기(400)는 수학식 2에 따라 제1채널 상태 정보(LSCE)를 스무딩하고, 수학식 3에 따라 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량(MSR)과 수학식 4에 따라 계산된 기준 값(REF)를 비교하고, 비교 결과에 따라 제1채널 상태 정보(LSCE) 또는 제2채널 상태 정보(SCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력할 수 있다.According to an embodiment, the channel estimator 400 smoothes the first channel state information LSCE according to Equation 2, and applies the channel state change amount MSR between the channels calculated according to Equation 3 and Equation 4 below. The reference value REF calculated according to the comparison may be compared, and the first channel state information LSCE or the second channel state information SCE may be output as the channel estimation result RCE according to the comparison result.

도 5는 도 1에 도시된 채널 추정기의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.FIG. 5 is a flowchart for describing a method of operating the channel estimator illustrated in FIG. 1.

도 1, 도 3 및 도 5를 참조하면, 채널 추정기(400')는 프리앰블 신호(PS)를 이용해 LS 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보(LSCE)를 추정하고(S200), 제1채널 상태 정보(LSCE)를 스무딩한 제2채널 상태 정보(SCE)를 생성한다(S220).1, 3, and 5, the channel estimator 400 ′ estimates the first channel state information LSCE by the LS channel estimation method using the preamble signal PS (S200), and the first channel. The second channel state information SCE obtained by smoothing the state information LSCE is generated (S220).

채널 추정기(400')는 제1채널 상태 정보(LSCE)에 기초하여 채널들 사이의 선형 위상 변화 값(LP)를 추정하고(S240), 프리앰블 신호(PS) 중에서 노이즈 성분의 크기(NP), 제1채널 상태 정보(LSCE) 및 선형 위상 변화 값(LP)에 따라 제1채널 상태 정보(LSCE) 또는 제2채널 상태 정보(SCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력한다(S260).The channel estimator 400 ′ estimates the linear phase change value LP between the channels based on the first channel state information LSCE (S240), the magnitude NP of the noise component among the preamble signals PS, The first channel state information LSCE or the second channel state information SCE is output as the channel estimation result RCE according to the first channel state information LSCE and the linear phase change value LP (S260).

실시 예에 따라, 채널 추정기(400')는 수학식 5에 따라 제1채널 상태 정보(LSCE)를 스무딩하고, 수학식 6에 따라 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량(MSR)과 수학식 4에 따라 계산된 기준 값(REF)를 비교하고, 비교 결과에 따라 제1채널 상태 정보(LSCE) 또는 제2채널 상태 정보(SCE)를 채널 추정 결과(RCE)로서 출력할 수 있다.According to an embodiment, the channel estimator 400 ′ smoothes the first channel state information LSCE according to Equation 5, and calculates the channel state variation MSR between the channels calculated according to Equation 6 and Equation 4 below. The reference value REF calculated according to the present invention may be compared, and the first channel state information LSCE or the second channel state information SCE may be output as the channel estimation result RCE according to the comparison result.

도 6과 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정기의 성능을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 11n 무선랜 시스템의 TGn 채널 모델 중 A 채널에서의 채널 추정의 평균 제곱 오차(MSE)를 나타내고, 도 7은 11n 무선랜 시스템의 TGn 채널 모델 중 D 채널에서의 채널 추정의 평균 제곱 오차(MSE)를 나타낸다.6 and 7 are diagrams for describing the performance of the channel estimator according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 shows the mean square error (MSE) of channel estimation in channel A among TGn channel models of 11n WLAN system, and FIG. 7 shows the mean square error of channel estimation in channel D among TGn channel models of 11n WLAN system. (MSE).

도 6과 도 7에서 가로 축은 SNR을 나타내고, 세로 축은 채널 추정의 평균 제곱 오차를 나타낸다.6 and 7, the horizontal axis represents the SNR, and the vertical axis represents the mean square error of the channel estimate.

도 6과 도 7을 참조하면, 채널 추정기(400 또는 400', 총괄적으로 400)는 주파수 도메인에서 채널 사이의 상태 변화가 거의 없는 A 채널에서는 스무딩 채널 추정 방식에 의해 채널을 추정한다.6 and 7, the channel estimator 400 or 400 ′ (400 collectively) estimates a channel by a smoothing channel estimation method in an A channel having little change of state between channels in the frequency domain.

