KR102029738B1 - Channel estimation apparatus and method - Google Patents

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Abstract

채널 추정 장치는 파일롯 심볼 추출부, 최소 자승 채널 추정부, 칼만 필터, 위너 필터를 포함한다. 파일롯 심볼 추출부는 복수의 주파수 도메인의 심볼로부터 복수의 파일롯 심볼을 추출한다. 최소 자승 채널 추정부는 복수의 추출된 파일롯 심볼을 복수의 레퍼런스 파일롯 심볼과 비교하여 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 생성한다. 칼만 필터는 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 칼만-필터링한다. 위너 필터는 복수의 칼만-필터링된 최소 자승 채널 주파수 응답을 위너-필터링한다.The channel estimating apparatus includes a pilot symbol extracting unit, a least squares channel estimating unit, a Kalman filter, and a Wiener filter. The pilot symbol extractor extracts a plurality of pilot symbols from the symbols of the plurality of frequency domains. The least square channel estimator compares the plurality of extracted pilot symbols with the plurality of reference pilot symbols to generate a plurality of least square channel frequency responses. Kalman filter Kalman-filters a plurality of least squares channel frequency responses. The winner filter filters the plurality of Kalman-filtered least squares channel frequency responses.

Description

채널 추정 장치 및 방법{CHANNEL ESTIMATION APPARATUS AND METHOD}Channel estimation apparatus and method {CHANNEL ESTIMATION APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 신호 수신 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 신호 수신 장치 내의 채널 추정 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based signal receiving apparatus and method. In particular, the present invention relates to a channel estimating apparatus in a signal receiving apparatus and a method therefor.

무선 통신 서비스의 패러다임이 음성 서비스 중심에서 멀티미디어 서비스 중심으로 전환됨에 따라 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 기술과 이를 이용한 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) 기술이 주목받게 되었다. 이 OFDM 방식은 주파수 대역의 활용도(Bandwidth-efficiency)가 높고, 다중 경로 페이딩(Multipath fading)에 강한 특성을 가지기 때문에 4세대 이동통신 시스템, 지상파 디지털 텔레비전(Digital TV), 무선랜(Wireless Local Area Network, WLAN) 등에서 채택되고 있다.As the paradigm of wireless communication service shifts from voice service center to multimedia service center, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) technology and Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) technology using it are noted. I got it. This OFDM method has high bandwidth-efficiency and strong characteristics for multipath fading, so it is a 4th generation mobile communication system, terrestrial digital television, and wireless local area network. , WLAN) and the like.

다음은 종래의 OFDM 방식의 신호 전송 장치와 종래의 OFDM 방식의 신호 수신 장치에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.Next, a conventional OFDM signal transmission device and a conventional OFDM signal reception device will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 종래의 OFDM 방식의 신호 전송 장치와 OFDM 방식의 신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a conventional OFDM signal transmission device and an OFDM signal reception device.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 OFDM 방식의 신호 전송 장치(10)는 디지털 변조부(11), 고속 푸리에 역변환부(Inverse Fast Fourier Transform 연산부, 이하 IFFT 연산부)(13), Cyclic Prefix 삽입부(이하 CP 삽입부)(15), 디지털-아날로그 변환부(Digital-to-Analog Converter, 이하 DAC)(16), 전송부(17), 전송 안테나(18)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the conventional OFDM signal transmission apparatus 10 includes a digital modulator 11, an Inverse Fast Fourier Transform calculator (IFFT calculator) 13, and a Cyclic Prefix Inserter ( CP Insertion Unit 15, Digital-to-Analog Converter (DAC) 16, Transmitter 17, and Transmit Antenna 18 are included.

디지털 변조부(11)는 채널에 전송하기 위한 이진 데이터인 데이터 심볼에 대해 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM, 64-QAM 등과 같은 디지털 변조를 수행하여 디지털 변조 심볼(digital-modulated symbol)을 생성한다. 디지털 변조부(11)는 심볼 매핑부(symbol mapping 부)라고 표현되기도 한다.The digital modulator 11 performs digital modulation such as binary phase shift keying (BPSK), quadrature amplitude modulation (QAM), 16-QAM, 64-QAM, and the like, on data symbols that are binary data for transmission on a channel. Create a digital-modulated symbol. The digital modulator 11 may also be referred to as a symbol mapping unit.

