KR101485183B1

KR101485183B1 - Apparatus and Method for Channel Estimation

Info

Publication number: KR101485183B1
Application number: KR20080047133A
Authority: KR
Inventors: 임수환; 이상욱; 서인권; 정인재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2015-01-23
Also published as: KR20090121037A

Abstract

And provides a channel estimation apparatus. The apparatus includes a virtual pilot inserter for inserting a virtual pilot into unused subcarriers not used for transmission of data or pilot among a plurality of subcarriers included in a frequency domain received signal, And a channel estimator for calculating channel estimates using the plurality of pilots transmitted through the mapped used subcarriers and the virtual pilots. The complexity of the channel estimation and the distortion occurring in the vicinity of the edge frequency are significantly Can be reduced. It is possible to reliably demodulate the received signal by adaptively estimating the channel considering various factors that affect the channel estimation.

Description

[0001] Apparatus and Method for Channel Estimation [0002]

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서 보다 상세하게는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 시스템에서의 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a channel estimation apparatus and method in an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system.

디지털 통신에서 정보는 비트 단위의 디지털 데이터로 변환된다. 송신기는 입력 비트 스트림을 전송을 위한 신호로 변조하고, 수신기는 수신된 신호를 비트들로 복조하여, 정보를 복구한다. 송신기에서 수신기로의 통신 데이터 전송시 신호의 위상 및 진폭이 변화한다. 채널(channel)은 주파수 선택적(frequency-selective)이고 시변(time-varying)의 성질을 가지기 때문이다. 송신기가 원래의 데이터를 복원하기 위해서는 상기의 변화를 고려해야 한다.In digital communication, information is converted into bit digital data. The transmitter modulates the input bit stream into a signal for transmission, and the receiver demodulates the received signal into bits to recover information. The phase and amplitude of the signal change when the communication data is transmitted from the transmitter to the receiver. The channel is frequency-selective and time-varying in nature. In order for the transmitter to recover the original data, the above change must be considered.

신호가 채널을 따라 전파하면서 발생하는 위상 및 진폭의 변화를 채널 응답이라 한다. 채널 응답은 일반적으로 주파수와 시간에 의존한다. 수신기가 채널 응답을 결정할 수 있으면, 수신된 신호를 정정하여 채널 장애(degradation)를 보상할 수 있다. 수신기에서 채널 응답을 결정하는 것을 채널 추정(channel estimation)이라 한다. 채널 추정방식은 코히어런트(coherent) 검출(detection)과 논 코히어런 트(non-coherent) 검출로 구분될 수 있다.The change in phase and amplitude that occurs as a signal propagates along the channel is called the channel response. The channel response is generally frequency and time dependent. If the receiver can determine the channel response, it can correct the received signal to compensate for channel degradation. The determination of the channel response at the receiver is referred to as channel estimation. The channel estimation scheme can be divided into coherent detection and non-coherent detection.

코히어런트 검출은 데이터뿐만 아니라 파일럿(pilot)이라는 송수신기간에 미리 약정된 기준신호를 이용하여 채널 추정하는 방식이다. 즉 데이터와 더불어 공지된 값(a priori)을 갖는 파일럿을 포함한 신호가 수신기로 전송된다. 수신기는 파일럿의 수신된 값과 공지된 값을 비교하여 채널 응답을 추정한다. 반면, 논 코히어런트 검출은 어떠한 파일럿도 사용하지 않고, 연속적인 2개의 심벌(symbol) 간의 차분값(differential value)을 통해 추정한다.Coherent detection is a method of performing channel estimation using not only data but also a reference signal prearranged in a transmitting / receiving period called a pilot. A signal including a pilot with a known value (a priori) in addition to the data is transmitted to the receiver. The receiver compares the received value of the pilot with a known value to estimate the channel response. On the other hand, non-coherent detection is estimated using a differential value between two consecutive symbols without using any pilot.

또는 채널 추정방식은 크게 다음의 세가지로 구분될 수도 있다. 첫째로, PSAM (Pilot Symbol Assisted Modulation) 채널 추정기법은 시간축과 주파수축의 파일럿을 동시에 이용하여 이들의 상관관계를 이용하여 채널을 추정한다. 둘째로, ESAE (Extended Symbol Aided Estimation) 채널 추정기법은 과거의 채널 추정값을 이용한다. 셋째로, 블라인드(Blind) 채널 추정기법은 파일럿을 쓰지 않고 OFDM 신호의 CP(cyclic prefix)의 신호 부공간(subspace)(M)과 잡음 부공간(N-M)의 직교 특성을 이용하여 채널을 추정한다.Or the channel estimation method may be largely divided into the following three. First, the Pilot Symbol Assisted Modulation (PSAM) channel estimation scheme estimates the channel using the correlation between the time axis and the frequency axis pilots at the same time. Second, the Extended Symbol Aided Estimation (ESAE) channel estimation technique uses past channel estimation values. The blind channel estimation scheme estimates a channel using orthogonal characteristics of a signal subspace M and a noise subspace NM of a cyclic prefix (CP) of an OFDM signal without using a pilot .

PSAM 채널 추정기법은 채널추정을 위해 데이터 신호와 파일럿 신호와의 상호상관(correlation)값을 구해야 하며, 또한 파일럿 신호의 자기상관(autorelation)값을 구해야 한다. 이를 얻기 위해서는 채널의 확산 지연 전력 특성 (power delay profile), 신호대 잡음비 (SNR: signal-to-noise-ratio) 등을 알아야 하며, 이를 수신단에서 정확하게 얻는 방식이 추가적으로 필요하다. 따라서 실제 최대 지연특성을 갖는 다중 경로(multipath)의 개수만큼 역행렬을 계산해야하므로 구현이 복잡 한 단점이 있다.In the PSAM channel estimation scheme, a correlation value between a data signal and a pilot signal must be obtained for channel estimation, and an autorelation value of the pilot signal must be obtained. In order to achieve this, it is necessary to know the power delay profile of the channel, the signal-to-noise-ratio (SNR), and the like. Therefore, since the inverse matrix is calculated by the number of multipaths having the actual maximum delay characteristics, the implementation is complicated.

ESAE 채널 추정기법은 과거에 구해진 채널 추정 데이터를 버퍼에 저장하여 이용하므로 기존보다 연산량이 증가하게 되며, 이전 채널 추정값의 오차가 증가할수록 채널 추정 성능이 떨어지는 단점이 있다. 블라인드 채널 추정기법은 추가적인 파일럿 신호의 전송에 따른 오버헤드가 없는 장점이 있으나, N×N 개의 자기상관 행렬을 추정하여야 하며, M×(N-M)개의 선형 방정식을 풀어야 하는 단점이 있다.The ESAE channel estimation scheme has a disadvantage in that the computation amount is increased and the channel estimation performance is degraded as the error of the previous channel estimation value is increased because the channel estimation data obtained in the past is stored in the buffer and used. The blind channel estimation scheme is advantageous in that there is no overhead due to the transmission of additional pilot signals, but there is a disadvantage in that it is necessary to estimate N × N autocorrelation matrices and solve M × (N-M) linear equations.

한편, 다중 접속을 위해 일부 부반송파 구간만이 신호 전송을 위해 할당되는 경우, 전송 대역에만 국한하여 파일럿이 전송되므로, 파일럿을 이용하여 구하는 초기 채널 주파수 응답은 전송 대역 내로 제한되어 구해진다. 이처럼 파일럿 심벌이 전송 대역 내로 제한되어 전송되면, 초기 채널 주파수 응답은 양 종단(edge)사이의 주파수에서 불연속적인 특징을 가진다. 이 초기 채널 주파수 응답에 대해 일반적인 푸리에 변환을 수행하면, 연속 신호 형태의 채널 주파수 응답 추정으로 변형되면서 왜곡(distortion)이 발생하는 문제가 있다.On the other hand, when only a subcarrier interval is allocated for signal transmission for multiple access, the pilot is transmitted only to the transmission band, so that the initial channel frequency response obtained using the pilot is limited within the transmission band. When the pilot symbol is transmitted in a limited transmission band, the initial channel frequency response has a discontinuous characteristic at frequencies between both edges. If a general Fourier transform is performed on the initial channel frequency response, there is a problem that distortion is generated while being deformed by the channel frequency response estimation of the continuous signal form.

푸리에 변환/역 푸리에 변환의 반복(iteration)에 의한 복잡도(complexiity)와 채널 추정에 따른 왜곡(distortion)을 줄이면서, 보다 신뢰성있게 채널을 추정할 수 있는 채널 추정방법 및 장치가 요구된다.There is a need for a channel estimation method and apparatus capable of more reliably estimating a channel while reducing complexity due to iteration of Fourier transform / inverse Fourier transform and distortion due to channel estimation.