그러나 채널 추정기(400)는 주파수 도메인에서 채널 사이의 상태 변화가 큰 D 채널에서는 SNR이 작을 때 LS 방식에 의해 채널을 추정하지만 SNR이 클 때 스무딩 채널 추정 방식에 의해 채널을 추정한다. However, the channel estimator 400 estimates the channel by the LS method when the SNR is small in the D channel having a large state change between channels in the frequency domain, but estimates the channel by the smoothing channel estimation method when the SNR is large.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 채널 추정기(400)는 채널의 주파수 특성과 노이즈 성분의 크기에 따라 채널 추정 방식을 선택함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있다.As illustrated in FIGS. 6 and 7, the channel estimator 400 may improve reception performance by selecting a channel estimation method according to a frequency characteristic of a channel and a magnitude of a noise component.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10; OFDM 수신기
100; RF 수신 모듈
200; 수신 필터
300; SNR 추정기
400; 채널 추정기
410; LS 채널 추정 모듈
430; 스무딩 채널 추정 모듈
450; 컨트롤러
470; 선택기
490; 선형 위상 추정 모듈
500; 복조기
600; 디코더10; OFDM receiver
100; RF Receive Module
200; Ingress filter
300; SNR estimator
400; Channel estimator
410; LS Channel Estimation Module
430; Smoothing Channel Estimation Module
450; controller
470; Selector
490; Linear phase estimation module
500; Demodulator
600; Decoder

Claims (12)

프리앰블(preamble) 신호를 이용해 LS(least square) 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보를 추정하고, 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하는 LS 채널 추정 모듈;
상기 추정된 제1채널 상태 정보를 스무딩(smoothing)하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보를 제2채널 상태 정보로서 출력하는 스무딩 채널 추정 모듈;
상기 프리앰블 신호 중에서 노이즈 성분의 크기와 상기 추정된 제1채널 상태 정보에 따라 선택 신호를 출력하는 컨트롤러; 및
상기 선택 신호에 응답하여 상기 추정된 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 출력하는 선택기를 포함하는 채널 추정기.An LS channel estimation module for estimating first channel state information by a least square channel estimation method using a preamble signal, and outputting the estimated first channel state information;
A smoothing channel estimation module for smoothing the estimated first channel state information and outputting the smoothed first channel state information as second channel state information;
A controller configured to output a selection signal according to a magnitude of a noise component among the preamble signals and the estimated first channel state information; And
And a selector for outputting the estimated first channel state information or the second channel state information in response to the selection signal. 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량과 상기 노이즈 성분의 상기 크기에 대응되는 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 클 때 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력하고 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 크지 않을 때 상기 제2채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력하는 채널 추정기.The method of claim 1,
The controller compares a channel state change amount between channels calculated based on the first channel state information with a reference value corresponding to the magnitude of the noise component, and the channel state change amount is greater than the reference value according to a comparison result. A channel estimator which outputs the selection signal for outputting the estimated first channel state information when it is large and outputs the selection signal for outputting the second channel state information when the channel state change amount is not greater than the reference value . 제2항에 있어서,
상기 스무딩 채널 추정 모듈은 다음의 수학식 1
Figure 112012039058811-pat00017

에 따라 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 스무딩하고,
상기 컨트롤러는 다음의 수학식 2
Figure 112012039058811-pat00018

에 따라 계산되는 상기 채널 상태 변화량(MSR)과 다음의 수학식 3
Figure 112012039058811-pat00019

에 따라 계산되는 상기 기준 값(REF)을 비교하며,
Figure 112012039058811-pat00020
는 상기 제2채널 상태 정보 중에서 i(1〈i〈N인 자연수, N은 상기 채널들의 개수) 번째 채널의 상태 정보를 나타내고,
Figure 112012039058811-pat00021
는 상기 제1채널 상태 정보 중에서 i번째 채널의 상태 정보를 나타내고, NP는 상기 노이즈 성분의 상기 크기를 나타내고, A와 B는 통신 환경에 따라 설정 가능한 파라미터를 나타내는 채널 추정기.3. The method of claim 2,
The smoothing channel estimation module is the following equation 1
Figure 112012039058811-pat00017

Smoothing the estimated first channel state information according to
The controller is the following equation (2)
Figure 112012039058811-pat00018

