KR101789697B1 - 주파수 영역 가상 기준 신호를 이용한 최소평균제곱오차채널 추정 방법 및 이를 이용하는 추정 시스템 - Google Patents

주파수 영역 가상 기준 신호를 이용한 최소평균제곱오차채널 추정 방법 및 이를 이용하는 추정 시스템 Download PDF

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최주영
문철
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Abstract

본 발명은 가상 기준신호 부반송파를 이용하는 채널 추정 방법에 관한 것으로, 도심에서 발생하는 주파수 선택적 페이딩 환경에서 차량과 차량, 차량과 인프라간의 무선통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는, 낮은 연산량만을 이용하여 주파수 영역에서의 평균제곱오차(minimum mean square error, MMSE)를 최소화하는 채널 추정 방법 및 이를 이용하는 추정 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 도심에서 발생하는 주파수 선택적 페이딩 환경에서 성능을 향상시킬 수 있는 가상 기준신호 부반송파를 이용한 채널 추정 방법 및 이를 이용하는 채널 추정 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기준신호 부반송파의 채널 추정치와 가상 기준신호부반송파의 채널 추정치를 활용하여, 낮은 연산량만을 이용하여 주파수 영역에서의 평균제곱오차(minimum mean square error, MMSE)를 최소화하는 채널 추정 방법 및 이를 이용하는 추정 시스템을 제공할 수 있다.

Description

주파수 영역 가상 기준 신호를 이용한 최소평균제곱오차채널 추정 방법 및 이를 이용하는 추정 시스템{Frequency Domain Virtual Pilot Signal Based MMSE Channel Estimation Method and System Using the Same}
본 발명의 실시예는 기준신호 부반송파 사이에 위치하는 약속된 데이터 부반송파, 즉 가상 기준신호 부반송파를 이용한 최소평균제곱오차 채널추정 기법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도심에서 발생하는 주파수 선택적 페이딩 환경에서 차량과 차량, 차량과 인프라간의 무선통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 채널 추정 방법 및 이를 이용하는 추정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 교통안전 및 혼잡을 피하는 주행 경로 선정 등과 같은 여러 교통 관련 응용 서비스를 지원하기 위해, 차량과 차량 및 차량과 노변 기지국 간의 통신의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 교통 안전 및 응용 서비스를 지원하기 위해서, IEEE802.11p를 표준화 하였으며, 이 표준은차량용 무선통신 시스템의 물리 계층과 그리고 매체 접속 제어 계층을 정의 하고 있다.
IEEE802.11p의 물리 계층은, 상대적으로 고정된 실내 환경에서의 무선 통신을 위해 설계된 IEEE802.11a와, 시스템의 동작 주파수와 주파수 대역폭을 제외한 모든 점에서 거의 동일하다. 사실 IEEE802.11p는 차량용 무선 통신 기술로서 고속으로 이동하는 실외 환경에 적합하도록 설계되어야 하지만, 단지 기존 IEEE802.11a 표준의동작 주파수를 5.9GHz 대역으로 변경하고 주파수 대역폭을 20MHz에서 10MHz로 변경하여 만들어 졌다. 따라서, 현재 IEEE802.11p 표준은 실외 도심 교통 환경에서 발생하는 주파수 선택적 페이딩 채널(frequency-selective fading channel) 환경에 적합하기 않다.
주파수 선택적 페이딩 채널환경에서는 주파수 영역에서 채널 특성이 심하게 변하기 때문에, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 방식을 사용하는 시스템에서는 파일럿 심볼만을 전송하는 기준신호 부반송파(subcarrier)를 사용하여 부반송파 별로 상이한 채널 특성을 추정한다. 실내 환경을 위해 만들어진 IEEE802.11a를 기반으로 IEEE802.11p가 만들어 졌기 때문에, IEEE802.11p은 64개의 부반송파 중에서 4개의 기준신호 부반송파를 사용하고 있으며, 이는 48개의 데이터 부반송파의 채널 특성을 추정하는데 충분치 않기 때문에, 이로 인한 상당한 성능 열화가 발생된다. 따라서,현재 IEEE 802.11p표준을 변경하지 않고 시변채널 변화를 추정하기 위한 채널 추정 기법들이 연구되었으며, 대표적으로 LS (Least Square) 기법, STA (Space-Time Averaging) 기법들이 학술 논문으로 발표되었다.