본 발명의 기술적 과제는 채널추정의 왜곡(distortion)을 줄이고, 이동 단말의 속도에 따라 채널 추정을 적응적으로 수행하는 채널 추정 장치 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a channel estimation apparatus and method for reducing distortion of a channel estimation and adaptively performing channel estimation according to a speed of a mobile station.

본 발명의 일 양태에 따르면, 채널 추정 장치를 제공한다. 상기 장치는 주파수 영역의 수신신호에 포함되는 복수의 부반송파 중 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않는 미사용 부반송파에 가상 파일럿(virtual pilot)을 삽입하는 가상 파일럿 삽입기, 및 상기 복수의 부반송파 중 파일럿이 맵핑된 사용 부반송파를 통해 전송된 복수의 파일럿 및 상기 가상 파일럿을 이용하여 채널 추정값을 산출하는 채널 추정부를 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a channel estimation apparatus. The apparatus includes a virtual pilot inserter for inserting a virtual pilot into unused subcarriers not used for transmission of data or pilot among a plurality of subcarriers included in a frequency domain received signal, And a channel estimator for calculating channel estimates using the plurality of pilots transmitted through the mapped used subcarriers and the virtual pilots.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 수신기를 제공한다. 상기 수신기는 파일럿이 맵핑된 복수의 사용 부반송파와, 데이터 또는 파일럿이 맵핑되지 않은 복수의 미사용 부반송파를 포함하는 신호를 수신하는 수신안테나, 상기 사용 부반송파의 파일럿을 이용하여 각 사용 부반송파의 임시 채널값을 최소제곱 기법으로 구하는 최소제곱 추정기, 상기 미사용 부반송파의 일부에 상기 임시 채널값을 가진 가상 파일럿을 삽입하는 가상 파일럿 삽입기, 상기 신호에 대한 잡음의 세기를 이용하여 상기 임시 채널값을 시간영역에서 잡음처리하는 잡음처리기, 및상기 잡음처리된 임시 채널값을 다시 푸리에 변환하여 얻어진 보정 채널값을 이용하여 채널 추정값을 구 하는 추정값 산출기를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a receiver. The receiver includes a receiving antenna for receiving a plurality of used subcarriers to which a pilot is mapped and a signal including a plurality of unused subcarriers to which no data or pilot is not mapped, a temporary channel value of each used subcarrier using the pilot of the used subcarrier, A virtual pilot inserter for inserting a virtual pilot having the temporary channel value into a part of the unused subcarrier, a virtual pilot inserter for adding the temporary channel value to a noise in a time domain using a noise strength of the signal, And an estimation value calculator for estimating a channel estimation value using a correction channel value obtained by re-Fourier transforming the noise-processed temporary channel value.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 채널 추정 방법을 제공한다. 상기 방법은 파일럿이 맵핑된 사용 부반송파와 데이터 또는 파일럿이 맵핑되지 않는 미사용 부반송파를 포함하는 주파수 영역의 신호로부터 추출된 파일럿을 미사용 부반송파에 삽입하는 단계, 및 상기 파일럿과 상기 미사용 부반송파에 삽입된 파일럿을 이용하여 채널 추정값을 산출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a channel estimation method. The method includes the steps of: inserting a pilot extracted from a frequency-domain signal including a pilot-mapped used subcarrier and an unused pilot-mapped subcarrier into an unused subcarrier; and transmitting the pilot inserted in the unused subcarrier And calculating a channel estimation value using the channel estimation value.

DFT와 IDFT를 번갈아서 여러번 반복(iteration)할 필요가 없으므로 채널 추정의 복잡도(complexity)를 줄일 수 있다. 또한 채널 추정시 가장자리(edge) 주파수 부근에서 발생하는 왜곡현상을 현저히 줄일 수 있다. 그리고 채널 추정에 영향을 미치는 여러가지 요소(예를 들어 단말의 속도, 변조 및 코딩 기법)를 고려하여 적응적으로 채널을 추정하므로 수신신호를 신뢰성있게(reliably) 복조할 수 있다.The complexity of channel estimation can be reduced since there is no need to iterate the DFT and the IDFT several times alternately. In addition, the distortion occurring in the vicinity of the edge frequency can be significantly reduced. In addition, the received signal can be reliably demodulated by adaptively estimating the channel in consideration of various factors (e.g., speed, modulation and coding scheme) affecting the channel estimation.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.1 is a block diagram illustrating a wireless communication system. Wireless communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice, packet data, and the like.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 단말(10; Mobile Station, MS) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드B(NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.1, a wireless communication system includes a mobile station (MS) 10 and a base station 20 (BS). The terminal 10 may be fixed or mobile and may be referred to by other terms such as User Equipment (UE), User Terminal (UT), Subscriber Station (SS), and Wireless Device. The base station 20 generally refers to a fixed station that communicates with the terminal 10 and may be referred to by other terms such as a Node B, a Base Transceiver System (BTS), an Access Point . One base station 20 may have more than one cell.

하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.A downlink (DL) refers to communication from the base station 20 to the terminal 10, and an uplink (UL) refers to communication from the terminal 10 to the base station 20.

무선 통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)와 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 전송기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 전송기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다.The wireless communication system may be an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) based system. OFDM uses a plurality of orthogonal subcarriers. OFDM utilizes the orthogonality property between IFFT (inverse fast Fourier transform) and FFT (fast Fourier transform). In the transmitter, data is transmitted by performing IFFT. The receiver performs an FFT on the received signal to recover the original data. The transmitter uses an IFFT to combine multiple subcarriers, and the receiver uses a corresponding FFT to separate multiple subcarriers.

OFDM 기반 시스템에서는 파일럿이 포함된 OFDM 심벌을 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform; DFT)하여 데이터가 들어있는 OFDM 심벌의 주파수 영역에서의 채널 추정이 가능하다. 이러한 주파수 영역의 신호는 역이산 푸리에 변환(Inverse DFT; IDFT)을 통하여 시간 영역의 신호로 다시 변환되는데, 수신기는 이 시간영역의 신호를 이용하여 시간 영역에서의 채널 추정을 수행한다. 이와 같은 방법으로 OFDM 기반 시스템은 각 부반송파와 OFDM 심벌의 채널을 일괄적으로 추정할 수 있으며, 따라서 개별 부반송파에 각각의 등화기(equalizer)를 설치할 필요가 없는 장점이 있다.In OFDM-based systems, it is possible to perform channel estimation in a frequency domain of an OFDM symbol containing data by performing Discrete Fourier Transform (DFT) on an OFDM symbol including a pilot. The signal in the frequency domain is transformed into a signal in the time domain through an inverse discrete Fourier transform (IDFT). The receiver performs channel estimation in the time domain using the signal in the time domain. In this way, the OFDM-based system can collectively estimate the channel of each subcarrier and the OFDM symbol, and thus it is not necessary to provide an equalizer for each subcarrier.

도 2는 본 발명의 일 예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 통신 시스템은 OFDM 방식에 기반한다. 2 is a block diagram illustrating a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention. The communication system is based on the OFDM scheme.

도 2를 참조하면, 통신 시스템은 송신기(transmitter; 100)와 수신기(receiver; 200)를 포함한다. 송신기(100)는 기지국의 일부분(part)일 수 있다. 수신기(200)는 단말의 일부분일 수 있다. 또는(alternatively), 송신기(100)는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기(200)는 기지국의 일부분일 수 있다. 기지국은 다수의 수신기와 다수의 송신기를 포함할 수 있다. 단말은 다수의 수신기와 다수의 송신기를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the communication system includes a transmitter 100 and a receiver 200. The transmitter 100 may be a part of a base station. The receiver 200 may be part of a terminal. Alternately, the transmitter 100 may be part of a terminal, and the receiver 200 may be part of a base station. A base station may include multiple receivers and multiple transmitters. The terminal may include a plurality of receivers and a plurality of transmitters.

송신기(100)는 전송신호 X를 수신기(200)로 전송하면, 수신기(200)는 채널 H와 잡음 N에 의해 변화된 수신신호 Y를 수신한다. 전송신호 X=[X₁, X₂,..., X_Nt], 수신신호 Y=[Y₁, Y₂,..., Y_Nr], 잡음 N=[N₁, N₂,..., N_Nr]이라 하면, X와 Y간에는 다음의 수학식 1과 같은 관계가 성립한다.When the transmitter 100 transmits the transmission signal X to the receiver 200, the receiver 200 receives the reception signal Y changed by the channel H and the noise N. [ Transmitting signals _{_{X = [X 1, X 2}} , ..., X Nt], the received signal _{_{Y = [Y 1, Y 2}} , ..., Y Nr], noise _{_{N = [N 1, N 2}} , .. ., N _Nr ], the following relationship is established between X and Y by the following equation (1).