IFFT 연산부(13)는 디지털 변조부(11)가 출력하는 복수의 디지털 변조 심볼에 대해 IFFT를 수행하여 복수의 IFFT 심볼(inverse-fast-fourier-transformed symbol)을 생성한다.The IFFT calculator 13 performs IFFT on the plurality of digital modulation symbols output from the digital modulator 11 to generate a plurality of inverse-fast-fourier-transformed symbols.

CP 삽입부(15)는 IFFT 연산부(13)가 출력하는 복수의 IFFT 심볼의 앞 부분에 Cyclic Prefix라는 신호를 부가하여 CP가 삽입된 심볼 그룹을 생성한다. 여기서 Cyclic Prefix는 복수의 IFFT 심볼 중에서 뒷 부분 일부의 심볼들을 의미한다.The CP inserter 15 adds a signal called Cyclic Prefix to the front of the plurality of IFFT symbols output from the IFFT operator 13 to generate a symbol group into which the CP is inserted. Here, the Cyclic Prefix means symbols of the rear part of the plurality of IFFT symbols.

DAC(16)는 CP 삽입부(15)로부터 CP가 삽입된 심볼 그룹을 입력받아 아날로그로 변환하여 하나의 OFDM 심볼을 생성한다.The DAC 16 receives a symbol group into which the CP is inserted from the CP inserting unit 15 and converts the symbol group into analog to generate one OFDM symbol.

전송부(17)는 DAC(16)가 생성한 OFDM 심볼을 RF(Radio Frequency) 신호로 증폭 변환하여 전송 안테나(18)를 통해 채널에 전송한다.The transmitter 17 amplifies and converts an OFDM symbol generated by the DAC 16 into a radio frequency (RF) signal and transmits the converted OFDM symbol to a channel through the transmit antenna 18.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 OFDM 방식의 신호 수신 장치(20)는 수신 안테나(21), 수신부(22), 아날로그-디지털 변환부(Analog-to-Digital Converter, 이하 ADC)(23), Cyclic Prefix 제거부(이하 CP 제거부)(24), 고속 푸리에 변환부(Fast Fourier Transform 연산부, 이하 FFT 연산부)(26), 디지털 복조부(28)을 포함한다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the conventional OFDM signal receiving apparatus 20 includes a receiving antenna 21, a receiving unit 22, and an analog-to-digital converter (ADC) 23. ), A Cyclic Prefix remover 24 (hereinafter referred to as CP remover) 24, a Fast Fourier Transform calculator (FFT calculator) 26, and a digital demodulator 28.

수신부(22)는 수신 안테나(21)를 통해 채널로부터 OFDM 심볼을 수신한다.The receiver 22 receives an OFDM symbol from the channel through the reception antenna 21.

ADC(23)는 수신부(22)가 수신한 OFDM 심볼을 디지털로 변환하여 복수개의 디지털 심볼을 생성한다.The ADC 23 converts the OFDM symbols received by the receiver 22 into digital to generate a plurality of digital symbols.

CP 제거부(24)는 ADC(23)이 생성한 복수개의 디지털 심볼에서 Cyclic Prefix를 제거한다.The CP remover 24 removes the Cyclic Prefix from the plurality of digital symbols generated by the ADC 23.

FFT 연산부(26)는 CP 제거부(24)가 출력하는 복수의 심볼을 입력받아 고속 푸리에 변환을 수행하여 복수의 주파수 도메인 심볼을 생성한다.The FFT calculator 26 receives a plurality of symbols output from the CP remover 24 and performs fast Fourier transform to generate a plurality of frequency domain symbols.

디지털 복조부(28)는 FFT 연산부(26)가 출력하는 복수의 주파수 도메인 심볼에 대해 디지털 복조를 수행하여 바이너리 데이터 심볼을 생성한다.The digital demodulator 28 digitally demodulates a plurality of frequency domain symbols output from the FFT calculator 26 to generate binary data symbols.

한편, 신호 전송 장치가 전송한 OFDM 신호는 다중 경로를 거쳐 신호 수신 장치에 도달된다. 따라서, OFDM 신호는 왜곡되며, 신호 수신 장치는 이 왜곡의 정도를 측정하여 보상하여 줄 필요가 있다. 이러한 신호의 왜곡을 측정하는 것을 채널 추정이라고 하는데, 정확한 채널 추정을 위하여는 복잡한 채널 추정 과정이 요구된다.Meanwhile, the OFDM signal transmitted by the signal transmission device arrives at the signal reception device through a multipath. Therefore, the OFDM signal is distorted, and the signal receiving apparatus needs to measure and compensate for the degree of distortion. Measuring the distortion of such a signal is called channel estimation, and a complicated channel estimation process is required for accurate channel estimation.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복잡도를 낮추면서도 정확한 채널 추정을 통해 효과적으로 신호를 복조하기 위한 채널 추정 장치, 채널 추정 방법, 신호 수신 장치, 신호 수신 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a channel estimating apparatus, a channel estimating method, a signal receiving device, and a signal receiving method for effectively demodulating a signal through accurate channel estimation while reducing complexity.

