KR101537371B1 - Device and method for providing DFT-based channel estimation in frequency domain for OFDM receivers, and computer-readable recording medium for the same - Google Patents

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KR101537371B1 KR1020140035422A KR20140035422A KR101537371B1 KR 101537371 B1 KR101537371 B1 KR 101537371B1 KR 1020140035422 A KR1020140035422 A KR 1020140035422A KR 20140035422 A KR20140035422 A KR 20140035422A KR 101537371 B1 KR101537371 B1 KR 101537371B1
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Abstract

The present invention relates to a device and a method for providing DFT-based channel estimation in a frequency domain for OFDM receiver, and more specifically, to a method for providing DFT-based channel estimation in a frequency domain, which, when performing DFT-based channel estimation in a frequency domain in an OFDM receiver, accurately estimates an impulse response of an effective channel from which effects from aliasing and noise due to errors in channels in a time domain are removed, through estimation of changes in channels, division of sections in which changes in channels has occurred, and calculation of average values, and also operates reliably irrespective of SNR levels of a reception signal by setting a reference value for a channel impulse response according to an average power of noise. According to the present invention, effects from aliasing and noise are effectively removed in DFT-based estimation of channels in a frequency domain, and the performance of an OFDM receiver can be maintained reliably.

Description

OFDM 수신기를 위한 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치 및 방법, 그리고 이를 위한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 {Device and method for providing DFT-based channel estimation in frequency domain for OFDM receivers, and computer-readable recording medium for the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DFT-based frequency domain channel estimation apparatus and method for an OFDM receiver, and a computer readable recording medium therefor. same}

본 발명은 일반적으로 OFDM 수신기에서 DFT 기반으로 주파수도메인 채널을 추정하는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 OFDM 수신기에서 DFT 기반으로 주파수도메인 채널을 추정할 때 채널 변화를 추정하고 채널변화 구간 분할 및 평균값 계산을 통해 시간도메인 채널 오류에 의한 에일리어싱 및 잡음에 의한 영향을 제거한 유효 채널의 임펄스응답을 정확하게 추정하며, 나아가 잡음의 평균 파워에 따라 채널 임펄스응답의 기준값을 설정함으로써 수신 신호의 SNR 수준과 무관하게 안정적으로 동작할 수 있는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 기술에 관한 것이다.
The present invention relates generally to a technique for estimating a frequency domain channel based on DFT in an OFDM receiver. More particularly, the present invention relates to an OFDM receiver, which estimates a frequency domain channel based on DFT on an OFDM receiver, calculates an effective channel by eliminating aliasing due to a time domain channel error, The present invention relates to a DFT-based frequency domain channel estimation technique that can operate stably regardless of the SNR level of a received signal by accurately estimating an impulse response of a received signal and setting a reference value of a channel impulse response according to an average power of noise.

본 발명은 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 직교주파수분할다중) 시스템에서 일반적으로 DFT (Discrete Fourier Transform, 이산푸리에 변환) 기반의 주파수 도메인 채널 추정 기법에 대한 것이다.Discrete Fourier Transform (DFT) -based frequency domain channel estimation techniques are generally used in OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) systems.

무선통신에서 송신 신호는 부가성 백색 가우스잡음(Additive White Gaussian Noise; 이하 'AWGN'이라 함)뿐만 아니라 무선이동 환경에 의하여 다중경로 페이딩 채널(multipaths fading channel)의 영향을 받는다. 이로 인해 무선통신 수신기는 크기와 위상이 왜곡된 신호를 수신하게 된다.In wireless communication, transmission signals are affected by multipath fading channels due to wireless mobile environment as well as additive white Gaussian noise (AWGN). As a result, the wireless communication receiver receives a signal whose size and phase are distorted.

그에 따라, 수신 시스템에서는 전송 과정에서 왜곡된 신호에 디지털 연산처리를 수행하여 원래의 신호를 추정 및 복원한다. 이러한 추정 및 복원 과정의 효율을 개선하기 위해서 802.11a, DVB-T, ISDB-T와 같은 OFDM 시스템에서는 전송 데이터에 파일럿 심볼을 같이 전송하는 PSAM(Pilot Symbol Assisted Modulation) 방식을 사용하고 있다.Accordingly, the receiving system estimates and restores the original signal by performing a digital arithmetic process on the distorted signal during the transmission process. In order to improve the efficiency of the estimation and restoration process, an OFDM system such as 802.11a, DVB-T and ISDB-T uses a pilot symbol assisted modulation (PSAM) scheme for transmitting pilot symbols together with transmission data.

[도 1]과 [도 2]는 PSAM 방식에 따른 OFDM 송신기(100)와 OFDM 수신기(200)의 일반적인 구성을 나타낸다. 1 and 2 show a general configuration of an OFDM transmitter 100 and an OFDM receiver 200 according to the PSAM scheme.

먼저 [도 1]을 참조하면, OFDM 송신기(100)는 채널코딩부(110), QAM 변조부(120), OFDM 심볼 구성부(130), IFFT 연산부(140), 가드삽입부(150), 파일럿 신호 생성부(160)를 포함하여 구성된다. OFDM 송신기(100)는 전송 데이터에 대하여 채널 코딩 및 QAM 변조를 수행하고, 그리고 나서 특정 부반송파 위치에 파일럿을 배치하여 전송 데이터와 함께 OFDM 심볼을 구성한다. 이렇게 생성된 OFDM 심볼에 대해 IFFT (Inverse-Fast Fourier Transform) 연산을 수행하고 가드 인터벌을 삽입한 후에 무선으로 송출한다. 1, an OFDM transmitter 100 includes a channel coding unit 110, a QAM modulation unit 120, an OFDM symbol configuration unit 130, an IFFT operation unit 140, a guard insertion unit 150, And a pilot signal generator 160. The OFDM transmitter 100 performs channel coding and QAM modulation on the transmission data, and then arranges pilots at specific subcarrier positions to form OFDM symbols together with transmission data. The IFFT (Inverse-Fast Fourier Transform) operation is performed on the generated OFDM symbol, the guard interval is inserted, and then the signal is wirelessly transmitted.

다음으로 [도 2]를 참조하면, OFDM 수신기(200)는 동기부(210), FFT 연산부(220), 채널등화부(230), QAM 복조부(240), 채널코딩 복조부(250), 시간도메인 채널추정부(260), 주파수도메인 채널추정부(270)를 포함하여 구성된다. OFDM 수신기(200)는 무선 수신한 신호에 대하여 시간 동기와 주파수 동기를 수행한 후 FFT (Fast Fourier Transform) 연산를 수행한다. FFT 연산 결과에서 파일럿 신호를 추출하여 시간도메인 채널 추정 및 주파수도메인 채널 추정을 수행하여 전체 부반송파의 채널을 추정한다. 그 후, FFT 결과에 대하여 채널 등화 및 QAM 복조, 채널 코딩 복조를 수행한다.2, an OFDM receiver 200 includes a synchronizer 210, an FFT processor 220, a channel equalizer 230, a QAM demodulator 240, a channel coding demodulator 250, A time domain channel estimation unit 260, and a frequency domain channel estimation unit 270. [ The OFDM receiver 200 performs time synchronization and frequency synchronization on a radio received signal, and then performs an FFT (Fast Fourier Transform) operation. The pilot signal is extracted from the result of the FFT operation and a time domain channel estimation and a frequency domain channel estimation are performed to estimate a channel of the entire subcarrier. Thereafter, channel equalization, QAM demodulation, and channel coding demodulation are performed on the FFT result.