여기서, N_t는 송신 안테나(160)의 개수, N_r은 수신 안테나(210)의 개수, H_ab 는 송신 안테나 b에서 전송된 신호가 수신 안테나 a에 도달하는데 거쳐가는 채널이다. 수신기(200)는 채널 H를 정확히 알아야 수신신호 Y로부터 실제 전송된 신호 X를 구할 수 있다. 채널 H는 송신기(100)와 수신기(200)가 서로 알고 있는 파일럿을 이용함으로서 추정될 수 있는데, 이렇게 추정된 채널 H의 값을 채널 추정값(Channel Estimation Value)이라 한다. 파일럿은 기준신호(reference signal; RS)라 불릴 수도 있다.Where N _t is the number of transmit antennas 160, N _r is the number of receive antennas 210, and H _ab is the channel through which the signal transmitted by transmit antenna b arrives at receive antenna a. The receiver 200 can obtain the actually transmitted signal X from the received signal Y without knowing exactly the channel H. [ The channel H can be estimated by using a pilot known to the transmitter 100 and the receiver 200. The value of the channel H thus estimated is called a channel estimation value. The pilot may be referred to as a reference signal (RS).

송신기(110)는 송신 프로세서(transmit processor; 110), 파일럿 삽입부(120), 부반송파 맵퍼(mapper, 130), IFFT부(140), CP 삽입부(150), 송신 유닛(160) 및 제1 및 제2 송신 안테나(170-1. 170-2)를 포함한다. 여기서 송신 안테나가 2개인 것으로 가정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐 송신 안테나는 1개 또는 2개 이상이어도 무방하다.The transmitter 110 includes a transmit processor 110, a pilot inserter 120, a subcarrier mapper 130, an IFFT unit 140, a CP inserter 150, a transmitter 160, And a second transmit antenna 170-1, 170-2. Here, it is assumed that there are two transmit antennas, but this is only an example for convenience of explanation, and the number of transmit antennas may be one or two or more.

송신 프로세서(110)는 음성이나 패킷 데이터 등과 같은 데이터를 입력받는다. 송신 프로세서(110)는 입력된 데이터를 처리(소스 코딩, 채널 코딩, 맵핑)하여 데이터 심벌을 발생시킨다.The transmission processor 110 receives data such as voice, packet data, and the like. The transmission processor 110 processes the input data (source coding, channel coding, mapping) to generate a data symbol.

파일럿 삽입부(120)는 부반송파 맵퍼(130)에 입력되는 데이터 심벌의 사이 사이에 파일럿(pilot)을 삽입한다. 파일럿은 송신기(100)와 수신기(200) 양자에 선험적으로(a priori) 알려진 데이터이다. 파일럿은 여러가지 형태로 자원요소(resource element)에 배치될 수 있으며, 도 3은 파일럿이 자원요소에 배치되는 일 예를 나타낸다. 자원요소는 적어도 하나의 부반송파와 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 2차원적인 무선자원 단위이다.The pilot inserter 120 inserts a pilot between the data symbols input to the subcarrier mapper 130. A pilot is data that is a priori known to both the transmitter 100 and the receiver 200. Pilots can be placed in resource elements in various forms, and FIG. 3 shows an example where pilots are placed in resource elements. A resource element is a two-dimensional radio resource unit including at least one subcarrier and at least one OFDM symbol.

도 3을 참조하면, 하나의 서브프레임(subframe)은 14개의 OFDM 심벌을 포함하며, 2개의 슬롯(slot)으로 구분된다. 즉, 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 2개의 송신 안테나는 각각 서로 다른 위치의 자원요소를 이용하여 파일럿을 전송한다. 이를 구분하기 위하여, R_p는 제p 송신안테나에서 파일럿의 전송을 위해 사용되는 자원요소를 의미한다고 가정한다. 즉, 제1 송신안테나(160-1)는 자원요소 R₀을 이용하여 파일럿을 전송하고, 제2 송신안테나(160-2)는 자원요소 R₁을 이용하여 파일럿을 전송한다.Referring to FIG. 3, one subframe includes 14 OFDM symbols and is divided into two slots. That is, one slot includes 7 OFDM symbols. The two transmit antennas transmit pilots using resource elements at different positions. In order to distinguish this, it is assumed that R _p denotes a resource element used for transmission of the pilot in the p-th transmission antenna. In other words, the first transmission antenna 160-1 transmits the pilot by using the resource elements R _0, and the second transmission antenna 160-2 transmits the pilot using a resource element R _1.

각 안테나 포트에서 파일럿은 다음과 같은 패턴에 의해 전송된다. 첫째로, 제1 송신안테나(160-1)에 대한 서브프레임상에서 파일럿에 할당되는 자원요소에 대응하는 제2 송신안테나(160-2)에 대한 서브프레임상의 자원요소(빗금친 자원요소)는 파일럿의 전송에 사용하지 않는다. 마찬가지로, 제2 송신안테나(160-2)에 대한 서브프레임상에서 파일럿에 할당되는 자원요소에 대응하는 제1 송신안테나(160-1)에 대한 서브프레임상의 자원요소(빗금친 자원요소)는 파일럿의 전송에 사용하지 않는다.The pilot at each antenna port is transmitted according to the following pattern. First, a resource element (a shaded resource element) on a subframe for a second transmission antenna 160-2 corresponding to a resource element allocated to a pilot on a subframe for the first transmission antenna 160-1 is a pilot Is not used for transmission. Likewise, the resource element (shaded resource element) on the subframe for the first transmission antenna 160-1 corresponding to the resource element allocated to the pilot on the subframe for the second transmission antenna 160-2 is the Do not use for transmission.

둘째로, 시간축에서 볼 때, 파일럿은 매 슬롯의 1번째 및 5번째 OFDM 심벌상에서 전송된다. 또한, 주파수 축에서 볼 때, 파일럿의 전송에 사용되는 자원요소간의 간격은 6 자원요소이다. 각 주파수의 채널은 파일럿간의 채널 응답을 보간(interpolation)이나 평균(average)을 취함으로써 정확히 추정될 수 있다. 따라서 파일럿은 도 3과 같이 시간 및 주파수 영역에 적절한 간격으로 분산되어 배치된 다. 물론, 이러한 패턴은 예시에 불과할 뿐이고, 서브프레임내에 포함되는 OFDM 심벌의 개수, 파일럿이 전송되는 OFDM 심벌의 위치, 자원요소의 개수 및 파일럿간의 간격은 이외에도 다양하게 변경될 수 있다.Second, as viewed in the time domain, the pilot is transmitted on the first and fifth OFDM symbols of each slot. Also, as seen from the frequency axis, the spacing between the resource elements used for transmission of the pilot is 6 resource elements. The channel of each frequency can be accurately estimated by interpolating or averaging the channel response between pilots. Therefore, the pilots are dispersed and arranged at suitable intervals in the time and frequency domains as shown in FIG. Of course, such a pattern is merely an example, and the number of OFDM symbols included in a subframe, the position of an OFDM symbol to which a pilot is transmitted, the number of resource elements, and the interval between pilots may be variously changed.

다시 도 2를 참조하면, 부반송파 맵퍼(130)는 입력되는 데이터 심벌과 파일럿을 할당된 대역의 전체 부반송파(예를 들어 1024개) 중 일부 또는 전부에 각각 맵핑(mapping)하여 IFFT부(140)로 입력한다. 데이터 심벌과 파일럿이 맵핑되는 부반송파를 사용 부반송파(used subcarrier)라 하고, 맵핑되지 않는 부반송파를 미사용 부반송파(unused subcarrier)라 한다. 즉, 미사용 부반송파는 송신기(100)에서 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않는 부반송파이다.2, the subcarrier mapper 130 maps the input data symbols and pilots to a part or all of all subcarriers (for example, 1024) of the allocated band, and transmits the data symbols to the IFFT unit 140 . A subcarrier to which a data symbol and a pilot are mapped is called a used subcarrier, and a subcarrier that is not mapped is called an unused subcarrier. That is, the unused subcarriers are subcarriers that are not used for transmission of data or pilot in the transmitter 100.

IFFT부(140)는 상기 전체 부반송파에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역(time domain) 신호인 ODFM 심벌들을 생성한다.The IFFT unit 140 performs IFFT on all the subcarriers to generate ODFM symbols that are time domain signals.

CP 삽입부(150)는 변환된 심벌에 이전 심벌의 일부 샘플을 추가한다. 추가되는 부분을 CP(cyclic prefix)라 하며, 보호 구간(guard interval)이라고도 한다. CP는 ISI(inter-symbol interference)를 제거하여 주파수 선택적 채널(frquency-selective channel)을 플랫 페이딩 채널(flat-fading channel)로 바꾼다.The CP inserting unit 150 adds a part of the previous symbol to the converted symbol. The added part is called a CP (cyclic prefix) and is also called a guard interval. CP removes inter-symbol interference (ISI) and converts a frquency-selective channel into a flat-fading channel.