도 1은 IEEE802.11p 표준의 개략적인 패킷의 구조를 도시하고 있다. 한 OFDM 심볼은 총 64개의 부반송파로 구성되며, 그 중 48개는 데이터 부반송파로써 -21, -7, 0, 7 그리고 21을 제외한 -26부터 26까지의 주파수 인덱스에 할당된다. -21, -7, 7 그리고 21의 주파수 인덱스에는 4개의 기준신호가 할당되며, 나머지 -32부터 -27, 0 그리고 28부터 32의 인덱스에는 12개의 널 부반송파(null subcarrier)가 할당된다.
IEEE802.11p 표준에서는 각 패킷의 시작 부분에서 전송되는 long training 심볼
Figure 112016054779407-pat00001
과
Figure 112016054779407-pat00002
를 이용하여 채널을 추정토록 한다. 도 1은 하나의 패킷에 총 M개의 데이터 심볼이 전송되는 경우를 도시하고 있다.
LS 기법은 각 패킷의long training 심볼로부터 채널 추정치를 구하고, 이를 이용하여 패킷에 속하는 M개의 데이터 심볼을 복구하는데 사용된다. 우선, 시간 영역에서 수신된 long training 심볼
Figure 112016054779407-pat00003
과
Figure 112016054779407-pat00004
를 이용하여, 각 부반송파 k의 채널을 다음 [수학식1]과 같이 추정한다. 여기서, 심볼
Figure 112016054779407-pat00005
과
Figure 112016054779407-pat00006
는 사전에 정의된 부반송파 k의 롱 트레이닝 심볼이다.
[수학식 1]
Figure 112016054779407-pat00007
위와 같이 구해진 채널추정
Figure 112016054779407-pat00008
는 패킷 내에 수신된 모든 총 M개의 데이터 심볼을 등화(equalizing)하는데 사용된다. LS 추정 기법은 매우 간단한 채널 추정 기법이지만, 패킷 초기에 추정된 채널 추정치
Figure 112016054779407-pat00009
로 패킷의 후반부에 위치한 데이터 심볼을 복구하는데 사용되기 때문에, 시변 채널에서는 성능이 열화되어 실제 시스템에 사용될 수 없다.
시변 채널에 적응하기 위해, STA(Spectral-Temporal Averaging)라는 기법이 제안되었으며, 이 기법은 복조된 데이터 심볼을 이용하여 데이터 부반송파에서 지속적으로 채널을 추정하여 업데이트 한다. STA 기법은 다음 [수학식 2]과 같이 m번째 데이터 심볼의 부반송파 k의 수신 심볼 R(m,k)를 직전 심볼
Figure 112016054779407-pat00010
를 직전 심볼
Figure 112016054779407-pat00011
의 채널 추정치
Figure 112016054779407-pat00012
를 이용하여 등화한다.
[수학식 2]
Figure 112016054779407-pat00013
복구된 데이터 심볼
Figure 112016054779407-pat00014
을 디매핑(demmapping)하여 변조심볼
Figure 112016054779407-pat00015
를 추정하고, 이를 이용하여 다음 [수학식 3]과 같이 초기 추정치
Figure 112016054779407-pat00016
를구한다.
[수학식 3]
Figure 112016054779407-pat00017
Figure 112016054779407-pat00018
심볼에는 잡음과 채널 추정 에러가 포함되어 있기 때문에,
Figure 112016054779407-pat00019
를 디매핑(demapping) 할 때 디매핑 에러 (demapping error)가 발생할 수 있다. 이러한 디매핑에러에 의해 잘못된
Figure 112016054779407-pat00020
가 결정되기 때문에, 초기 추정치
Figure 112016054779407-pat00021
에도 오차가 발생하게 된다. 따라서, 디매핑 에러에 의한 채널 추정 오류를 완화하기 위해, 주파수 도메인에서 k부반송파에 인접한 k+1과 k- 1부반송파의 초기 채널 추정치를 평균하여 k부반송파의 채널 추정치를 구한다. 또한, 주파수 도메인에서 평균화된 채널 추정치는 시간 도메인에서 인접한 m번째 채널 추정치와 m-1번째 채널 추정치를 평균하여 최종 m번째 데이터 심볼의 부반송파 k의채널 추정치
Figure 112016054779407-pat00022
를 결정한다.