OFDM 수신기(200)에서 주파수도메인 채널추정부(270)는 시간도메인 채널추정부(260)의 채널추정 결과에 기초하여 전체 주파수 대역에 대해 모든 부반송파에 대한 채널을 추정한다. 주파수도메인 채널추정부(270)에서 사용하는 연산 알고리즘으로는 선형 보간, MMSE 보간 등이 있는데, 최근에는 DFT 기반의 보간 기법이 널리 적용되고 있다. DFT 기반의 보간 기법은 임펄스응답에서 유효 채널을 제외한 응답을 제거함으로써 잡음(AWGN)에 의한 추정 에러를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 FFT 길이 대비 파일럿 간격만큼의 채널 응답특성을 이용할 수 있는 장점이 있어서 근래에 많이 적용되고 있다.In the OFDM receiver 200, the frequency-domain channel estimator 270 estimates a channel for all subcarriers for the entire frequency band based on the channel estimation result of the time-domain channel estimator 260. The calculation algorithms used in the frequency domain channel estimation unit 270 include linear interpolation and MMSE interpolation. Recently, DFT-based interpolation techniques have been widely used. The DFT-based interpolation scheme not only reduces the estimation error due to noise (AWGN) by removing the response excluding the effective channel in the impulse response, but also has an advantage of using the channel response characteristic as much as the pilot interval with respect to the FFT length. It is widely applied.

[도 3]은 종래기술에 따른 OFDM 수신기(200)에서 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정부(270)의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 종래기술에 따른 주파수도메인 채널추정부(270)는 IFFT 부(271), 유효채널 선택부(272), FFT 부(273)로 이루어지는데, 그 처리 프로세스는 다음과 같다.3 is a diagram illustrating an internal configuration of a DFT-based frequency domain channel estimation unit 270 in an OFDM receiver 200 according to the related art. The frequency domain channel estimation unit 270 according to the related art includes an IFFT unit 271, an effective channel selection unit 272, and an FFT unit 273.

먼저, 시간도메인 채널추정부(260)의 결과에 대하여 IFFT 연산을 수행하여 채널 임펄스응답(CIR, Channel Impulse Response)을 추정한다. 그 추정된 채널 임펄스응답(CIR)에서 유효한 채널만 선택하고 그 외에는 0을 삽입한 후, 다시 FFT 연산을 수행한다. 이러한 과정을 통해 주파수도메인의 모든 부-반송파에 대한 채널을 추정할 수 있다.First, an IFFT operation is performed on the result of the time domain channel estimator 260 to estimate a channel impulse response (CIR). Selects only a valid channel in the estimated channel impulse response (CIR), inserts 0 otherwise, and performs an FFT operation again. This process can estimate the channel for all sub-carriers in the frequency domain.

이와 같은 종래기술의 DFT 기반의 주파수도메인 채널 추정 기술은 유효채널 선택부(272)에서 유효 채널을 선택할 때 실제 채널을 미리 알고 있다고 가정하거나 가드 구간 길이에 해당하는 채널 임펄스응답을 취하거나 혹은 미리 설정한 특정 기준값을 만족하는 임펄스응답을 취한다.The DFT-based frequency domain channel estimation technique of the related art as described above is based on the assumption that the effective channel selection unit 272 knows the actual channel in advance when selecting the effective channel, or assumes a channel impulse response corresponding to the guard interval length, And takes an impulse response that satisfies one specific reference value.

이러한 유효채널 선택 기법은 일반적으로 채널 임펄스응답 샘플 각각이 기준값보다 큰 경우에 실제 채널이라 판단하는데, 이러한 방식에서는 잡음을 채널로 사용하거나 바로 전단에서 이루어진 시간도메인 채널 추정 과정의 오류로 인한 에일리어싱(aliasing)을 채널이라고 잘못 판단할 수 있다. 이러한 요인은 DFT 기반의 주파수도메인 채널 추정의 성능을 열화시키며, 그 결과로 OFDM 수신기(200)의 수신 성능에도 상당한 열화가 발생한다.This effective channel selection scheme generally determines that each channel impulse response sample is larger than the reference value. In this case, aliasing due to the error of the time domain channel estimation process performed immediately before the noise, ) Is a channel. These factors deteriorate the performance of the DFT-based frequency domain channel estimation, and as a result, the reception performance of the OFDM receiver 200 also deteriorates considerably.

[도 4]는 PSAM 방식의 OFDM 수신기(200) 중의 하나인 DVB 수신기에서 주파수도메인 채널추정 과정의 중간에서 발견되는 채널 임펄스응답의 일 예를 나타내는 도면이다. 구체적으로는 주파수도메인 채널추정부(270)의 IFFT 부(271)의 출력, 즉 시간도메인의 채널추정 결과에 IFFT 연산을 수행한 직후의 채널 임펄스응답을 나타낸 것이다.4 is a diagram illustrating an example of a channel impulse response found in the middle of a frequency domain channel estimation process in a DVB receiver which is one of OFDM receivers 200 of a PSAM scheme. Specifically, it shows the channel impulse response immediately after performing the IFFT operation on the output of the IFFT unit 271 of the frequency domain channel estimation unit 270, that is, the channel estimation result of the time domain.

[도 4]의 채널 임펄스응답을 분석한 결과에 따르면, 검정색 부분(301)은 유효 채널에 의한 임펄스응답이고, 빨간색 부분(302)은 시간도메인 채널추정부(260)에서의 채널 추정 오류에 의해 발생하는 에일리어싱이다. 또한, 녹색 부분(303)은 시간도메인 채널추정부(260)에서의 채널 추정 오류에 의해 IFFT 연산에서 3개 부반송파 간격으로 나타나는 에일리어싱이고, 보라색 부분(304)은 잡음에 의하여 발생하는 잡음 특성이다.According to the analysis result of the channel impulse response of FIG. 4, the black part 301 is an impulse response by the effective channel, and the red part 302 is the impulse response by the channel estimation error in the time domain channel estimation part 260 It is aliasing that occurs. The green part 303 is an aliasing that appears at three subcarrier intervals in an IFFT operation due to a channel estimation error in the time domain channel estimator 260 and the purple part 304 is a noise characteristic caused by noise.

따라서 이러한 채널 임펄스응답에 종래기술에 따른 DFT 방식을 사용한다면 녹색으로 표시한 IFFT로 인한 에일리어싱 부분(303)은 처리 가능하지만 나머지 요인에 의한 에러는 극복하지 못한다. 즉, 시간도메인 채널 오류에 의한 에일리어싱 부분(302)과 임펄스에 삽입된 잡음 부분(304)은 극복하지 못한다. 이러한 요인으로 인해 OFDM 수신기(200)의 수신 성능은 전반적으로 열화되며, 특히 에일리어싱이나 잡음 특성이 두드러지게 발생하는 데이터 샘플의 경우에는 종래기술에서는 제대로 처리하지 못하였다. Therefore, if the DFT method according to the prior art is used for such a channel impulse response, the aliasing part 303 due to the IFFT expressed in green can be processed, but the error due to the remaining factors can not be overcome. That is, the aliasing portion 302 due to the time domain channel error and the noise portion 304 inserted in the impulse can not be overcome. The reception performance of the OFDM receiver 200 is generally degraded due to these factors. In particular, in the case of data samples in which aliasing or noise characteristics are conspicuously generated, the prior art fails to properly process the data.

그에 따라, 이러한 성능열화 문제를 해결할 수 있는 새로운 접근 방식의 주파수도메인 채널추정 기술이 요구된다.
Accordingly, a frequency domain channel estimation technique of a new approach that can solve this performance degradation problem is required.