송신 유닛(160)은 CP 삽입부(150)에서 출력된 샘플 신호를 아날로그 신호로 변환하여 제1 및 제2 송신 안테나(170-1, 170-2)를 통해 전송한다.The transmission unit 160 converts the sample signal output from the CP inserter 150 into an analog signal and transmits the analog signal through the first and second transmission antennas 170-1 and 170-2.

수신기(200)는 수신 안테나(210), 수신 유닛(220), CP 제거부(230), FFT부(240), 수신 프로세서(250), 파일럿 추출부(260), 최소제곱(Least Square;LS) 추정기(270) 및 채널 추정 장치(3000)를 포함한다.The receiver 200 includes a receiving antenna 210, a receiving unit 220, a CP removing unit 230, an FFT unit 240, a receiving processor 250, a pilot extracting unit 260, a least squares (LS) ) Estimator 270 and a channel estimation apparatus 3000. [

수신 안테나(210)는 송신기(100)로부터 전송된 신호를 받아 수신 유닛(220)으로 보낸다. 수신 유닛(220)은 전송된 신호를 디지털 변환하여 샘플들의 스트림을 제공한다. CP 제거부(230)는 샘플에서 CP를 제거한다. FFT부(230)는 CP 제거부(230)에서 전송된 샘플을 FFT하여 주파수 영역 신호로 변환시킨다. 상기 주파수 영역 신호는 수신 프로세서(250)와 파일럿 추출부(260)로 각각 입력된다.The receiving antenna 210 receives the signal transmitted from the transmitter 100 and sends it to the receiving unit 220. The receiving unit 220 digitizes the transmitted signal to provide a stream of samples. The CP remover 230 removes the CP from the sample. The FFT unit 230 performs FFT on the samples transmitted from the CP removing unit 230 to convert the samples into frequency domain signals. The frequency domain signals are input to the reception processor 250 and the pilot extraction unit 260, respectively.

파일럿 추출부(260)는 상기 주파수 영역 신호에서 파일럿을 추출하고, 상기 추출된 파일럿을 최소제곱 추정기(270)로 입력한다.The pilot extracting unit 260 extracts a pilot from the frequency-domain signal, and inputs the extracted pilot to the least squares estimator 270.

최소제곱 추정기(270)는 상기 추출된 파일럿을 가지고 최소제곱(Least Square) 추정기법을 이용하여 주파수 영역에서 채널 추정을 수행한다. 최소제곱 추정기법은 MMSE(Minimum Mean sqaure) 기법에 비하여 채널추정 성능이 떨어지나, 구현이 간편하고 복잡도가 낮은 장점이 있다. 최소제곱 추정기(270)는 수학식 2와 같이 실제로 수신된 파일럿을 송신기(100)와 수신기(200)가 이미 알고 있는 파일럿으로 나눔으로서 복수의 임시 채널값(H_LS)을 구한다. 여기서 채널값(channel value)은 각 부반송파(또는 채널)의 주파수에 대한 채널값을 말한다. 임시 채널값(temporary channel value)은 여러가지 프로세스에 의해 처리되기 위해 임시적으로 구해지는 채널값을 말한다.The least squares estimator 270 performs channel estimation in the frequency domain using the Least Square estimation technique with the extracted pilot. The least squares estimation scheme has a lower channel estimation performance than the Minimum Mean Square (MMSE) scheme, but has advantages of simple implementation and low complexity. The least squares estimator 270 obtains a plurality of temporary channel values (H _LS ) by dividing the actually received pilot by the pilot 100 and receiver 200 already known as shown in Equation (2). Here, a channel value refers to a channel value for a frequency of each subcarrier (or channel). A temporary channel value is a channel value that is provisionally determined to be processed by various processes.

, if mod(i,6)=0 or 3 in OFDM symbol when 0≤i<N_FFT/2

, if mod (i, 6) = 0 or 3 in OFDM symbol when 0? i <N _FFT / 2

, if mod(i,6)=4 or 1 in OFDM symbol when N_FFT/2≤i<N_FFT

, if mod (i, 6) = 4 or 1 in OFDM symbol when N _FFT / 2? i <N _FFT

, otherwise in OFDM symbol

여기서, i는 부반송파의 인덱스(index), H_LS _Rx(i)는 최소제곱 추정기(270)에 의해 추정된 i 번째 부반송파의 임시 채널값이고, RS_Tx(i)는 Tx번째 송신기(100)의 파일럿 신호이며, Y_Rx(i)는 Rx번째 수신기(200)가 실제로 수신한 i 번째 부반송파의 신호이고, N_FTT는 FTT 크기이다. FFT 크기는 푸리에 변환을 수행하는데 사용되는 부반송파의 개수를 의미한다. 0≤i<N_FTT/2일 때의 mod(i,6)=0 과 N_FTT/2≤i<N_FTT 때의 mod(i,6)=4 끼리 한 쌍(pair)이다. 또한 0≤i<N_FTT/2일 때의 mod(i,6)=3 과 N_FTT/2≤i<N_FTT 때의 mod(i,6)=1 끼리 한 쌍(pair)이다. 파일럿을 실은 부반송파의 채널값을 제외한 다른 부반송파의 채널값들은 모두 0으로 대체(zero replace)된다.Here, i denotes an index of a subcarrier, _HLS _Rx (i) is the temporary channel value of the i-th subcarrier estimated by the least squares estimator 270, RS _Tx (i) is the pilot signal of the Tx transmitter 100, Y _Rx _Carrier signal received by the antenna 200 and N _FTT is the FTT size. The FFT size refers to the number of subcarriers used to perform the Fourier transform. Mod (i, 6) = 0 when 0≤i <N _FTT / 2 and mod (i, 6) = 4 when N _FTT / 2≤i <N _FTT are a pair. It is also the time of _{0≤i <N FTT / 2 mod (} i, 6) = 3 and N _{_FTT} / 2≤i <N _FTT when a mod (i, 6) = 1 between one pairs (pair). The channel values of the subcarriers other than the channel value of the subcarrier carrying the pilot are all replaced with zero (zero replaced).

채널 추정 장치(300)는 가상 파일럿 삽입기(310)와 채널 추정부(320)를 포함한다. 가상 파일럿 삽입기(310)는 가상 파일럿(virtual pilot)을 미사용 부반송 파(unused subcarrier)에 맵핑한다. 가상 파일럿은 상기 임시 채널값을 가진 파일럿으로서, 미사용 부반송파에 맵핑하여 가장자리(edge) 주파수에서의 채널 왜곡을 완화시키기 위해 사용된다. 가상 파일럿을 삽입하는 방법에 관하여는 도 4에서 더욱 자세히 설명하기로 한다.The channel estimator 300 includes a virtual pilot inserter 310 and a channel estimator 320. The virtual pilot inserter 310 maps a virtual pilot to an unused subcarrier. The virtual pilot is used as a pilot with the temporary channel value to map the unused subcarrier to mitigate channel distortion at the edge frequency. A method of inserting a virtual pilot will be described in more detail in FIG.

채널 추정부(320)는 사용 부반송파에 맵핑된 파일럿과 미사용 부반송파에 맵핑된 가상 파일럿을 이용하여 채널 추정값을 구한다. 일 예로서, 채널 추정부(320)는 파일럿에 의한 임시 채널값과 가상 파일럿에 의한 임시 채널값에 IFFT를 취한 후 시간축상에서 잡음 성분보다 작은 채널 왜곡 성분들을 제거한 후 다시 FFT를 취하여 주파수축상에서의 신호값을 코히어런트(coherent) 시간내의 모든 OFDM 심볼의 직접 채널 추정값으로 삼을 수 있다. 이를 잡음 처리된 채널 추정값이라 한다. 다른 예로서, 채널 추정부(320)는 파일럿과 가상 파일럿을 이용하여 잡음 처리된 채널 추정값을 얻은 후 파일럿이 들어 있지 않는 OFDM 심볼의 채널값을 상기의 잡음 처리된 채널 추정값을 평균하여 구할 수 있다. 여기서, 채널 추정부(320)에서 사용할 파일럿이 포함된 OFDM 심볼 수를 얼마만큼 이용하여 평균을 취해 채널 추정값을 결정할 지는 수신기(200)의 속도와 변조방식을 고려하여 결정될 수 있다. 또 다른 예로서, 채널 추정부(320)는 상기 파일럿과 가상 파일럿의 임시 채널값을 잡음처리하지 않고 얻은 채널값을 그대로 이용하여 채널 추정값을 구할 수 있다.The channel estimation unit 320 obtains a channel estimation value using the pilot mapped to the used sub-carrier and the virtual pilot mapped to the unused sub-carrier. For example, the channel estimator 320 may be configured to take an IFFT on a temporary channel value by a pilot and a temporary channel value by a virtual pilot, remove channel distortion components smaller than a noise component on a time axis, The signal value may be a direct channel estimate of all OFDM symbols in a coherent time. This is called the noise-processed channel estimation value. As another example, the channel estimator 320 may obtain a noise-processed channel estimation value using pilots and virtual pilots, and then obtain a channel value of an OFDM symbol that does not include pilots by averaging the noise-processed channel estimation values . In this case, how much the number of OFDM symbols included in the pilot used by the channel estimator 320 is averaged to determine the channel estimation value can be determined in consideration of the speed of the receiver 200 and the modulation scheme. As another example, the channel estimator 320 may obtain the channel estimation value by directly using the channel value obtained without noise processing the temporary channel value of the pilot and the virtual pilot.