본 발명의 일 실시예에 따른 채널 추정 장치는 복수의 주파수축 상의 심볼을 생성하는 푸리에 변환부; 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 칼만-필터링하여 상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 칼만 필터; 상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 이산 역 푸리에 변환하여 복수의 채널 임펄스 응답을 생성하는 이산 역 푸리에 변환부; 상기 복수의 채널 임펄스 응답과 소정의 개수의 널 심볼을 이산 푸리에 변환을 수행하여 상기 이산 푸리에 변환된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 이산 푸리에 변환부; 상기 이산 푸리에 변환된 복수의 채널 주파수 응답을 위너-필터링하는 위너 필터; 및 상기 위너-필터링된 복수의 채널 주파수 응답에 기초하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는 채널 보상부를 포함한다. 상기 칼만 필터는, 시점 n-1의 채널 주파수 응답의 측정값을 토대로 n 시점의 채널 주파수 응답의 추정값을 계산하고, 상기 계산된 추정값과 상기 시점 n의 측정값 사이의 오차를 이용하여 상기 시점 n의 추정값을 보정하여 보정값을 계산한다. 상기 채널 보상부는, 상기 보정값을 이용하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상한다.In accordance with an aspect of the present invention, a channel estimating apparatus includes: a Fourier transform unit generating symbols on a plurality of frequency axes; A Kalman filter for generating a Kalman-filtered plurality of channel frequency responses by Kalman-filtering a plurality of least squares channel frequency responses; A discrete inverse Fourier transform unit for generating a plurality of channel impulse responses by discrete inverse Fourier transforming the Kalman-filtered plurality of channel frequency responses; A discrete Fourier transform unit for generating a plurality of discrete Fourier transformed channel frequency responses by performing discrete Fourier transform on the plurality of channel impulse responses and a predetermined number of null symbols; A winner filter for winner-filtering the plurality of discrete Fourier transformed channel frequency responses; And a channel compensator for channel-compensating symbols on the plurality of frequency axes based on the winner-filtered plurality of channel frequency responses. The Kalman filter calculates an estimated value of the channel frequency response at time n based on the measured value of the channel frequency response at time n-1, and uses the error between the calculated estimate and the measured value of time n. Compute the correction value by correcting the estimated value of. The channel compensator channel-compensates the symbols on the plurality of frequency axes using the correction value.

채널 추정 장치 복수의 주파수 도메인의 심볼로부터 복수의 파일롯 심볼을 추출하는 파일롯 심볼 추출부; 및 상기 추출된 복수의 파일롯 심볼을 복수의 레퍼런스 파일롯 심볼과 비교하여 상기 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 생성하는 최소 자승 채널 추정부를 더 포함할 수 있다.A channel estimating apparatus; a pilot symbol extracting unit extracting a plurality of pilot symbols from symbols of a plurality of frequency domains; And a least square channel estimator configured to generate the plurality of least square channel frequency responses by comparing the extracted plurality of pilot symbols with a plurality of reference pilot symbols.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 채널 추정 방법은 복수의 주파수축 상의 심볼을 생성하는 단계; 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 칼만-필터링하여 상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 단계; 상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 이산 역 푸리에 변환하여 복수의 채널 임펄스 응답을 생성하는 단계; 상기 복수의 채널 임펄스 응답과 소정의 개수의 널 심볼을 이산 푸리에 변환을 수행하여 상기 이산 푸리에 변환된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 단계; 상기 이산 푸리에 변환된 복수의 채널 주파수 응답을 위너-필터링하는 단계; 및 상기 위너-필터링된 복수의 채널 주파수 응답에 기초하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는 단계를 포함한다. 상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 단계는, 시점 n-1의 채널 주파수 응답의 측정값을 토대로 n 시점의 채널 주파수 응답의 추정값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 추정값과 상기 시점 n의 측정값 사이의 오차를 이용하여 상기 시점 n의 추정값을 보정하여 보정값을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는 단계는, 상기 보정값을 이용하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는 단계를 포함한다.A channel estimation method according to another embodiment of the present invention includes the steps of generating symbols on a plurality of frequency axes; Kalman-filtering a plurality of least squares channel frequency responses to produce the Kalman-filtered plurality of channel frequency responses; Generating a plurality of channel impulse responses by discrete inverse Fourier transforming the Kalman-filtered plurality of channel frequency responses; Generating a discrete Fourier transformed channel frequency response by performing discrete Fourier transform on the plurality of channel impulse responses and a predetermined number of null symbols; Winner-filtering the discrete Fourier transformed plurality of channel frequency responses; And channel-compensating the symbols on the plurality of frequency axes based on the winner-filtered plurality of channel frequency responses. The generating of the Kalman-filtered plurality of channel frequency responses comprises: calculating an estimated value of the channel frequency response at time n based on the measured value of the channel frequency response at time n-1; And calculating a correction value by correcting the estimated value of the viewpoint n using the error between the calculated estimated value and the measured value of the viewpoint n. Channel-compensating the symbols on the plurality of frequency axes comprises channel-compensating the symbols on the plurality of frequency axes using the correction value.