1. 대한민국 특허출원 10-2008-0102440호 "직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 장치, 이를 포함하는 직교주파수분할다중 기반 수신장치 및 직교주파수분할다중 기반 수신기의 채널 추정 방법"1. Korean Patent Application No. 10-2008-0102440 entitled " Channel Estimation Device of Orthogonal Frequency Division Multiplexing Receiver, Orthogonal Frequency Division Multiplexing Receiver Including It, and Channel Estimation Method of Orthogonal Frequency Division Multiplexing Receiver "

2. 대한민국 특허출원 10-2008-0096022호 "왜곡 파일럿 복구를 통해 채널을 추정하는 채널 추정기, 그 채널 추정기를 포함한 OFDM 수신장치, 및 왜곡 파일럿보상을 통한 채널추정 방법"2. Korean Patent Application No. 10-2008-0096022 entitled "Channel Estimator for Estimating Channel by Distortion Pilot Recovery, OFDM Receiver Including Its Channel Estimator, and Channel Estimation Method by Distortion Pilot Compensation"

3. 대한민국 특허출원 10-2007-0124007호 "OFDM 시스템에서 채널 추정을 위한 최적 크기의 임펄스 심볼을 포함하는 데이터 송신 방법, 및 임펄스 심볼에 의한 채널 추정 방법"
3. Korean Patent Application No. 10-2007-0124007 entitled " Data Transmission Method Including Impulse Symbols of Optimum Size for Channel Estimation in OFDM System, and Channel Estimation Method Using Impulse Symbols "

본 발명의 목적은 일반적으로 OFDM 수신기에서 DFT 기반으로 주파수도메인 채널을 추정하는 기술을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 OFDM 수신기에서 DFT 기반으로 주파수도메인 채널을 추정할 때 채널 변화를 추정하고 채널변화 구간 분할 및 평균값 계산을 통해 시간도메인 채널 오류에 의한 에일리어싱 및 잡음에 의한 영향을 제거한 유효 채널의 임펄스응답을 정확하게 추정하며, 나아가 잡음의 평균 파워에 따라 채널 임펄스응답의 기준값을 설정함으로써 수신 신호의 SNR 수준과 무관하게 안정적으로 동작할 수 있는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 기술을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a technique for estimating a frequency domain channel based on DFT in an OFDM receiver in general. In particular, it is an object of the present invention to provide an OFDM receiver, which estimates a frequency domain channel based on DFT in an OFDM receiver, estimates a channel change, divides the channel change interval and calculates an average value, And a reference value of a channel impulse response is set according to an average power of noise, thereby providing a DFT-based frequency domain channel estimation technique that can operate stably regardless of the SNR level of a received signal.

이상의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 OFDM 수신기에서 시간도메인 채널추정 결과를 제공받아 주파수도메인 채널 추정을 수행하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치로서, 시간도메인 채널추정 결과에 대해 IFFT 연산을 수행하여 현재의 채널 임펄스응답을 출력하는 IFFT 부(310); 현재의 채널 임펄스응답을 미리 설정된 크기만큼 지연시키는 임펄스응답 지연저장부(326); 현재의 채널 임펄스응답과 그 지연된 채널 임펄스응답을 연산 처리하여 임펄스응답의 채널 변화를 추정하는 채널변화 추정부(321); 채널변화 추정부의 연산 처리 결과를 누적시켜 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 생성하는 채널변화 누적부(322); 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 기준값과 비교함으로써 유효 채널영역을 추정하는 유효영역 추정부(324); 그 추정된 유효 채널영역에 대응하는 현재의 채널 임펄스응답에 대해 샘플기준값 이상에 해당하는 부분을 유효채널 추정 결과로 출력하는 에일리어싱/잡음 제거부(325); 유효채널 추정 결과에 대해 FFT 연산을 수행하는 FFT 부(330);를 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a DFT-based frequency domain channel estimation apparatus for performing frequency domain channel estimation by receiving a time domain channel estimation result in an OFDM receiver, An IFFT unit 310 for outputting a channel impulse response of the received signal; An impulse response delay storage unit 326 for delaying the current channel impulse response by a predetermined amount; A channel change estimator 321 for calculating a current channel impulse response and a delayed channel impulse response to estimate a channel change of an impulse response; A channel change accumulation unit 322 for accumulating the operation result of the channel change estimation unit and generating a channel impulse response in which aliasing and noise are canceled; An effective area estimator (324) for estimating an effective channel area by comparing aliasing and noise canceled channel impulse response with a reference value; An aliasing / noise removing unit (325) for outputting, as an effective channel estimation result, a portion corresponding to a current channel impulse response corresponding to the estimated effective channel region that is equal to or greater than a sample reference value; And an FFT unit 330 for performing FFT on the effective channel estimation result.

본 발명에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치는, 채널변화 누적부에서 생성한 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 미리 설정한 샘플 크기(K)로 구간 분할하고 각 구간의 평균값을 연산하여 유효영역 추정부로 제공하는 채널변화 구간분할부(323);를 더 포함하고, 유효영역 추정부(324)는 위 연산된 구간 평균값을 기준값과 비교함으로써 유효 채널영역을 추정하는 것이 바람직하다. 이때, 채널변화 구간분할부(323)는 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 구간 분할할 때 (K/2) 만큼의 오프셋을 적용하여 구간을 더 분할하고 구간 평균값 연산에 적용할 수 있다. The DFT-based frequency domain channel estimation apparatus according to the present invention divides the channel impulse response with aliasing and noise canceled by the channel change accumulation unit into a predetermined sample size K and calculates an average value of each interval The effective area estimating unit 324 estimates an effective channel area by comparing the average value of the calculated intervals with a reference value. At this time, the channel change interval dividing unit 323 may apply an offset of (K / 2) when segmenting the channel impulse response canceled with aliasing and noise to further divide the interval and apply it to the interval average value calculation.

본 발명에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치는, 현재의 채널 임펄스응답에서 그 추정된 유효 채널영역 이외의 영역에서 채널 임펄스응답의 파워 평균을 연산하여 이를 에일리어싱/잡음 제거부의 샘플기준값으로 제공하는 샘플기준값 설정부(328);를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The DFT-based frequency domain channel estimation apparatus according to the present invention calculates power averages of channel impulse responses in a region other than the estimated effective channel region in a current channel impulse response and provides the power averages as sample reference values of aliasing / And a sample reference value setting unit 328 for setting a sample reference value.

또한, 본 발명에서 채널변화 추정부(321)는 현재의 채널 임펄스응답과 지연된 채널 임펄스응답 간의 합 연산하는 제 1 추정부(a) 및 현재의 채널 임펄스응답과 그 지연된 채널 임펄스응답 간의 나눗셈 연산하고 실수부를 획득하는 제 2 추정부(b) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.Also, in the present invention, the channel change estimator 321 calculates a first estimator (a) for summing the current channel impulse response and the delayed channel impulse response and a division operation between the current channel impulse response and the delayed channel impulse response And a second estimating unit (b) for obtaining a real part.