STA는 주파수와 시간 영역에 대한 평균을 통해 초기 채널 추정치에 대한 잡음의 영향을 감소시켜낮은 SNR에서는 우수한 성능을 보이지만, 높은 SNR에서는 주파수와 시간 영역에서의 채널 변화를 제대로 반영하지 못해 SNR이 증가하더라도 에러가 감소하지 않는 에러 플로어(error floor) 현상이 발생되어 고속 데이터 전송을 불가능하게 된다.
따라서, 도심환경에서 발생하는 주파수 선택적 페이딩 환경에서 고속의 데이터 전송이 가능하도록 하는 채널 추정 기법이 필요하다.
US 8,559,537,Oct.15, 2013, Spectral-temporal averaging for IEEE 802.11p dynamic channel equalization
J. Zhao, X. Cheng, M. Wen, B. Jiao, and C.-X. Wang,"Channel Estimation Schemes for IEEE 802.11p Standard,"IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, vol.5, no.4, pp.38-49, 2013.
본 발명의 실시예에서는 도심에서 발생하는 주파수 선택적 페이딩 환경에서 차량과 차량, 차량과 인프라간의 무선통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 가상 기준신호 부반송파를 이용한 최소평균제곱오차채널 추정 방법 및 이를 이용하는 채널 추정 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 기준신호 부반송파의 채널 추정치와 가상 기준신호부반송파의 채널 추정치를 활용하여, 낮은 연산량만을 이용하여 주파수 영역에서의 평균제곱오차(mean square error, MSE)를 최소화하는 채널 추정 방법 및 이를 이용하는 추정 시스템을 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 의한 가상 기준신호 부반송파를 이용한 채널추정기법은, 표준에서 정하는 기준신호부 반송파 사이에 가상 기준신호 부반송파를 데이터 부반송파 중에서 설정하고, 가상 기준신호 부반송파를 통해 전송되는 데이터 심볼에 대한 디매핑 과정을 통해 구해진 초기 채널 추정치를 이용하여 주파수 영역에서의 채널추정 기법을 수행한다. 가상 기준신호 부반송파 전송을 위해 사용되는 추가적인 주파수나 시간 자원이 필요치 않지만, 제안하는 가상 기준신호 부반송파를 이용한 주파수 영역 채널추정 기법은 주파수 선택적 페이딩 환경에서 기존에 정의된 기준신호 부반송파외에 가상 기준신호 부반송파를 추가적으로 사용하여 주파수 영역에서의 채널 추정 간격을 감소시킴으로서 채널 추정 성능을 개선할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면 주파수 영역에서의 평균제곱오차(minimum mean square error, MMSE)를 최소화하는 채널 추정방법은, 기준신호 부반송파와 가상 기준신호 부반송파에서 추정된 초기 채널 추정치를 이용하여 주파수영역 채널상관행렬을 구하고, 이를 이용하여 주파수 영역에서 MMSE 기법을 수행하여 최종 채널 추정치를 계산한다. 제안하는 방법은, 기준신호와 가상 기준신호의 초기 채널 추정치를 이용하기 때문에 낮은 연산량만을 이용하여 주파수상관행렬을 구할 수 있으며, 주파수 상관행렬을 이용하여 평균제곱오차를 최소화 할 수 있는 최적의 채널 가중치를 낮은 연산량을 이용하여 추정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 도심에서 발생하는 주파수 선택적 페이딩 환경에서 성능을 향상시킬 수 있는 가상 기준신호 부반송파를 이용한 채널 추정 방법 및 이를 이용하는 채널 추정 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기준신호 부반송파의 채널 추정치와 가상 기준신호부반송파의 채널 추정치를 활용하여, 낮은 연산량만을 이용하여 주파수 영역에서의 평균제곱오차(minimum mean square error, MMSE)를 최소화하는 채널 추정 방법 및 이를 이용하는 추정 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 IEEE 802.11p 표준의 패킷 구조의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 기준신호 부반송파를 이용한 채널 추정 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 채널 추정기의 상세 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른실시예에 따른 주파수 영역 MMSE 기법의 순서도이다.
도 5 내지 도6은 본 실시예에 따른 평가 방법의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 형태들에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서 구성요소의 크기는 설명을 위해 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다. 그리고, 명세서 전체를 통하여 도면의 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 기준신호 부반송파를 이용한 채널 추정 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2의 Serial to Parallel(21)에서는 도 1의 패킷에서 preamble부분과 data부분을 분리하고, FFT부(22)와 FFT부(23)는 이에 대해 각각 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한다.