수신 프로세서(250)는 FFT부(240)에서 입력된 주파수 영역 신호에서 데이터 심벌을 추출하고, 채널 추정 장치(300)의 채널 추정을 이용하여 상기 추출된 데이터 검출을 수행한다. 수신 프로세서(250)의 출력은 데이터 심벌 추정이 된다. 수신 프로세서(250)는 상기 데이터 심벌 추정을 처리(디-맵핑, 디코딩)하여 디코딩된 데이터를 제공한다. 일반적으로 수신 프로세서(250)는 송신기(100)의 송신 프로세서(110)와 상보적(complementary)이다.The reception processor 250 extracts a data symbol from the frequency domain signal input from the FFT unit 240 and performs the extracted data detection using the channel estimation of the channel estimation apparatus 300. The output of the receive processor 250 is a data symbol estimate. The receive processor 250 processes (de-maps, decodes) the data symbol estimates to provide decoded data. Generally, the receive processor 250 is complementary to the transmit processor 110 of the transmitter 100.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 가상 파일럿을 삽입하는 방법을 설명하는 설명도이다.4 is an explanatory view illustrating a method of inserting a virtual pilot according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, (Ⅰ)은 가상 파일럿 삽입기(310)가 주파수 영역 신호에 가상 파일럿이 삽입하기 전이고, (Ⅱ)는 가상 파일럿 삽입기(310)가 주파수 영역 신호에 가상 파일럿을 삽입한 후이다. IFFT부(140)에 입력되는 부반송파의 총 개수를 FFT 크기(size)라 하는데, 도 4에서 FFT 크기는 1024이다. 한편, IFFT부(140)에 입력되는 부반송파가 모두 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지는 않고, 일부의 부반송파만이 사용된다. 이때 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되는 부반송파를 사용 부반송파(used subcarrier)라 하고, 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않는 부반송파를 미사용 부반송파(unused subcarrier)라 한다.Referring to FIG. 4, (I) shows a case where a virtual pilot inserter 310 inserts a virtual pilot in a frequency domain signal, and (II) a virtual pilot inserter 310 inserts a virtual pilot in a frequency domain signal After. The total number of subcarriers input to the IFFT unit 140 is referred to as an FFT size. In FIG. 4, the FFT size is 1024. On the other hand, not all the subcarriers input to the IFFT unit 140 are used for transmission of data or pilot, but only some subcarriers are used. At this time, subcarriers used for data or pilot transmission are used subcarriers, and subcarriers not used for data or pilot transmission are called unused subcarriers.

사용 부반송파 그룹 1은 인덱스(index)가 1~300인 부반송파의 집합이고, 사용 부반송파 그룹 2는 인덱스가 725~1024인 부반송파의 집합이다. 미사용 부반송파 그룹은 인덱스가 301~724인 부반송파의 집합이다.The used subcarrier group 1 is a set of subcarriers whose indexes are 1 to 300 and the used subcarrier group 2 is a set of subcarriers whose indexes are 725 to 1024. The unused subcarrier group is a set of subcarriers whose index is 301 to 724. [

(Ⅰ) 가상 파일럿 삽입기(310)가 주파수 영역 신호에 가상 파일럿이 삽입하기 전 : (I) Before the virtual pilot inserter 310 inserts the virtual pilot into the frequency domain signal:

사용 부반송파 그룹 1 및 2에는 파일럿과 데이터가 부반송파에 혼재하여 존재한다. 좀더 자세하게는, 파일럿은 6 부반송파 간격으로 일정하게 실리며, 파일럿 사이에는 데이터가 실린다. 그리고, 미사용 부반송파 그룹의 부반송파들은 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않으므로 0으로 설정(set)되는데, 이를 제로-패딩(zero-padding)이라 한다. 미사용 부반송파 대역은 FFT와 IFFT의 반복에 의한 데이터의 손실을 막기 위한 보호밴드(guard band)일 수 있다.In the used subcarrier groups 1 and 2, pilots and data exist in subcarriers. More specifically, pilots are constantly spaced at six subcarrier intervals and data is carried between pilots. Since the subcarriers of the unused subcarrier group are not used for transmission of data or pilot, they are set to 0, which is called zero-padding. The unused subcarrier band may be a guard band for preventing data loss due to repetition of FFT and IFFT.

(Ⅱ) 가상 파일럿 삽입기(310)가 주파수 영역 신호에 가상 파일럿을 삽입한 후 :(II) After the virtual pilot inserter 310 inserts a virtual pilot in the frequency domain signal:

가상 파일럿 삽입기(310)는 미사용 부반송파 그룹에 일정 부반송파 간격으로 가상 파일럿을 삽입한다. 삽입되는 가상 파일럿은 사용 부반송파 그룹 1 또는 2에 포함된 파일럿 중 선택된 적어도 하나의 파일럿이 될 수 있다. 일 예에 있어서, 미사용 부반송파 그룹은 DC(direct current)를 중심으로 다시 삽입영역(insertion area) 1(인덱스 301~512), 삽입영역 2(인덱스 513~724)의 2부분으로 나뉜다.The virtual pilot inserter 310 inserts a virtual pilot at a predetermined subcarrier interval in an unused subcarrier group. The inserted virtual pilot may be at least one pilot selected from the pilots included in the used subcarrier group 1 or 2. In one example, the unused subcarrier group is divided into two parts, that is, an insertion area 1 (indices 301 to 512) and an insertion area 2 (indices 513 to 724) around DC (direct current).

가상 파일럿 삽입기(310)는 상기 삽입영역 1에 사용 부반송파 그룹 1에서 가장 가까운 파일럿(인덱스 295인 부반송파의 파일럿)을 제1 가상 파일럿으로 하여 6 부반송파 간격으로 여러 개 삽입한다. 여기서 제1 가상 파일럿의 임시 채널값은 인덱스 295인 부반송파에 실린 파일럿의 임시 채널값과 동일하다.The virtual pilot inserter 310 inserts a plurality of pilots (pilot subcarriers of index 295) closest to the used subcarrier group 1 in the insertion region 1 at intervals of six subcarriers as a first virtual pilot. Here, the temporary channel value of the first virtual pilot is the same as the temporary channel value of the pilot included in the subcarrier having the index 295.

동일한 방식으로, 가상 파일럿 삽입기(310)는 상기 삽입영역 2에 사용 부반송파 그룹 2에서 가장 가까운 파일럿(인덱스 725인 부반송파의 파일럿)을 제2 가상 파일럿으로 하여 6 부반송파 간격으로 여러 개 삽입한다. 여기서 제2 가상 파일럿의 임시 채널값은 인덱스 725인 부반송파에 실린 파일럿의 임시 채널값과 동일하다. 여기서, 가상 파일럿을 미사용 부반송파 그룹에 삽입한다는 표현은 다른 표현, 예를 들어 가상 파일럿을 부반송파에 싣는다(carry), 또는 맵핑(mapping)한다라는 동일한 의미의 다른 표현들과 대체, 호환될 수 있다.In the same manner, the virtual pilot inserter 310 inserts a plurality of pilots (the pilot of the subcarrier having the index 725) closest to the used subcarrier group 2 in the inserted region 2 as a second virtual pilot at intervals of six subcarriers. Here, the temporary channel value of the second virtual pilot is the same as the temporary channel value of the pilot included in the subcarrier having the index 725. Here, the expression of inserting a virtual pilot into an unused subcarrier group may be replaced with another expression of the same meaning, for example, carrying or mapping a virtual pilot to a subcarrier.

이와 같이, 미사용 부반송파 그룹에 가상 파일럿을 삽입하면 채널추정시 발생하는 특정 주파수 대역의 왜곡현상(distortion)을 줄일 수 있다.In this way, if a virtual pilot is inserted into an unused subcarrier group, a distortion of a specific frequency band occurring at the time of channel estimation can be reduced.

도 5는 도 2의 채널 추정부를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram showing the channel estimation unit of FIG.

도 5를 참조하면, 채널 추정부(320)는 IFFT부(321), 잡음처리기(322), FFT부(323), 채널 추정용 버퍼(324), 도플러 주파수 추정기(325) 및 추정값 산출기(326)을 포함한다.5, the channel estimation unit 320 includes an IFFT unit 321, a noise processor 322, an FFT unit 323, a channel estimation buffer 324, a Doppler frequency estimator 325, 326).