이상의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 OFDM 수신기에서 시간도메인 채널추정 결과를 제공받아 주파수도메인 채널 추정을 수행하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법으로서, 시간도메인 채널추정 결과에 대해 IFFT 연산을 수행하여 채널 임펄스응답을 출력하는 제 1 단계; 현재의 채널 임펄스응답을 미리 설정된 크기만큼 지연시키는 제 2 단계; 현재의 채널 임펄스응답과 그 지연된 채널 임펄스응답을 연산 처리하여 임펄스응답의 채널 변화를 추정하는 제 3 단계; 채널변화 추정부의 연산 처리 결과를 누적시켜 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 생성하는 제 4 단계; 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 기준값과 비교함으로써 유효 채널영역을 추정하는 제 5 단계; 위 추정된 유효 채널영역에 대응하는 현재의 채널 임펄스응답에 대해 샘플기준값 이상에 해당하는 부분을 유효채널 추정 결과로 출력하는 제 6 단계; 유효채널 추정 결과에 대해 FFT 연산을 수행하는 제 7 단계;를 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a DFT-based frequency domain channel estimation method for performing frequency domain channel estimation by receiving a time domain channel estimation result in an OFDM receiver, A first step of outputting an impulse response; A second step of delaying the current channel impulse response by a predetermined amount; A third step of calculating a current channel impulse response and a delayed channel impulse response to estimate a channel variation of an impulse response; A fourth step of accumulating the operation result of the channel change estimating unit to generate aliasing and a channel impulse response with noise canceled; A fifth step of estimating an effective channel region by comparing a channel impulse response canceled with aliasing and noise to a reference value; A sixth step of outputting, as a valid channel estimation result, a portion corresponding to a current channel impulse response corresponding to the estimated effective channel region that is equal to or greater than a sample reference value; And performing an FFT operation on the effective channel estimation result.

본 발명에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법은, 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 미리 설정한 샘플 크기(K)로 구간 분할하고 각 구간의 평균값을 연산하는 제 A 단계;를 제 4 단계와 제 5 단계 사이에 더 포함하고, 제 5 단계는 위 연산된 구간 평균값을 기준값과 비교함으로써 유효 채널영역을 추정하는 것이 바람직하다. 이때, 제 A 단계는 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 구간 분할할 때 (K/2) 만큼의 오프셋을 적용하여 구간을 더 분할하고 구간 평균값 연산에 적용할 수도 있다.A DFT-based frequency domain channel estimation method according to the present invention includes: a step A for segmenting a channel impulse response canceled with aliasing and noise into a predetermined sample size K and calculating an average value of each interval; And the fifth step further comprises a step of estimating an effective channel region by comparing the averaged interval average value with a reference value. In this case, the step A may further divide the interval by applying an offset of (K / 2) when segmenting the channel impulse response canceled with aliasing and noise, and apply the division to the average value calculation.

본 발명에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법은, 현재의 채널 임펄스응답에서 위 추정된 유효 채널영역 이외의 영역에서 채널 임펄스응답의 파워 평균을 연산하여 이를 유효채널 추정을 위한 샘플기준값으로 제공하는 제 B 단계;를 제 5 단계와 제 6 단계 사이에 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The DFT-based frequency domain channel estimation method according to the present invention calculates power averages of channel impulse responses in regions other than the estimated effective channel regions in the current channel impulse response and provides them as sample reference values for effective channel estimation And further comprising a step B between the fifth step and the sixth step.

또한, 본 발명에서 제 3 단계는 현재의 채널 임펄스응답과 그 지연된 채널 임펄스응답 간의 합 연산하는 단계와, 현재의 채널 임펄스응답과 그 지연된 채널 임펄스응답 간의 나눗셈 연산하고 실수부를 획득하는 단계 중의 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.In the present invention, the third step may include calculating a sum of the current channel impulse response and the delayed channel impulse response, and performing a division operation between the current channel impulse response and the delayed channel impulse response and obtaining a real part As shown in FIG.

또한, 본 발명에 따른 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는 컴퓨터에서 이상과 같은 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법을 실행시키기 위한 신호처리 프로그램을 기록한 것이다.
A computer-readable recording medium according to the present invention records a signal processing program for executing a DFT-based frequency domain channel estimation method as described above in a computer.

본 발명에 따르면 OFDM 수신기에서 DFT 기반으로 주파수도메인 채널을 추정할 때 시간도메인 채널 오류에 의한 에일리어싱 및 잡음에 의한 영향을 효과적으로 제거함으로써 유효 채널의 임펄스응답을 정확하게 추정할 수 있어 OFDM 수신기의 성능을 안정적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, when estimating a frequency domain channel based on DFT in an OFDM receiver, it is possible to accurately estimate the impulse response of an effective channel by effectively removing aliasing and noise caused by a time domain channel error, As shown in Fig.

[도 1]은 PSAM 방식에 따른 OFDM 송신기의 일반적인 구성을 나타내는 도면,
[도 2]는 PSAM 방식에 따른 OFDM 수신기의 일반적인 구성을 나타내는 도면,
[도 3]은 종래기술에 따른 OFDM 수신기에서 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정부의 내부 구성을 나타내는 도면,
[도 4]는 종래기술의 OFDM 수신기에서 주파수도메인 채널추정 중간에서 발견되는 채널 임펄스응답의 일 예를 나타내는 도면,
[도 5]는 본 발명에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정부의 내부 구성을 나타내는 도면,
[도 6]은 본 발명에서 채널변화의 추정 과정을 개념적으로 나타내는 도면,
[도 7]은 본 발명에서 채널 임펄스응답의 구간 분할 및 각 그룹의 평균값의 일 예를 나타내는 도면,
[도 8]은 본 발명에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정부에서 유효영역 추정부가 도출하는 유효 채널영역의 일 예를 나타내는 도면,
[도 9]는 본 발명에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정부에서 유효채널 추정부가 도출하는 채널 임펄스 응답을 나타내는 도면,
[도 10]은 본 발명을 ODFM 수신기에 적용한 수신성능 개선을 나타내는 도면.1 is a diagram showing a general configuration of an OFDM transmitter according to a PSAM scheme,
2 is a diagram showing a general configuration of an OFDM receiver according to a PSAM scheme,
3 is a diagram illustrating an internal configuration of a DFT-based frequency domain channel estimator in an OFDM receiver according to a conventional art;
4 is a diagram showing an example of a channel impulse response found in a frequency domain channel estimation in a prior art OFDM receiver,
5 is a diagram illustrating an internal configuration of a DFT-based frequency domain channel estimator according to the present invention;
6 is a conceptual diagram illustrating a channel change estimation process in the present invention,
FIG. 7 is a diagram showing an example of a segmentation of a channel impulse response and an average value of each group in the present invention;
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an effective channel region derived from a valid region estimator in a DFT-based frequency domain channel estimator according to the present invention;
9 is a diagram illustrating a channel impulse response derived from a valid channel estimator in a DFT-based frequency domain channel estimator according to the present invention;
FIG. 10 is a diagram illustrating reception performance improvement in which the present invention is applied to an ODFM receiver; FIG.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 OFDM 수신기(200)에서 DFT 기반으로 주파수도메인 채널을 추정할 때 시간도메인 채널추정의 오차(에일리어싱) 및 잡음 등에 의해 채널 임펄스응답의 특성에서 발생한 '원하지 않는 성분들'을 제거함으로써 OFDM 수신기(200)의 수신 성능을 향상시키는 기술이다. In the OFDM receiver 200, when estimating a frequency domain channel based on the DFT, the 'undesired components' generated in the characteristics of the channel impulse response due to the error (aliasing) of the time domain channel estimation and the noise are removed, Thereby enhancing the reception performance of the mobile station 200.

일반적인 OFDM 시스템에서 하나의 OFDM 심볼은 msec 단위이므로 일상적인 이동 환경에서 한 심볼간의 채널 변화는 크지 않다. 본 발명은 이러한 점을 활용하려는 것으로 OFDM 심볼간의 채널 변화를 추정 및 누적하고 이를 이용하여 채널 임펄스응답의 전체 영역 중에서 실제로 유효 채널이 존재하는 영역을 추정한다. 이러한 과정을 통해 채널 임펄스응답으로부터 에일리어싱과 잡음에 의한 '원하지 않는 성분들'을 제거한다.In a typical OFDM system, since one OFDM symbol is in units of msec, the channel change between one symbol is not large in a normal mobile environment. In order to utilize this point, the present invention estimates and accumulates a channel change between OFDM symbols, and estimates a region in which an effective channel exists in the entire region of the channel impulse response. This process removes aliasing from the channel impulse response and 'unwanted components' due to noise.