채널 추정기(24)에서는 preamble을 이용하여, 상기 [수학식1]과 같이 LS 채널 추정 기법에 의한 패킷초기의 추정치
Figure 112016054779407-pat00023
를 구한다. 본 발명에서 제안하는 채널 추정기법은 데이터부 반송파로부터 수신된 데이터 심볼을 이용하여, [수학식 2]와 [수학식 3]에 의해 k번째 데이터부 반송파의 m번째 데이터 심볼에 대한 초기 추정치
Figure 112016054779407-pat00024
를 구한다.
채널 추정기(24)에서는 초기 채널 추정치
Figure 112016054779407-pat00025
를 처리하여, 최종 채널 추정치
Figure 112016054779407-pat00026
를 계산한다. 등화기(25)는 채널 추정기(24)에서 계산된 최종 채널 추정치를 이용하여 수신 데이터 심볼들에게 발생된 채널 왜곡을 등화한다. 복조기(26)에서는 등화된 데이터 심볼들을 복조하고, 디코더(27)에서는 채널 디코딩 및 소스 디코딩을 통해 데이터 비트를 복구한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도 2의 채널 추정기(24)의 상세 기능 블록도를 나타낸다.
제안하는 채널 추정 기법은 데이터 부반송파 초기 채널 추정기(31)에서 [수학식 1]과 같이 패킷초기의 채널 추정치
Figure 112016054779407-pat00027
를 구한다. 또한, 최종 채널 추정치
Figure 112016054779407-pat00028
를 계산해야 하는 데이터 부반송파에 대해, [수학식 2]와 [수학식 3]에 의해 k번째 데이터 부반송파의 m번째 데이터 심볼에 대한 초기 추정치
Figure 112016054779407-pat00029
를 구하고, 데이터부반송파의 채널 추정치 벡터
Figure 112016054779407-pat00030
를 열벡터로 다음 [수학식 4]와 같이 나타낸다.
[수학식 4]
Figure 112016054779407-pat00031
여기서,
Figure 112016054779407-pat00032
는 데이터 부반송파의 집합이다.
기준신호 및 가상 기준신호 채널 추정부(32)에서는 기준신호 부반송파 사이에 균일한 간격을 가지도록 가상 기준신호 부반송파들을 데이터 부반송파 중에서 선택하고, 기준신호와 가상 기준신호부 반송파로부터 초기채널 추정치를 구한다. 가상 기준신호의 부반송파의 수는 다양하게 변화 시킬 수 있으며, 기준신호 부반송파와 가상 기준신호 부반송파로부터 추정된 채널 추정치 벡터
Figure 112016054779407-pat00033
을 다음 [수학식 5]와 같이 나타낸다.
[수학식 5]
Figure 112016054779407-pat00034
여기서,
Figure 112016054779407-pat00035
와
Figure 112016054779407-pat00036
는 각각 기준신호 부반송파와 가상 기준신호 부반송파의 집합이다. 한 OFDM 심볼 내에서 존재하는 가상 기준신호 부반송파의 수는 4개, 12개, 그리고 최대 48개로 변화시킬 수 있다.
주파수영역 상관행렬 추정부(33)에서는 데이터 부반송파 초기 채널 추정기(31)에서 구한 수학식 4의 초기 추정치 벡터와 기준 신호 및 가상 기준 신호 채널 추정부(32)에서 구한 [수학식 5]의 기준신호 채널 추정치 벡터
Figure 112016054779407-pat00037
를 이용하여 다음 [수학식 6]과 [수학식 7]과 같이 상호 상관행렬
Figure 112016054779407-pat00038
과 기준신호 채널벡터에 대한 자기 상관 행렬
Figure 112016054779407-pat00039
을 각각 구한다.
[수학식 6]
Figure 112016054779407-pat00040
[수학식 7]
Figure 112016054779407-pat00041
여기서,
Figure 112016054779407-pat00042
는
Figure 112016054779407-pat00043
크기의 단위 행렬이다.
Figure 112016054779407-pat00044
는 심볼 당 기준신호수와 가상 기준신호의 수의 합을 나타낸다.
잡음 전력 추정부(34)에서는 널부반송파(null subcarrier)를 이용하여 잡음 전력
Figure 112016054779407-pat00045
을 추정한다.