IFFT부(321)는 주파수 영역에서 파일럿과 가상 파일럿을 실은 부반송파에 IFFT를 수행하여 시간영역 신호들을 발생시킨다. 이 시간영역 신호들은 시간영역에서 파일럿의 주기에 따라 반복되는 패턴을 갖으며, 시간영역 채널값을 가진다.The IFFT unit 321 performs IFFT on the subcarriers carrying the pilots and the virtual pilots in the frequency domain to generate time domain signals. These time domain signals have a repetitive pattern in the time domain according to the period of the pilot and have a time domain channel value.

잡음처리기(322)는 시간영역 신호에 포함된 잡음을 처리함으로써 잡음처리된 시간영역 신호를 출력한다. 이를 위해 먼저, 잡음처리기(322)는 상기 시간영역 신호에서 시간상의 한 주기의 신호들로부터 잡음의 평균 파워(power)를 추정한다. 그리고, 이렇게 추정된 잡음의 평균파워를 임계값(threshold)으로 하여, 상기 임계값과 시간영역 채널값과 비교한다. 만약, 시간영역 채널값이 임계값보다 작으면, 잡음처리기(284)는 시간영역 채널값을 채널추정에 사용하지 않는다. 즉, 임계값보다 작은 시간영역 채널값들을 모두 0으로 리맵핑(remapping) 또는 무효화(nulling)한다. 이는 잡음이 채널 추정에 미치는 영향이 최소화하기 위함이다. 반면, 임계값보다 큰 시간영역 채널값들은 그대로 채널 추정에 사용한다.The noise processor 322 outputs the noise processed time domain signal by processing the noise included in the time domain signal. To this end, the noise processor 322 estimates the average power of the noise from the signals of one period in time in the time domain signal. Then, the average power of the estimated noise is used as a threshold value, and the threshold value is compared with the time-domain channel value. If the time domain channel value is less than the threshold value, the noise processor 284 does not use the time domain channel value for channel estimation. That is, all the time-domain channel values less than the threshold value are remapping or nulling to zero. This is to minimize the effect of noise on channel estimation. On the other hand, time-domain channel values larger than the threshold value are directly used for channel estimation.

FFT부(323)는 잡음처리된 시간영역 신호를 다시 FFT하고, 주파수 영역의 신호로 변환시킨다. 상기 주파수 영역 신호의 각 부반송파(또는 채널)는 가상 파일럿 삽입기(310)와 잡음처리기(322)에 의해 그 채널값이 보정된 보정 채널값(compensated channel value)을 가진다.The FFT unit 323 again FFTs the noise-processed time-domain signals and converts them into frequency-domain signals. Each subcarrier (or channel) of the frequency domain signal has a compensated channel value whose channel value is corrected by the virtual pilot inserter 310 and the noise processor 322.

채널추정용 버퍼(324)는 매 OFDM 심벌주기마다 보정 채널값이 구해질 때마다 이를 저장한다.The channel estimation buffer 324 stores the corrected channel value every time a correction channel value is obtained for each OFDM symbol period.

도플러 주파수 추정기(Doppler frequency estimator, 287)는 도플러 효과에 따른 주파수 변환 추이에 의해 수신기(200)의 속도를 추정한다. 수신기(200)의 속도는 저속, 중속 및 고속의 3가지 범주로 구분될 수 있는데, 각 범주는 시스템, 수신기(200)가 위치한 지역등에 따라 달라질 수 있다. 일 예로서, 수신기(200)의 속도는 도플러 주파수에 따라 다음과 같이 구분될 수 있다. 도플러 주파수가 0~5Hz 일 때는 수신기(200)의 속도는 저속(약 2.7km/h이하), 5Hz~70Hz(약 37.8km/h이하) 일 때는 중속, 70Hz~120Hz(약 162km/h이하) 일 때는 고속일 수 있다. 어느 정도의 속도가 어느 범주에 속하는지에 관한 정보는 송신기(100)가 수신기(200)로 알려주는 것일 수도 있고, 규약에 의해 양자간에 미리 약속된 것일 수도 있다.The Doppler frequency estimator 287 estimates the speed of the receiver 200 by frequency conversion according to the Doppler effect. The speed of the receiver 200 can be divided into three categories: low speed, medium speed and high speed, and each category may vary depending on the system, the area where the receiver 200 is located, and the like. As an example, the speed of the receiver 200 can be divided as follows according to the Doppler frequency. When the Doppler frequency is 0 to 5 Hz, the speed of the receiver 200 is low (about 2.7 km / h or less), when the frequency is 5 Hz to 70 Hz (about 37.8 km / It can be high speed. The information about how much speed belongs to which category may be that the transmitter 100 informs the receiver 200 and may be predetermined between the two by convention.

추정값 산출기(326)는 복수의 보정 채널값을 이용하여 채널 추정값(channel estimation value)을 산출한다. 채널 추정값은 임시 채널값을 여러가지 프로세스로 가공하여 신뢰성을 더욱 강화한(enhance) 채널 추정값이다. 채널 추정값은 복수의 OFDM 심벌에 걸쳐서 구해진 복수의 보정 채널값들의 평균값이거나, 또는 이들을 선형적으로 보간(linear interpolation)하여 얻은 보간값일 수 있다. 과거에 얻은 보 정 채널값(버퍼에 저장됨)을 현재의 채널을 추정할 때 반영함으로써 채널추정의 성능 및 신뢰성이 더욱 우수해 질 수 있다.The estimation value calculator 326 calculates a channel estimation value using a plurality of correction channel values. The channel estimate is a channel estimate that further enhances reliability by processing the temporary channel value into various processes. The channel estimation value may be an average value of a plurality of correction channel values obtained over a plurality of OFDM symbols, or may be an interpolation value obtained by linearly interpolating them. The performance and reliability of the channel estimation can be further improved by reflecting the correction channel value (stored in the buffer) obtained in the past when estimating the current channel.

추정값 산출기(326)는 사용 부반송파의 파일럿에 의한 채널값 및 미사용 부반송파의 가상 파일럿에 의한 채널값을 이용하여 채널 추정값을 산출한다.The estimation value calculator 326 calculates a channel estimation value using a channel value based on the pilot of the used subcarrier and a channel value based on the virtual pilot of the unused subcarrier.

상기 추정값 산출기(326)는 채널 추정값의 산출에 영향을 미치는 여러가지 산출요소(yielding factor)를 고려한다. 산출요소에는 수신기(200)의 속도, 변조 방식(Modulation)이 있다. 각 산출요소의 조합에 따라 채널 추정값의 산출방법이 달라진다. 표 1은 단말의 속도와 변조 방식에 따라 적응적으로 결정되는 채널 추정값의 산출방법을 나타낸다.The estimated value calculator 326 takes into account various yielding factors that affect the calculation of the channel estimate. The output element includes the speed of the receiver 200 and the modulation method. The calculation method of the channel estimation value varies depending on the combination of the respective calculation factors. Table 1 shows a method of calculating a channel estimation value that is adaptively determined according to the terminal's speed and modulation scheme.

표 1을 참조하면, 변조 방식은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64-QAM이 있고, 단말의 속도는 3개의 범주로 나뉜다. 이 밖에도 변조 방식의 종류와 단말의 속도의 범주는 더 많거나 더 적을 수도 있으며, 표 1의 분류는 일 예에 불과할 뿐이다. 상기 단말의 속도는 도플러 주파수 측정기(325)에 의해 구해지며, 상기 변조 방식은 복조기(demodulator, 도면에 미표시)에서 사용하는 정보이다. 상기 변조 방식은 하향링크 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)을 통해 전송되는 제어신호일 수 있다.Referring to Table 1, the modulation schemes are Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Quadrature Amplitude Modulation (QAM), and 64-QAM, and the terminal speed is divided into three categories. In addition, the categories of the modulation scheme and the speed of the terminal may be more or less, and the classification in Table 1 is only an example. The speed of the terminal is obtained by a Doppler frequency meter 325, and the modulation method is information used in a demodulator (not shown in the drawing). The modulation scheme may be a control signal transmitted through a physical downlink control channel (PDCCH), which is a downlink control channel.

추정값 산출기(326)는 보다 신뢰성있는 채널 추정을 위해 표 1과 같은 산출요소의 조합에 의하여 때에 따라 적응적으로 다른 방법에 의해 채널 추정값을 결정한다. 채널 추정값은 이하 (1)~(3)에 열거된 값들 중 하나일 수 있다. 이하에서 언급되는 서브프레임과 슬롯은 도 5를 기준으로 설명되는 것이다. 도 5는 파일럿이 전송되는 서브프레임 구조의 일 예이다.The estimation value calculator 326 determines the channel estimation value adaptively by a different method depending on the combination of the calculation elements as shown in Table 1 for more reliable channel estimation. The channel estimation value may be one of the values listed in the following (1) to (3). The subframes and slots mentioned below are described with reference to Fig. 5 is an example of a subframe structure in which a pilot is transmitted.