[도 5]는 본 발명에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정부(300)의 내부 구성을 나타내는 도면이다. [도 3]에 도시된 종래기술의 주파수도메인 채널추정부(270)를 [도 5]에 도시된 본 발명의 주파수도메인 채널추정부(300)로 대체함으로써 본 발명에 따른 OFDM 수신기(200)가 구성된다.5 is a diagram illustrating an internal configuration of a DFT-based frequency domain channel estimator 300 according to the present invention. By replacing the frequency domain channel estimator 270 of the prior art shown in FIG. 3 with the frequency domain channel estimator 300 of the present invention shown in FIG. 5, the OFDM receiver 200 according to the present invention .

본 발명에 따른 주파수도메인 채널추정부(300)는 IFFT 부(310), 유효채널 추정부(320), FFT 부(330)를 포함하여 구성된다. 이때, 본 발명에 따른 유효채널 추정부(320)는 채널변화 추정부(321), 채널변화 누적부(322), 채널변화 구간분할부(323), 유효영역 추정부(324), 에일리어싱/잡음 제거부(325), 임펄스응답 지연저장부(326), 샘플기준값 설정부(328)를 포함하여 구성된다.The frequency domain channel estimation unit 300 according to the present invention includes an IFFT unit 310, an effective channel estimation unit 320, and an FFT unit 330. The effective channel estimator 320 according to the present invention includes a channel change estimator 321, a channel change accumulator 322, a channel change interval divider 323, an effective region estimator 324, aliasing / An impulse response delay storage unit 326, and a sample reference value setting unit 328. [0042]

먼저, IFFT 부(310)는 시간도메인 채널추정부(260)의 채널추정 결과에 대해 IFFT 연산을 수행하여 채널 임펄스응답을 출력하는 모듈이고, FFT 부(330)는 유효채널 추정부(320)에서 도출해낸 채널 임펄스응답의 유효 채널 추정 결과에 대해 FFT 연산을 수행하는 모듈이다.The IFFT unit 310 is a module for performing an IFFT operation on the channel estimation result of the time domain channel estimation unit 260 and outputting a channel impulse response. The FFT unit 330 receives the channel impulse response from the effective channel estimation unit 320 And performs an FFT operation on the derived effective channel estimation result of the derived channel impulse response.

유효채널 추정부(320)는 IFFT 부(310)의 IFFT 연산 결과(채널 임펄스응답)으로부터 에일리어싱 및 잡음에 의한 채널 임펄스응답을 제거함으로써 유효 채널을 추정해내고, 이렇게 유효 채널(실제 채널)에 의해 생성된 임펄스응답 만을 도출해낸다.The effective channel estimating unit 320 estimates the effective channel by removing the aliasing and the channel impulse response due to the noise from the IFFT calculation result (channel impulse response) of the IFFT unit 310, Only the generated impulse response is derived.

채널변화 추정부(321)는 현재 OFDM 심볼에서 추정된 임펄스응답과 이전 OFDM 심볼에서 추정된 임펄스응답 간의 변화를 추정한다. 이를 위해 임펄스응답 지연저장부(326)는 OFDM 심볼 하나만큼 채널 임펄스응답을 지연시켜 저장함으로써 이전의 채널 임펄스 변화량을 저장한다. 이때, 임펄스응답 지연저장부(326)는 OFDM 심볼 하나만큼 지연시키는 것이 바람직한데, 본 발명의 권리범위는 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다.The channel change estimator 321 estimates a change between an impulse response estimated in the current OFDM symbol and an impulse response estimated in the previous OFDM symbol. To this end, the impulse response delay storage unit 326 stores the previous channel impulse change amount by delaying and storing the channel impulse response by one OFDM symbol. At this time, the impulse response delay storage unit 326 is preferably delayed by one OFDM symbol, but the scope of the present invention is not necessarily limited thereto.

채널변화 추정부(321)가 수행하는 채널 변화의 추정은 [도 6]의 (a)와 같이 이전 심볼의 임펄스응답과 현재 심볼의 임펄스응답간의 합을 누적하여 구성할 수도 있고, [도 6]의 (b)과 같이 나눗셈을 취하는 방법으로 구성이 가능하다. 채널 임펄스응답은 복소수이므로 [도 6]의 (b)의 연산은 등가적으로는 켤레복소수의 곱의 형태로 수행할 수도 있다.6, the sum of the impulse response of the previous symbol and the impulse response of the current symbol may be accumulated, and the channel change estimation performed by the channel change estimating unit 321 may be constructed by accumulating the sum of the impulse response of the previous symbol and the impulse response of the current symbol as shown in [ (B) of FIG. Since the channel impulse response is a complex number, the operation of (b) of FIG. 6 may equivalently be performed in the form of a product of a complex conjugate.

채널변화 누적부(322)는 연속된 여러 OFDM 심볼 동안의 채널 변화를 누적하는데, 이를 통해 채널 임펄스응답에 혼합되어 있는 에일리어싱 및 잡음의 랜덤한 특성을 상쇄시킨다. 에일리어싱과 잡음은 랜덤한 속성을 가지고 있기 때문에 여러 채널변화를 누적시키면 점차적으로 서로 상쇄된다. 반면, 앞서 살펴본 바와 같이 일반적인 이동 환경에서는 OFDM 심볼 정도의 구간에서는 채널 특성이 그다지 변화되지 않기 때문에 유사하며, 그에 따라 채널 변화를 누적시키면 채널 특성은 점차 두드러지게 나타난다.The channel change accumulation unit 322 accumulates the channel changes during several successive OFDM symbols, thereby canceling the random characteristics of aliasing and noise mixed in the channel impulse response. Since aliasing and noise have random properties, accumulating multiple channel changes gradually offset each other. On the other hand, as described above, in a typical mobile environment, the channel characteristics are similar to each other because the channel characteristics do not change much in the interval of the OFDM symbol, and the channel characteristics gradually become more conspicuous when the channel changes are accumulated.

[도 6]의 두가지 채널변화 추정 방식의 경우에 대해 채널변화 누적부(322)에서 생성하는 출력 파워는 다음과 같다.The output power generated by the channel change accumulation unit 322 in the case of the two channel variation estimation schemes of FIG. 6 is as follows.

먼저, [도 6]의 (a)와 같이 채널 변화를 추정하는 구현 예에서 채널변화 누적부(322)의 출력을 살펴본다. 앞서 (301)로 표시한 실제 채널(유효 채널) 부분은 임펄스응답이 크고 한 OFDM 심볼 동안의 변화량이 작기 때문에 해당 부분에서는 누적 결과의 파워가 크게 도출된다. 반면, (302)로 표시한 에일리어싱 성분은 하나의 OFDM 심볼에서 추정된 임펄스응답은 다소 크지만 실제 채널이 아님에 따라 랜덤한 특성을 가지고 있으며, 그에 따라 한 심볼 동안의 변화량이 크기 때문에 이를 누적하더라도 커지지 않는다. 마찬가지로, (304)로 표시한 잡음 성분도 랜덤한 특성으로 인해 누적하더라도 그 값이 커지지 않는다.First, an output of the channel change accumulation unit 322 in an embodiment for estimating a channel change as in (a) of FIG. 6 will be described. Since the actual channel (effective channel) portion indicated by reference numeral 301 is large in the impulse response and small in the amount of change during one OFDM symbol, the power of the cumulative result is largely derived at the corresponding portion. On the other hand, the aliasing component denoted by (302) has a random characteristic due to the fact that the impulse response estimated in one OFDM symbol is somewhat large but is not an actual channel, and accordingly the amount of change during one symbol is large. It does not grow. Likewise, the noise component indicated by (304) does not increase even if it is accumulated due to the random characteristic.