The channel state change (MSR) calculated according to the following equation (3)
Figure 112012039058811-pat00019

Comparing the reference value (REF) calculated according to
Figure 112012039058811-pat00020
Denotes the state information of the i channel (where 1 &lt; i &lt; N, N is the number of channels) of the second channel state information,
Figure 112012039058811-pat00021
Represents channel information of the i-th channel among the first channel state information, NP represents the magnitude of the noise component, and A and B represent parameters that can be set according to a communication environment. 제2항에 있어서, 상기 채널 추정기는,
상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 상기 채널들 사이의 선형 위상 변화 값을 출력하는 선형 위상 추정 모듈을 더 포함하며,
상기 컨트롤러는 상기 노이즈 성분의 상기 크기, 상기 제1채널 상태 정보, 및 상기 선형 위상 변화 값에 따라 상기 선택 신호를 출력하는 채널 추정기.The method of claim 2, wherein the channel estimator,
And a linear phase estimation module for outputting a linear phase change value between the channels based on the first channel state information.
And the controller outputs the selection signal according to the magnitude of the noise component, the first channel state information, and the linear phase change value. 제4항에 있어서,
상기 스무딩 채널 추정 모듈은 다음의 수학식 1
Figure 112012039058811-pat00022

에 따라 상기 제1채널 상태 정보를 스무딩하고,
상기 컨트롤러는 다음의 수학식 2
Figure 112012039058811-pat00023

에 따라 계산되는 상기 채널 상태 변화량(MSR)과 다음의 수학식 3
Figure 112012039058811-pat00024

에 따라 계산되는 상기 기준 값(REF)을 비교하며,
Figure 112012039058811-pat00025
는 상기 제2채널 상태 정보 중에서 i(1〈i〈N인 자연수, N은 상기 채널들의 개수) 번째 채널의 상태 정보를 나타내고,
Figure 112012039058811-pat00026
는 상기 제1채널 상태 정보 중에서 i번째 채널의 상태 정보를 나타내고, ε는 선형 위상 에러(linear phase error)를 나타내고, NP는 상기 노이즈 성분의 상기 크기를 나타내고, A와 B는 통신 환경에 따라 설정 가능한 파라미터를 나타내는 채널 추정기.5. The method of claim 4,
The smoothing channel estimation module is the following equation 1
Figure 112012039058811-pat00022

Smoothing the first channel state information according to
The controller is the following equation (2)
Figure 112012039058811-pat00023

The channel state change (MSR) calculated according to the following equation (3)
Figure 112012039058811-pat00024