(1) 서브프레임(subframe)구간 동안 저장된 복수의 보정 채널값들의 평균값(subframe average) :(1) a subframe average of a plurality of correction channel values stored during a subframe period;

도 5와 같이 서브프레임 1은 14개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 1구간에서 채널 추정을 수행시 파일럿 부반송파가 포함된 4개의 OFDM 심벌(왼쪽부터 1번째, 5번째, 8번째 및 12번째)에 걸쳐 4개의 보정 채널값을 얻을 수 있다. 그리고, 서브프레임 2의 1번째 OFDM 심벌로부터 또 하나의 추가적인 보정 채널값을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 5, subframe 1 includes 14 OFDM symbols. Four correction channel values can be obtained over four OFDM symbols (1st, 5th, 8th, and 12th from the left) including pilot subcarriers when performing channel estimation in a subframe 1 interval. Further, another additional correction channel value can be obtained from the first OFDM symbol of subframe 2. [

이렇게 얻어진 총 5개 OFDM 심벌 시간동안의 보정 채널값(서브프레임 1에서의 상기 4개의 보정 채널값과 서브프레임 2에서의 추가적인 1개의 보정 채널값)의 평균값이 채널 추정값이 된다. 상기 채널 추정값은 서브프레임 1의 14개의 전체 OFDM 심벌에 대한 채널 추정값으로 설정된다.The average value of the correction channel values (the four correction channel values in subframe 1 and one additional correction channel value in subframe 2) for the five OFDM symbol times thus obtained becomes the channel estimation value. The channel estimation value is set to a channel estimation value for all 14 OFDM symbols of subframe 1. [

예를 들어, 1번째, 5번째, 8번째, 12번째 및 15번째 OFDM 심벌상에서 k번째 부반송파에서의 보정 채널값을 각각 a_k, b_k, c_k, d_k, 및 e_k라 하자. 이들의 평균값(avr_k)은 avr_k=(a_k+b_k+c_k+d_k+e_k)/5, 1≤k≤1024 이다. 여기서, a_k, b_k, c_k, d_k는 같은 서브프레임에 속하고, e_k는 다른 서브프레임에 속한다. 이러한 각 부반송파별 평균값 avr_k이 서브프레임 1의 전체 14개의 OFDM 심벌에 대한 채널 추정값으로 설정된다.For example, let a _k , b _k , c _k , d _k , and e _{k be} the correction channel values at the kth subcarrier on the first, fifth, eighth, twelfth, and fifteenth OFDM symbols, respectively. The average value avr _k is avr _k = (a _k + b _k + c _k + d _k + e _k ) / 5, 1 ≤ _k ≤ 1024. Here, a _k , b _k , c _k , and d _k belong to the same subframe, and e _k belongs to another subframe. The average value avr _{k for} each subcarrier is set to a channel estimation value for all 14 OFDM symbols in subframe 1. [

저속의 페이딩(fading) 환경에서는 코히어런트 시간(coherent time)이 길어 채널 상태가 천천히 변한다. 따라서, 서브프레임 단위로 과거의 채널 추정값과 현재의 채널 추정값의 평균을 취하면 채널 왜곡 현상의 영향을 줄일 수 있어 정확한 채널 추정을 수행할 수 있다.In a slow fading environment, the coherent time is long and the channel state changes slowly. Therefore, when the average of the past channel estimation value and the current channel estimation value is taken in units of subframes, the influence of the channel distortion phenomenon can be reduced and accurate channel estimation can be performed.

(2) 슬롯(slot)구간 동안 구해진 복수의 보정 채널값들의 평균값(slot average) :(2) average of a plurality of correction channel values obtained during a slot interval:

슬롯 1에는 1번째 및 5번째 OFDM 심벌이 파일럿 부반송파를 포함한다. 슬롯 1에 포함된 상기 2개의 OFDM 심벌과 슬롯 2에 포함된 1번째 OFDM 심벌로부터 3개의 보정 채널값을 구한 뒤, 이들의 평균값을 채널 추정값으로 선정하고, 채널 추정값을 슬롯 1의 7개의 OFDM 심벌의 채널 추정값으로 설정한다. 이는 저속 페이딩의 특성과 고속 페이딩의 특성의 중간 정도인 중속의 단말의 채널 추정값을 구할 때 유용하다. 중속의 채널 환경은 코히어런트 시간이 짧아지기 때문에, 서브프레임 구간(14개의 OFDM 심벌 시간)동안 동일한 채널 추정값을 갖도록 설계하는 것은 채널의 실제 값을 왜곡하게 만든다.In slot 1, the first and fifth OFDM symbols include pilot subcarriers. Three correction channel values are obtained from the two OFDM symbols included in the slot 1 and the first OFDM symbol included in the slot 2, and the average value is selected as a channel estimation value, and the channel estimation value is divided into seven OFDM symbols As shown in FIG. This is useful for obtaining a channel estimation value of a medium-speed terminal, which is intermediate between characteristics of low-speed fading and fast fading. Since the coherent time is shortened in the medium-speed channel environment, designing to have the same channel estimation value for the subframe period (14 OFDM symbol times) makes the actual value of the channel distort.

또한 보간(interpolation)을 취하게 되면 코히어런트 시간동안에 평균에 의한 이득을 상실하게 된다. 따라서 중속의 채널 환경에서는 슬롯 단위로 채널 추정의 평균값을 구하는 방법이 가장 우수하다. 하지만 이는 위의 표 1과 같이 변조 방식에 따라서도 적응형 채널 추정을 하여야 한다.Also, when interpolation is performed, the gain due to the averaging is lost during coherent time. Therefore, the method of obtaining the average value of the channel estimation in the slot unit is the most excellent in the medium-speed channel environment. However, it is necessary to perform adaptive channel estimation according to the modulation scheme as shown in Table 1 above.

(3) 복수의 보정 채널값들을 선형적으로 보간하여 얻은 보간값(linear interpolation) :(3) linear interpolation obtained by linearly interpolating a plurality of correction channel values:

2개의 알고 있는 OFDM 심벌의 보정 채널값을 선형적으로 보간하여 채널 추정값을 구하고, 상기 채널 추정값을 상기 2개의 OFDM 심벌 사이에 있는 적어도 하나의 OFDM 심벌의 채널 추정값으로 설정한다. 예를 들어, 슬롯 1의 6번째, 7번째 OFDM심벌의 채널을 추정할 때는 슬롯 1의 5번째 OFDM 심벌과 다음 슬롯 2의 1번째 OFDM 심벌의 보정 채널값을 선형적으로 보간하고, 선형적 보간에 의해 얻어진 채널 추정값을 6번째, 7번째 OFDM 심벌의 채널 추정값으로 설정한다.Linearly interpolates correction channel values of two known OFDM symbols to obtain a channel estimation value and sets the channel estimation value as a channel estimation value of at least one OFDM symbol between the two OFDM symbols. For example, when estimating the channels of the 6th and 7th OFDM symbols of slot 1, the correction channel values of the 5th OFDM symbol of slot 1 and the 1st OFDM symbol of next slot 2 are linearly interpolated, Is set as the channel estimation value of the sixth and seventh OFDM symbols.

지금까지 추정값 산출기(326)의 채널 추정값의 산출방법에 관하여 설명하였다. 채널 추정 장치(300)는 전술된 바와 같이 채널 추정값을 산출요소에 따라 적응적으로 시간영역 평균의 최적값이 되도록하므로, 기존의 2-D LMMSE 추정기와 상응한 성능을 얻을 수 있으며, 반복(iteration)이 없는 DFT 기초의(based) 채널 추정 방식에 비해 최대 1dB 이상의 성능 개선 효과를 얻을 수 있다.The calculation method of the channel estimation value of the estimation value calculator 326 has been described so far. The channel estimator 300 may adaptively adapt the channel estimation value to the optimal value of the time domain average as described above to obtain a performance corresponding to the conventional 2-D LMMSE estimator, ) Than the DFT based channel estimation method in which no channel estimation is performed.

도 7은 본 발명의 일 예에 따른 채널 추정방법을 설명하는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a channel estimation method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 신호를 수신한다(S100). 상기 단말은 상기 신호에 대해 FFT를 수행한다(S110). FFT 수행의 결과 상기 단말은 주파수 영역상에서 FFT 크기(1024)만큼의 부반송파를 포함하는 주파수 영역 신호를 얻는다. 상기 주파수 영역 신호는 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되는 부반송파로 구성된 사용 부반송파 그룹(used subcarrier group)과, 데이터 또는 파일럿의 전송을 위해 사용되지 않는 부반송파로 구성된 미사용 부반송파 그룹(unused subcarrier group)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the terminal receives a signal from the base station (S100). The terminal performs an FFT on the signal (S110). As a result of performing the FFT, the UE obtains a frequency domain signal including subcarriers of FFT size (1024) in the frequency domain. The frequency domain signal includes a used subcarrier group composed of subcarriers used for transmission of data or pilot and an unused subcarrier group composed of subcarriers not used for transmission of data or pilot. do.