또한, [도 6]의 (b)와 같이 채널 변화를 추정하는 구현 예에서 채널변화 누적부(322)의 출력, 특히 복소수 중에서 실수부(real part)를 살펴본다. 실제 채널의 임펄스응답(301)은 한 심볼간의 채널 변화량이 크지 않기 때문에 심볼간의 채널 변화량을 누적할 경우 그 값이 실수부에 밀집된다. 반면, 에일리어싱 성분(302)과 잡음 성분(304)은 랜덤한 특성으로 인해 그 변화량을 누적할 경우에 실수부의 값이 일반적으로는 감소하고 최소한 증가하지는 않는다.In addition, an output of the channel change accumulation unit 322, particularly a real part in a complex number, in an embodiment for estimating a channel change as in (b) of FIG. 6 will be described. Since the amount of channel change between one symbol is not large in the impulse response 301 of the actual channel, the value is accumulated in the real part when the amount of channel change between the symbols is accumulated. However, due to the random nature of the aliasing component 302 and the noise component 304, the value of the real part is generally reduced and does not increase at least when the change amount is accumulated.

이처럼, 채널변화 추정부(321)와 채널변화 누적부(322)에서 채널 변화를 추정하고 이를 누적함으로써 실제 채널(유효 채널)에 의한 임펄스응답이 존재하는 영역을 추정해낼 수 있다. As described above, the channel change estimation unit 321 and the channel change accumulation unit 322 can estimate a channel change and accumulate the channel change, thereby estimating an area in which an impulse response exists due to an actual channel (effective channel).

한편, 에일리어싱과 잡음은 랜덤한 특성을 지니기 때문에 앞서와 같이 채널 변화량을 매 심볼 누적하였을 때에 특정 샘플의 값이 크게 증가하는 현상이 우연히 발생할 수 있다. On the other hand, since aliasing and noise have random characteristics, when a channel variation amount is accumulated every symbol as mentioned above, a value of a specific sample may increase accidentally.

그에 따라, 채널변화 구간분할부(323)는 채널변화 누적부(322)에서 누적한 채널 변화량을 구간 분할하여 각 구간의 평균값을 추정하는 과정을 수행한다. 즉, 각 구간을 K개의 샘플로 그룹화를 취할 경우에 전체 그룹 수(M)는 IFFT 크기(N)를 K개로 나눈 값과 같다(즉, M = N / K). Accordingly, the channel change section dividing section 323 divides the channel change amount accumulated in the channel change accumulation section 322 into sections, and estimates an average value of the respective sections. That is, when each interval is grouped into K samples, the total number of groups (M) is equal to the IFFT size (N) divided by K (i.e., M = N / K).

채널변화 추정부(321)가 [도 6]의 (a)와 같이 채널 변화를 추정한 구현 예에서 채널변화 구간분할부(323)가 그 누적된 채널 변화량에 구간 분할을 적용하고 다시 개별 그룹의 평균값을 구하여 도시하면 [도 7]의 참조번호 (401)과 같다. [도 7]에 도시된 바와 같이 구간 분할 및 평균값을 취함으로써 실제 채널이 존재하는 영역을 좀더 정확히 추정할 수 있다. 이를 통해, 채널 변화량을 누적할 때 에일리어싱과 잡음에 의해 특정 샘플의 파워가 우연하게 증가함에 따라 추정 오차가 발생하는 문제점을 방지할 수 있다.In the embodiment in which the channel change estimator 321 estimates the channel change as shown in (a) of FIG. 6, the channel change interval dividing unit 323 applies the interval division to the accumulated channel change amount, An average value is obtained and is the same as that of reference numeral 401 in FIG. 7. As shown in FIG. 7, by dividing a region and taking an average value, it is possible to more accurately estimate a region where an actual channel exists. Accordingly, it is possible to prevent the estimation error from occurring as the power of a specific sample is accidentally increased due to aliasing and noise when accumulating the channel variation amount.

한편, 채널변화 구간분할부(323)에서 구간 분할시에 실제 채널이 각 구간의 경계에 존재하는 경우에는 구간의 평균값이 떨어질 수 있다. 따라서 채널변화 구간분할부(323)는 구간을 구성할 때 (K/2) 만큼의 오프셋을 적용하여 구간을 추가로 분할하고 각 구간에 대한 평균값을 얻어내는 과정을 수행함으로써 이에 대한 영향을 감소시키는 것이 바람직하다. 즉, [도 7]와 같은 작업을 오프셋 0과 K/2에 대하여 각각 추정하여 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, if the actual channel is present at the boundary of each section at the time of section division in the channel change section dividing section 323, the average value of the sections may decrease. Therefore, the channel change section dividing unit 323 divides the interval by applying an offset of (K / 2) when constructing the interval, and obtains an average value for each interval, thereby reducing the influence thereof . That is, it is preferable to estimate and use the operations as shown in FIG. 7 for the offsets 0 and K / 2, respectively.

유효영역 추정부(324)는 채널 변화에 구간 분할 및 평균값을 취하여 얻어진 결과(즉, 401)에서 각 구간의 평균값이 특정의 기준값 이상인 경우에만 실제 채널이라 판단하며, 이를 통해 채널 임펄스응답에서 실제 채널(유효 채널)이 존재하는 영역(301)에 대한 정보를 추출한다. 이때, 시간도메인 채널 추정의 간격에 의해 발생하는 에일리어싱 영역 ([도 3]에서 303 영역)은 실제 채널이 존재하는 영역이 아니므로 사용하지 않는다. [도 3]에서 (303) 영역을 구분하는 것은 종래기술에서도 가능하였던 사항임은 전술한 바와 같으므로 본 명세서에서는 이에 관한 상세한 설명은 생략한다. 결국, 유효영역 추정부(324)가 추정하는 유효 채널영역은 [도 8]에서 빨간색 영역(402)과 같다.The effective area estimating unit 324 determines that the channel is an actual channel only when the average value of each interval is equal to or greater than a specific reference value in the result obtained by taking the segmentation and the average value in the channel change (i.e., 401) (Effective channel) is present. At this time, the aliasing area (area 303 in FIG. 3) generated by the interval of the time domain channel estimation is not used because it is not an area where an actual channel exists. [0031] The description of the regions 303 to 303 in FIG. 3 has been made in the prior art, as described above, so a detailed description thereof will be omitted herein. As a result, the effective channel region estimated by the effective region estimation unit 324 is the same as the red region 402 in FIG.

샘플기준값 설정부(328)는 잡음 성분의 평균값을 추정하기 위하여 IFFT 부(310)로부터 얻어진 현재 채널의 임펄스응답, 즉 [도 3]에 도시된 채널 임펄스응답으로부터 유효영역 추정부(324)가 추정한 유효 채널영역(402)을 제외한 나머지 구간에서 채널 임펄스응답의 파워 평균을 구하며, 이를 샘플기준값으로 설정한다. 이를 통해, 현재 입력되는 수신 신호의 신호대잡음비에 적응적으로 샘플기준값을 설정할 수 있다. The sample reference value setting unit 328 sets the sample reference value setting unit 328 to estimate the average value of the noise components from the impulse response of the current channel obtained from the IFFT unit 310, that is, the channel impulse response shown in [ A power averaging of the channel impulse response is obtained in an interval excluding the effective channel region 402, and is set as a sample reference value. Thus, the sample reference value can be set adaptively to the signal-to-noise ratio of the currently received signal.