주파수 영역 MMSE 기법 수행부(35)에서는 주파수영역 상관행렬 추정부(33)에서 구해진 상관 행렬들과 잡음 전력 추정부(34)에서 추정한 잡음 전력을 이용하여 다음 [수학식 8]과 같이 MMSE기법을 수행하여 최종 채널 추정벡터
Figure 112016054779407-pat00046
을 구한다.
[수학식 8]
Figure 112016054779407-pat00047
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 영역 MMSE 기법의 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 데이터 부반송파 초기채널추정기(31)에서 k번째 data 부반송파의 m번째 데이터 심볼에 대한 초기 추정치
Figure 112016054779407-pat00048
를 구하여, 이를 열벡터
Figure 112016054779407-pat00049
으로 나타낸다(S41).
이후, 기준 신호 및 가상 기준 신호 채널 추정부(32)에서 기준 신호와 가상 기준신호 부반송파에 대한 채널 추정치를 구하여, 기준신호 채널 추정치 벡터
Figure 112016054779407-pat00050
으로 나타낸다(S42).
이후, 주파수 영역 상관행렬 추정부(33)에서 초기 채널추정치에 대한 열벡터
Figure 112016054779407-pat00051
과 기준신호 채널 추정치 벡터
Figure 112016054779407-pat00052
에 대한 상호 상관 행렬
Figure 112016054779407-pat00053
그리고 채널 추정치 벡터
Figure 112016054779407-pat00054
에 대한 자기 상관 행렬
Figure 112016054779407-pat00055
를 구한다(S43).
이후, 잡음 전력 추정부(34)에서 m번째 수신심볼에 포함된 널 부반송파를 이용하여 잡음 전력 전력
Figure 112016054779407-pat00056
을 추정한다(S44).
마지막으로, 주파수 영역 MMSE 기법 수행부(35)에서 상호 상관 행렬
Figure 112016054779407-pat00057
자기 상관 행렬
Figure 112016054779407-pat00058
, 그리고 추정된 잡음 전력
Figure 112016054779407-pat00059
을 활용하여 최종 채널 추정치벡터
Figure 112016054779407-pat00060
과 그의 원소인
Figure 112016054779407-pat00061
를 계산한다(S45).
도 5와 도 6은 본 실시예에 따른 채널 추정 기법의 시뮬레이션 결과에 대한 도면이다.
도 5은 QPSK 변조와 convolutional 채널 코딩의코드율이 1/2인 경우, 도심환경 채널에서 송·수신기 사이의 상대속도가 60km인 환경에서 성능을 비교한 결과를 보여준다.
여기서, 제안하는 기법은 도 3의 실시예이며, 한 개의 패킷은 100개의 OFDM 심볼로 이루어져있다. 제안하는 기법은 높은 SNR에서 우수한 PER 성능을 나타내는 반면에, STA 기법은 SNR이 증가하더라도 PER이 감소하지 않는 error floor 현상을 보인다. 또한, 제안하는 기법은 가상 기준신호의 수가 증가함에 따라 전체 SNR구간에서 성능이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는 가상 기준신호의 수가 증가함에 따라 주파수 영역에서의 채널 추정 간격을 감소시킴으로써 채널 추정 기법의 정확도가 증가하기 때문이다.
도 6은 도 5와 같은 도심환경이며, 16QAM 변조와 convolutional 채널 코딩의코드율이 1/2인 경우에서의 성능을 비교한 결과를 보여준다. STA 기법은 SNR이 증가하더라도 10-1의 PER에 도달하지 못한다.반면에, 제안하는 기법은 4개의 가상 기준신호 만을 사용하더라도 높은 SNR에서 10- 1이하의 PER 성능을 보여준다. 따라서, 연산량이 많이 증가하지 않는 4개의 가상 기준신호를 사용하더라도, 기존 기법에 비해 전체 SNR 구간에서 성능이 상당히 개선됨을 보여준다.
따라서, 제안하는 채널 추정 기법은, 기준신호의 채널 추정치뿐만 아니라 가상 기준신호의 채널 추정치를 활용함으로써,채널 추정의 오차를 현저히 줄일 수 있다. 또한, 제안하는 방법은 필요 연산량을 상당히 감소시키면서 MMSE에 의한 성능 개선을 이룰 수 있다.