상기 단말은 상기 적어도 하나의 파일럿을 이용하여 임시 채널값(temporary channel value)을 구한다(S120). 상기 단말은 상기 미사용 부반송파 그룹에 가상 파일럿(virtual pilot)을 소정의 부반송파 간격으로 일정하게 삽입(insert)한다(S130). 가상 파일럿은 상기 사용 부반송파 그룹에서 선택된 적어도 하나의 파일럿이다. 상기 단말은 상기 주파수 영역 신호에 대해 IFFT를 수행한다(S140). 상기 주파수 영역 신호에 IFFT를 취하면 시간영역에서 파일럿의 주기만큼 반복된 신호가 발생된다. 상기 단말은 상기 시간영역 신호에서 중첩된 신호 성분을 이용하여 잡음처리를 수행한다(S150). 상기 단말은 임계값에 의해 잡음신호가 제거된 시간영역 신호에 대해 다시 FFT를 수행하여 보정 채널값을 구한다(S160). 상기 단말은 이렇게 얻어진 주파수 영역에 대한 보정 채널값을 저장한다(S170).The terminal calculates a temporary channel value using the at least one pilot (S120). The terminal inserts a virtual pilot into the unused subcarrier group at predetermined subcarrier intervals (S130). The virtual pilot is at least one pilot selected from the used subcarrier group. The terminal performs IFFT on the frequency-domain signal (S140). When the IFFT is applied to the frequency-domain signal, a signal repeated by the period of the pilot in the time domain is generated. The terminal performs noise processing using the superimposed signal components in the time domain signal (S150). In step S160, the UE performs FFT on the time-domain signal from which the noise signal has been removed by the threshold value to obtain a corrected channel value. The terminal stores the obtained correction channel value for the frequency domain (S170).

상기 단말은 자신의 속도와 변조방식에 따라 상기 보정 채널값을 이용하여 채널 추정값을 산출한다(S180). 상기 속도는 도플러 주파수 추정에 의해 구해지고, 상기 변조방식은 기지국으로부터 수신하는 제어정보이다.The terminal calculates a channel estimation value using the corrected channel value according to its own speed and modulation scheme (S180). The velocity is obtained by Doppler frequency estimation, and the modulation scheme is control information received from the base station.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 의한 채널 추정 성능의 효과를 나타내는 그래프이다. 가로축은 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio; 이하 SNR)를, 세로축은 각 SNR에서 측정된 데이터 전송률을 나타낸다. 각 그래프를 통해 본 발명에 의해 제안된 채널 추정방식(Proposed Ch, Est.), 2D MMSE 채널 추정방식(2D MMSE Ch. Est.) 및 반복(iteration)이 없는 기존의 DFT 기반의 채널 추정방식(Conventional DFT Ch. Est.)에 의한 성능을 비교 분석한다.8 to 10 are graphs showing the effect of channel estimation performance according to the present invention. The horizontal axis represents the signal-to-noise ratio (SNR), and the vertical axis represents the data rate measured at each SNR. Each of the graphs shows a channel estimation method (Proposed Ch, Est.) Proposed by the present invention, a 2D MMSE channel estimation method (2D MMSE Ch. Est.) And a conventional DFT- Conventional DFT Ch. Est.).

먼저 표 2는 도 8 내지 도 10에서의 채널 추정 성능 시뮬레이션(simulation)의 배경이 되는 OFDM 시스템의 주요 환경을 나타낸다.First, Table 2 shows the main environment of the OFDM system as a background of the channel estimation performance simulation in FIG. 8 to FIG.

도 8은 변조방식이 QPSK이고, 단말의 속도가 2.7 km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다. 도 9는 변조방식이 16-QAM이고, 단말의 속도가 162km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다. 도 10은 변조방식이 64-QAM이고, 단말의 속도가 37.8 km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다.8 is a graph of channel estimation performance when the modulation method is QPSK and the speed of the terminal is 2.7 km / h. 9 is a graph of channel estimation performance when the modulation method is 16-QAM and the terminal speed is 162 km / h. 10 is a graph of channel estimation performance when the modulation method is 64-QAM and the terminal speed is 37.8 km / h.

도 8 내지 도 10에서의 시뮬레이션 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 채널추정기는 기존의 2-D MMSE 및 DFT 기반 채널 추정기의 단점인 다중경로(multipath) 개수만큼의 역행렬을 계산하는 복잡도(complexity)를 갖지 않는다. 또한 잡음신호 공간의 파일럿 신호의 위치에 주파수 영역의 종단(edge)부분의 채널 정보를 복사해서 삽입함으로 한번의 FFT와 IFFT로도 기존의 2-D MMSE 보다 우수한 성능을 얻을 수 있다. 즉, FFT와 IFFT를 반복(iteration)할 필요가 없다. 더욱이, 본 발명의 채널추정기는 속도 및 변조 방식에 따라 시간 영역에서 과거와 현재의 채널 값을 이용하여 적응적으로 채널을 추정하는 방식을 사용함으로써 기존의 채널 추정기와 대비하여 0.5dB~1.5dB의 성능 향상을 얻을 수 있다.Referring to the simulation results of FIGS. 8 to 10, the channel estimator according to the present invention has a complexity of calculating inverse matrix of the number of multipaths, which is a disadvantage of conventional 2-D MMSE and DFT-based channel estimators, . Also, channel information of the edge part of the frequency domain is copied and inserted into the position of the pilot signal of the noise signal space, so that even a single FFT and IFFT can achieve better performance than the conventional 2-D MMSE. That is, there is no need to iterate the FFT and the IFFT. Furthermore, the channel estimator of the present invention adaptively estimates a channel using past and present channel values in a time domain according to a speed and a modulation scheme, and thereby, a channel estimator of 0.5dB to 1.5dB A performance improvement can be obtained.

상술한 채널 추정 기술은 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 채널 추정기는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 채널 추정기는 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.The channel estimation technique described above can be implemented by various means. For example, the channel estimator may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. (DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, a microprocessor, and the like, which are designed to perform the above- , Other electronic units, or a combination thereof. In a software implementation, the channel estimator may be implemented as a module that performs the functions described above. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. You will understand.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless communication system.

도 2는 본 발명의 일 예에 따른 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 파일럿이 자원요소(resource element)에 배치되는 일 예를 나타낸다. Figure 3 shows an example in which a pilot is placed in a resource element.

도 5는 도 2의 채널 추정 장치를 나타내는 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram showing the channel estimation apparatus of FIG. 2. FIG.

도 6은 파일럿이 전송되는 서브프레임 구조의 일 예이다.6 is an example of a subframe structure in which a pilot is transmitted.

도 8은 변조방식이 QPSK이고, 단말의 속도가 2.7 km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다.8 is a graph of channel estimation performance when the modulation method is QPSK and the speed of the terminal is 2.7 km / h.

도 9는 변조방식이 16-QAM이고, 단말의 속도가 162km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다.9 is a graph of channel estimation performance when the modulation method is 16-QAM and the terminal speed is 162 km / h.

도 10은 변조방식이 64-QAM이고, 단말의 속도가 37.8 km/h인 경우의 채널 추정성능 그래프이다.10 is a graph of channel estimation performance when the modulation method is 64-QAM and the terminal speed is 37.8 km / h.

Claims

A virtual pilot inserter for inserting a virtual pilot into unused subcarriers not used for transmission of data or pilot among a plurality of subcarriers included in a frequency domain received signal; And

And a channel estimator for calculating a channel estimation value using a plurality of pilots and virtual pilots transmitted on the used subcarriers to which a pilot is mapped among the plurality of subcarriers,

Wherein the channel estimator obtains a plurality of compensated channel values over a plurality of OFDM symbols using the plurality of pilots and the virtual pilots and outputs the compensated channel values to the average And calculates the channel estimation value

Wherein the channel value by the virtual pilot is equal to a channel value by at least one of the plurality of pilots

Channel estimation device.

delete

The method according to claim 1,

Wherein the virtual pilot inserter inserts the virtual pilot in the same manner as the method in which the pilot is mapped to the used subcarrier.

A receiving antenna for receiving a plurality of used subcarriers to which a pilot is mapped and a plurality of unused subcarriers to which no data or pilot is mapped;

A virtual pilot inserter for inserting a virtual pilot into the plurality of unused subcarriers; And

And a channel estimator for calculating channel estimates using the plurality of pilots and the virtual pilots transmitted through the plurality of used subcarriers,

And a Doppler frequency estimator for estimating the speed of the receiver using a Doppler frequency conversion transition

receiving set.

delete