에일리어싱/잡음 제거부(325)는 IFFT 부(310)로부터 얻어진 현재 채널의 임펄스응답, 즉 [도 3]에 도시된 채널 임펄스응답에 대하여 유효영역 추정부(324)에서 추정한 영역(402)에 대해서만 최종적으로 채널 추정을 수행한다. 유효 채널영역(402)에서 채널 임펄스응답이 샘플기준값 설정부(328)가 도출한 샘플기준값보다 큰 경우에만 실제 채널(유효 채널)이라고 판단한다. 이때, 유효영역 추정부(324)가 추정한 유효 채널영역(402)을 일정 범위 내에서 좌우 폭을 약간 더 확장할 수도 있다.The aliasing / noise removing unit 325 performs a filtering process on the region 402 estimated by the effective region estimating unit 324 with respect to the impulse response of the current channel obtained from the IFFT unit 310, that is, the channel impulse response shown in [ And finally perform channel estimation. (Effective channel) only when the channel impulse response in the effective channel region 402 is larger than the sample reference value derived by the sample reference value setting unit 328. [ At this time, the effective channel area 402 estimated by the effective area estimation unit 324 may be slightly extended in the left and right widths within a certain range.

최종적으로, 유효채널 추정부(320)에서 추정되는 채널 임펄스응답은 [도 9]처럼 나타난다. [도 9]에서 검은색 부분은 IFFT 부(310)에서 출력한 채널 임펄스응답을 나타내며 빨간색 부분(403, 404)은 본 발명을 통해 추정된 최종 채널 임펄스응답을 나타낸 것이다.Finally, the channel impulse response estimated by the effective channel estimating unit 320 appears as shown in FIG. In FIG. 9, a black portion represents a channel impulse response output from the IFFT unit 310, and red portions 403 and 404 represent a final channel impulse response estimated through the present invention.

정리하면, 본 발명에 따른 유효채널 추정부(320)는 채널 변화를 추정 및 누적한 후 샘플 그룹을 설정하여 각 그룹의 평균값이 일정 이상인 경우 실제 채널이 존재할 수 있는 영역이라고 1차 판단하고, 해당 영역을 기준으로 일정 범위 내의 채널 임펄스응답의 샘플 값이 일정 이상인 경우에만 실제 채널이라고 2차 판단함으로써 에일리어싱 및 잡음에 대한 열화를 막을 수 있다.In summary, the effective channel estimator 320 according to the present invention estimates and accumulates a channel change, sets a sample group, determines a region where an actual channel exists if the average value of each group is equal to or greater than a predetermined value, It is possible to prevent aliasing and noise from being deteriorated by making a secondary determination that the channel is the actual channel only when the sample value of the channel impulse response within a certain range based on the region is equal to or greater than a predetermined value.

이와 같은 본 발명에 따른 주파수도메인 채널추정 기술을 적용하면 OFDM 수신기(200)의 수신 성능을 개선할 수 있다. [도 10]은 본 발명을 ODFM 수신기의 일종인 DVB 수신기에 적용하였을 때 QPSK 수신성능이 개선되는 결과를 나타내는 도면이다. 본 발명을 통해 이동 환경에서 수신가능한 도플러 주파수 환경이 20 ~ 40 Hz 가량 개선되었다는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 채널 추정 성능이 종래기술보다 우수하기 때문이며, 이로 인해 도플러 성능 뿐만 아니라 수신 가능한 SNR(신호대 잡음비) 개선도 가져온다.
By applying the frequency domain channel estimation technique according to the present invention, the reception performance of the OFDM receiver 200 can be improved. 10 is a diagram illustrating a result of improving QPSK reception performance when the present invention is applied to a DVB receiver, which is a kind of ODFM receiver. It can be seen from the present invention that the Doppler frequency environment that can be received in a mobile environment is improved by about 20 to 40 Hz. This is because the channel estimation performance according to the present invention is superior to that of the prior art, which results in not only the Doppler performance but also the receivable signal-to-noise ratio (SNR) improvement.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현하는 것이 가능하다. 이때, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 본 발명이 구현된 프로그램 형태는 어플리케이션 소프트웨어일 수도 있고 하드웨어를 직접 제어하는 펌웨일 수도 있다.The present invention can also be embodied in the form of computer readable code on a computer readable recording medium. At this time, the computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. The program form in which the present invention is implemented may be application software or a firmware that directly controls hardware.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어웨이브(예: 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산된 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드, 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave . The computer-readable recording medium can also be stored and executed by a computer-readable code in a distributed manner on a networked computer system. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily deduced by programmers skilled in the art to which the present invention belongs.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예가 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
As described above, the embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention. And is not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

300: 주파수도메인 채널추정부
310: IFFT 부
320: 유효채널 추정부
321: 채널변화 추정부
322: 채널변화 누적부
323: 채널변화 구간분할부
324: 유효영역 추정부
325: 에일리어싱/잡음 제거부
326: 임펄스응답 지연저장부
328: 샘플기준값 설정부
330: FFT 부300: Frequency domain channel estimation unit
310: IFFT section
320: Effective channel estimation unit
321: channel change estimating unit
322: Channel change accumulation unit
323: Channel change section division section
324: Effective area estimating unit
325: Aliasing / noise rejection
326: Impulse response delay storage unit
328: sample reference value setting unit
330: FFT unit

Claims (11)