이상에서와 같이 바람직한 실시 형태들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 가상 기준신호 채널 추정부가 가상 기준신호 부반송파들을기준신호부반송파 사이에 있는 데이터 부반송파 중에서 선택하고, 기준신호와 가상 기준신호 부반송파로부터 초기 채널 추정치를 구하는 제1 단계;
    주파수영역 상관행렬 추정부가 기준신호 채널벡터의 자기 상관행렬과 데이터부반송파의 초기 추정 채널벡터와 기준신호 채널벡터간의 상호 상관행렬을 구하는 제2단계; 및
    MMSE 기법 수행부가구해진 상관 행렬들과 잡음 전력을 이용하여 주파수 영역에서 평균제곱오차를 최소화하도록 채널 추정값을최종 결정하는 제3단계;
    를 포함하고,
    상기 제2 단계는, 주파수영역 상관행렬 추정부가 데이터부반송파 초기 채널 추정기에서 구한 초기 추정치 벡터와 가상 기준 신호 채널 추정부에서 구한 기준신호 채널 추정치 벡터를 이용하여 상호 상관행렬을 추정하고, 가상 기준신호 채널 추정부에서 구한 기준신호 채널 추정치 벡터를 이용하여 자기상관행렬을 추정하는, 가상 기준신호를 사용한 주파수 영역 MMSE 채널 추정 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 단계는, 무선 채널의 주파수 선택적 페이딩 정도에 따라 선택되는 가상 기준신호 부반송파의 수를 결정하고, 기준신호와 가상 기준신호 부반송파로부터 초기 채널 추정치를 구하는, 가상 기준신호를 사용한 주파수 영역 MMSE 채널 추정 방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 단계는, 주파수 영역 MMSE 기법 수행부가 상호 상관행렬과 자기 상관행렬, 그리고 추정된 잡음 전력을 이용하여 채널 추정치 벡터를 최종 결정하는, 가상 기준신호를 사용한 주파수 영역 MMSE 채널 추정 방법.
  5. 가상 기준신호 부반송파들을기준신호부반송파 사이에 있는 데이터 부반송파 중에서 선택하고, 기준신호부반송파와가상 기준신호 부반송파로부터 초기 채널 추정치를 구하는 가상 기준신호 채널 추정기;
    기준신호 채널벡터의 자기 상관행렬과 데이터부반송파의 초기 추정 채널벡터와 기준신호 채널벡터간의 상호 상관행렬을 구하는 주파수영역 상관행렬 추정기;
    구해진 상관 행렬들과 잡음 전력을 이용하여 주파수 영역에서 평균제곱오차를 최소화하도록 채널 추정값을 최종 결정하는 MMSE 기법 수행기; 및
    데이터부반송파 초기 채널 추정기에서 구한 초기 추정치 벡터와 기준 신호 및 가상 기준 신호 채널 추정부에서 구한 기준신호 채널 추정치 벡터를 이용하여 상호 상관행렬을 추정하고, 가상 기준신호 채널 추정부에서 구한 기준신호 채널 추정치 벡터를 이용하여 자기상관행렬을 추정하는 주파수영역 상관행렬 추정기;
    를 포함하는 가상 기준신호를 사용한 주파수 영역 MMSE 채널 추정 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    무선 채널의 주파수 선택적 페이딩 정도에 따라 선택되는 가상 기준신호 부반송파의 수를 결정하고, 기준신호와 가상 기준신호 부반송파로부터 초기 채널 추정치를 구하는가상 기준신호 채널 추정기;
    를 더 포함하는 가상 기준신호를 사용한 주파수 영역 MMSE 채널 추정 시스템.
  7. 삭제
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 주파수 영역 MMSE 기법 수행기는,
    상호 상관행렬과 자기 상관행렬, 그리고 추정된 잡음 전력을 이용하여 최종 채널 추정치 벡터를 결정하는, 가상 기준신호를 사용한 주파수 영역 MMSE 채널 추정 시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077031A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 한국교통대학교산학협력단 V2x 통신을 위한 채널 추정 방법
KR102133126B1 (ko) * 2019-05-23 2020-07-10 한양대학교 산학협력단 주파수 추정 장치 및 방법
CN117040979A (zh) * 2023-10-09 2023-11-10 芯迈微半导体(上海)有限公司 一种信道估计方法及其处理装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077031A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 한국교통대학교산학협력단 V2x 통신을 위한 채널 추정 방법
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CN117040979A (zh) * 2023-10-09 2023-11-10 芯迈微半导体(上海)有限公司 一种信道估计方法及其处理装置
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