Comparing the reference value (REF) calculated according to
Figure 112012039058811-pat00025
Denotes the state information of the i channel (where 1 &lt; i &lt; N, N is the number of channels) of the second channel state information,
Figure 112012039058811-pat00026
Represents the state information of the i-th channel among the first channel state information, ε represents a linear phase error, NP represents the magnitude of the noise component, and A and B are set according to a communication environment. Channel estimator representing possible parameters. OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 송신기로부터 RF 수신 모듈을 통해 수신된 신호 중에서 프리앰블(preamble) 신호에 기초하여 채널들의 상태를 추정하고, 채널 추정 결과를 출력하는 채널 추정기;
상기 채널 추정 결과에 기초하여 상기 신호를 복조하는 복조기; 및
상기 복조기의 출력을 디코딩(decoding)하는 디코더를 포함하며,
상기 채널 추정기는,
상기 프리앰블 신호를 이용해 LS(least square) 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보를 추정하고, 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하는 LS 채널 추정 모듈;
상기 추정된 제1채널 상태 정보를 스무딩(smoothing)하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보를 제2채널 상태 정보로서 출력하는 스무딩 채널 추정 모듈;
상기 프리앰블 신호 중에서 노이즈 성분의 크기와 상기 추정된 제1채널 상태 정보에 따라 선택 신호를 출력하는 컨트롤러; 및
상기 선택 신호에 응답하여 상기 추정된 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 출력하는 선택기를 포함하는 OFDM 수신기.A channel estimator for estimating a state of channels based on a preamble signal among signals received through an RF reception module from an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmitter and outputting a channel estimation result;
A demodulator for demodulating the signal based on the channel estimation result; And
A decoder for decoding the output of the demodulator,
The channel estimator,
An LS channel estimation module configured to estimate first channel state information by using a least square channel estimation method using the preamble signal, and output the estimated first channel state information;
A smoothing channel estimation module for smoothing the estimated first channel state information and outputting the smoothed first channel state information as second channel state information;
A controller configured to output a selection signal according to a magnitude of a noise component among the preamble signals and the estimated first channel state information; And
And a selector for outputting the estimated first channel state information or the second channel state information in response to the selection signal. 제6항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량과 상기 노이즈 성분의 상기 크기에 대응되는 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 클 때 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력하고 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 크지 않을 때 상기 제2채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력하는 OFDM 수신기.The method according to claim 6,
The controller compares a channel state change amount between channels calculated based on the first channel state information with a reference value corresponding to the magnitude of the noise component, and the channel state change amount is greater than the reference value according to a comparison result. An OFDM receiver for outputting the selection signal for outputting the estimated first channel state information when large and for outputting the selection signal for outputting the second channel state information when the channel state change amount is not greater than the reference value . 제7항에 있어서, 상기 채널 추정기는,
상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 상기 채널들 사이의 선형 위상 변화 값을 출력하는 선형 위상 추정 모듈을 더 포함하며,
상기 컨트롤러는 상기 노이즈 성분의 상기 크기, 상기 제1채널 상태 정보, 및 상기 선형 위상 변화 값에 따라 상기 선택 신호를 출력하는 OFDM 수신기.The method of claim 7, wherein the channel estimator,
And a linear phase estimation module for outputting a linear phase change value between the channels based on the first channel state information.
And the controller outputs the selection signal according to the magnitude of the noise component, the first channel state information, and the linear phase change value. 프리앰블(preamble) 신호를 이용해 LS(least square) 채널 추정 방식에 의해 제1채널 상태 정보를 추정하는 단계;
상기 제1채널 상태 정보를 스무딩(smoothing)하고, 스무딩된 제1채널 상태 정보를 제2채널 상태 정보로서 생성하는 단계;
상기 프리앰블 신호 중에서 노이즈 성분의 크기와 상기 제1채널 상태 정보에 따라 상기 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 채널 추정 결과로서 출력하는 단계를 포함하는 채널 추정기의 동작 방법.Estimating first channel state information by a least square channel estimation method using a preamble signal;
Smoothing the first channel state information and generating smoothed first channel state information as second channel state information;
And outputting the first channel state information or the second channel state information as a channel estimation result according to the magnitude of the noise component and the first channel state information among the preamble signals. 제9항에 있어서,
상기 출력하는 단계는 상기 제1채널 상태 정보에 기초하여 계산된 채널들 사이의 채널 상태 변화량과 상기 노이즈 성분의 상기 크기에 대응되는 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 클 때 상기 추정된 제1채널 상태 정보를 출력하고 상기 채널 상태 변화량이 상기 기준 값보다 크지 않을 때 상기 제2채널 상태 정보를 출력하기 위한 상기 선택 신호를 출력하는 채널 추정기의 동작 방법.10. The method of claim 9,
The outputting may include comparing the channel state change amount between the channels calculated based on the first channel state information with a reference value corresponding to the magnitude of the noise component, and the channel state change amount according to a comparison result. And outputting the estimated first channel state information when greater than a value and outputting the selection signal for outputting the second channel state information when the channel state change amount is not greater than the reference value. 제9항에 있어서, 상기 채널 추정기의 동작 방법은,
상기 생성하는 단계와 상기 출력하는 단계 사이에 상기 제1채널 정보 상태에 기초하여 채널들 사이의 선형 위상 변화 값을 추정하는 단계를 더 포함하며,
상기 출력하는 단계는 상기 노이즈 성분의 상기 크기, 상기 제1채널 상태 정보, 및 상기 선형 위상 변화 값에 따라 상기 제1채널 상태 정보 또는 상기 제2채널 상태 정보를 상기 채널 추정 결과로서 출력하는 채널 추정기의 동작 방법.The method of claim 9, wherein the operation of the channel estimator is performed.
Estimating a linear phase change value between channels based on said first channel information state between said generating and said outputting step,
The outputting may include a channel estimator outputting the first channel state information or the second channel state information as the channel estimation result according to the magnitude of the noise component, the first channel state information, and the linear phase change value. Method of operation. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 채널 추정기의 동작 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a computer program for executing the method of operating the channel estimator according to any one of claims 9 to 11.
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