OFDM 수신기에서 시간도메인 채널추정 결과를 제공받아 주파수도메인 채널 추정을 수행하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치로서,
상기 시간도메인 채널추정 결과에 대해 IFFT 연산을 수행하여 현재의 채널 임펄스응답을 출력하는 IFFT 부(310);
상기 현재의 채널 임펄스응답을 미리 설정된 크기만큼 지연시키는 임펄스응답 지연저장부(326);
상기 현재의 채널 임펄스응답과 상기 지연된 채널 임펄스응답을 연산 처리하여 임펄스응답의 채널 변화를 추정하는 채널변화 추정부(321);
상기 채널변화 추정부의 연산 처리 결과를 누적시켜 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 생성하는 채널변화 누적부(322);
상기 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 기준값과 비교함으로써 유효 채널영역을 추정하는 유효영역 추정부(324);
상기 추정된 유효 채널영역에 대응하는 상기 현재의 채널 임펄스응답에 대해 샘플기준값 이상에 해당하는 부분을 유효채널 추정 결과로 출력하는 에일리어싱/잡음 제거부(325);
상기 유효채널 추정 결과에 대해 FFT 연산을 수행하는 FFT 부(330); 그리고
상기 채널변화 누적부에서 생성한 상기 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 미리 설정한 샘플 크기(K)로 구간 분할하고 각 구간의 평균값을 연산하여 상기 유효영역 추정부로 제공하는 채널변화 구간분할부(323);
를 포함하고,
상기 유효영역 추정부(324)는 상기 연산된 구간 평균값을 기준값과 비교함으로써 상기 유효 채널영역을 추정하는 것을 특징으로 하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치.
A DFT-based frequency domain channel estimation apparatus for performing a frequency domain channel estimation by receiving a time domain channel estimation result in an OFDM receiver,
An IFFT unit 310 for performing IFFT on the time domain channel estimation result and outputting a current channel impulse response;
An impulse response delay storage unit 326 for delaying the current channel impulse response by a predetermined amount;
A channel change estimator 321 for calculating the current channel impulse response and the delayed channel impulse response to estimate a channel change of an impulse response;
A channel change accumulation unit 322 for accumulating the operation result of the channel change estimation unit and generating a channel impulse response in which aliasing and noise are canceled;
A valid region estimator (324) for estimating an effective channel region by comparing the aliasing and noise canceled channel impulse response with a reference value;
An aliasing / noise eliminator (325) for outputting, as an effective channel estimation result, a portion corresponding to the current channel impulse response corresponding to the estimated effective channel region that is equal to or greater than a sample reference value;
An FFT unit 330 for performing FFT on the effective channel estimation result; And
A channel variation section division section for dividing the channel impulse response canceled by the aliasing and noise generated by the channel variation accumulation section into a predetermined sample size K and calculating an average value of each interval, (323);
Lt; / RTI >
And the effective region estimator (324) estimates the effective channel region by comparing the calculated average of the intervals with a reference value.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 채널변화 구간분할부(323)는 상기 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 구간 분할할 때 (K/2) 만큼의 오프셋을 적용하여 구간을 더 분할하고 상기 구간 평균값 연산에 적용하는 것을 특징으로 하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치.
The method according to claim 1,
The channel change interval dividing unit 323 further applies an offset of (K / 2) when dividing the channel impulse response canceled with the aliasing and noise to apply the interval to the interval average value calculation Wherein the frequency domain channel estimator is a DFT-based frequency domain channel estimator.
청구항 3에 있어서,
상기 현재의 채널 임펄스응답에서 상기 추정된 유효 채널영역 이외의 영역에서 채널 임펄스응답의 파워 평균을 연산하여 이를 상기 에일리어싱/잡음 제거부의 샘플기준값으로 제공하는 샘플기준값 설정부(328);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치.
The method of claim 3,
A sample reference value setting unit 328 for calculating a power average of a channel impulse response in an area other than the estimated effective channel area in the current channel impulse response and providing the power average of the channel impulse response as a sample reference value of the aliasing /
Wherein the DFT-based frequency domain channel estimation apparatus further comprises:
청구항 4에 있어서,
상기 채널변화 추정부(321)는 상기 현재의 채널 임펄스응답과 상기 지연된 채널 임펄스응답 간의 합 연산하는 제 1 추정부(a) 및 상기 현재의 채널 임펄스응답과 상기 지연된 채널 임펄스응답 간의 나눗셈 연산하고 실수부를 획득하는 제 2 추정부(b) 중의 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 장치.
The method of claim 4,
The channel change estimator 321 calculates a sum of the current channel impulse response and the delayed channel impulse response by a first estimator a and a divide operation between the current channel impulse response and the delayed channel impulse response, And a second estimating unit (b) for obtaining the first and second estimating units (b).
OFDM 수신기에서 시간도메인 채널추정 결과를 제공받아 주파수도메인 채널 추정을 수행하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법으로서,
상기 시간도메인 채널추정 결과에 대해 IFFT 연산을 수행하여 채널 임펄스응답을 출력하는 제 1 단계;
상기 현재의 채널 임펄스응답을 미리 설정된 크기만큼 지연시키는 제 2 단계;
상기 현재의 채널 임펄스응답과 상기 지연된 채널 임펄스응답을 연산 처리하여 임펄스응답의 채널 변화를 추정하는 제 3 단계;
상기 채널변화 추정부의 연산 처리 결과를 누적시켜 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 생성하는 제 4 단계;
상기 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 기준값과 비교함으로써 유효 채널영역을 추정하는 제 5 단계;
상기 추정된 유효 채널영역에 대응하는 상기 현재의 채널 임펄스응답에 대해 샘플기준값 이상에 해당하는 부분을 유효채널 추정 결과로 출력하는 제 6 단계; 그리고
상기 유효채널 추정 결과에 대해 FFT 연산을 수행하는 제 7 단계;
를 포함하고,
상기 제 4 단계와 제 5 단계 사이에 상기 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 미리 설정한 샘플 크기(K)로 구간 분할하고 각 구간의 평균값을 연산하는 제 A 단계;
를 더 포함하고,
상기 제 5 단계는 상기 연산된 구간 평균값을 기준값과 비교함으로써 상기 유효 채널영역을 추정하는 것을 특징으로 하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법.
A DFT-based frequency domain channel estimation method for performing a frequency domain channel estimation by receiving a time domain channel estimation result in an OFDM receiver,
A first step of performing an IFFT operation on the time domain channel estimation result and outputting a channel impulse response;
A second step of delaying the current channel impulse response by a predetermined amount;
A third step of calculating a channel variation of the impulse response by operating the current channel impulse response and the delayed channel impulse response;
A fourth step of accumulating the operation result of the channel change estimating unit to generate aliasing and a channel impulse response with noise canceled;
A fifth step of estimating an effective channel region by comparing the channel impulse response with the aliasing and noise canceled to a reference value;
A sixth step of outputting a portion of the current channel impulse response corresponding to the estimated effective channel region that is equal to or greater than a sample reference value as an effective channel estimation result; And
A seventh step of performing an FFT operation on the effective channel estimation result;
Lt; / RTI >
Dividing the channel impulse response in which the aliasing and noise are canceled into a predetermined sample size (K) between the fourth step and the fifth step, and calculating an average value of each interval;
Further comprising:
And the fifth step estimates the effective channel region by comparing the calculated average value of the intervals with a reference value.
삭제delete 청구항 6에 있어서,
상기 제 A 단계는 상기 에일리어싱 및 잡음이 상쇄된 채널 임펄스응답을 구간 분할할 때 (K/2) 만큼의 오프셋을 적용하여 구간을 더 분할하고 상기 구간 평균값 연산에 적용하는 것을 특징으로 하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법.
The method of claim 6,
Wherein the step A further includes dividing the interval by applying an offset of (K / 2) when dividing the channel impulse response canceling the aliasing and noise, and applying the division to the interval average value calculation. Frequency domain channel estimation method.
청구항 8에 있어서,
상기 현재의 채널 임펄스응답에서 상기 추정된 유효 채널영역 이외의 영역에서 채널 임펄스응답의 파워 평균을 연산하여 이를 유효채널 추정을 위한 샘플기준값으로 제공하는 제 B 단계;
를 상기 제 5 단계와 제 6 단계 사이에 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법.
The method of claim 8,
Calculating a power average of a channel impulse response in an area other than the estimated effective channel area in the current channel impulse response and providing it as a sample reference value for effective channel estimation;
Further comprising a step between the fifth step and the sixth step.
청구항 9에 있어서,
상기 제 3 단계는 상기 현재의 채널 임펄스응답과 상기 지연된 채널 임펄스응답 간의 합 연산하는 단계와, 상기 현재의 채널 임펄스응답과 상기 지연된 채널 임펄스응답 간의 나눗셈 연산하고 실수부를 획득하는 단계 중의 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법.
The method of claim 9,
The third step includes a step of summing the current channel impulse response and the delayed channel impulse response and a step of performing a division operation between the current channel impulse response and the delayed channel impulse response and obtaining a real part Wherein the DFT-based frequency domain channel estimation method comprises:
컴퓨터에서 청구항 6, 청구항 8, 청구항 9 그리고 청구항 10 중 어느 하나의 항에 따른 DFT 기반의 주파수도메인 채널추정 방법을 실행시키기 위한 신호처리 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a signal processing program for executing a DFT-based frequency domain channel estimation method according to any one of claims 6, 8, 9 and 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100094218A (en) * 2009-02-18 2010-08-26 삼성전기주식회사 Apparatus for estimating channel of ofdm system
KR20110074364A (en) * 2009-12-24 2011-06-30 삼성전자주식회사 Method and apparatus for estimating a channel using phase compensation in a wireless communication system

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