채널 추정 방법은 복수의 주파수 도메인의 심볼로부터 복수의 파일롯 심볼을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 복수의 파일롯 심볼을 복수의 레퍼런스 파일롯 심볼과 비교하여 상기 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The channel estimation method includes extracting a plurality of pilot symbols from a plurality of symbols in a frequency domain; And comparing the extracted plurality of pilot symbols with a plurality of reference pilot symbols to generate the plurality of least square channel frequency responses.

본 발명의 실시예에 따른 신호 수신 장치는 낮은 복잡도를 유지하면서도정확한 채널 추정을 통해 효과적으로 신호를 복조할 수 있다.The signal receiving apparatus according to the embodiment of the present invention can effectively demodulate a signal through accurate channel estimation while maintaining low complexity.

도 1은 종래의 OFDM 방식의 신호 전송 장치와 OFDM 방식의 신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 방식의 신호 수신 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 채널 추정부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 신호 수신 방법의 흐름도이다.
도 5는 최대 도플러 주파수가 5Hz인 Rayleigh EPA 채널에서의 다양한 채널 추정 방법에 따른 비트 에러율(bit error rate, BER) 성능을 보여주는 그래프이다.
도 6는 최대 도플러 주파수가 70Hz인 Rayleigh EVA 채널에서의 다양한 채널
도 7는 최대 도플러 주파수가 300Hz인 Rayleigh ETU 채널에서의 다양한 채널 추정 방법에 따른 BER 성능을 보여주는 그래프이다.
1 is a block diagram illustrating a conventional OFDM signal transmission device and an OFDM signal reception device.
2 is a block diagram of an OFDM signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a channel estimator according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a signal receiving method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing bit error rate (BER) performance according to various channel estimation methods in a Rayleigh EPA channel having a maximum Doppler frequency of 5 Hz.
6 shows various channels in a Rayleigh EVA channel with a maximum Doppler frequency of 70 Hz.
7 is a graph showing BER performance according to various channel estimation methods in a Rayleigh ETU channel having a maximum Doppler frequency of 300 Hz.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 방식의 신호 수신 장치(100)를 설명한다.Hereinafter, an OFDM signal receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 방식의 신호 수신 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of an OFDM signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 방식의 신호 수신 장치(100)는 수신 안테나(110), 수신부(120), ADC(130), CP 제거부(140), FFT 연산부(160), 채널 추정부(180), 채널 보상부(190), 디지털 복조부(195)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the OFDM signal receiving apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes a receiving antenna 110, a receiving unit 120, an ADC 130, a CP removing unit 140, and an FFT calculating unit. 160, a channel estimator 180, a channel compensator 190, and a digital demodulator 195.

수신부(120)는 수신 안테나(110)를 통해 채널로부터 OFDM 심볼을 수신한다.The receiver 120 receives an OFDM symbol from a channel through the reception antenna 110.

ADC(130)는 수신부(120)가 수신한 OFDM 심볼을 디지털로 변환하여 복수개의 디지털 심볼을 생성한다.The ADC 130 converts the OFDM symbols received by the receiver 120 into digital to generate a plurality of digital symbols.

CP 제거부(140)는 ADC(130)이 생성한 복수개의 디지털 심볼에서 Cyclic Prefix를 제거한다.The CP remover 140 removes the cyclic prefix from the plurality of digital symbols generated by the ADC 130.

FFT 연산부(160)는 CP 제거부(140)가 출력하는 복수의 CP-제거된 심볼(CP-removed symbol)을 입력받아 고속 푸리에 변환을 수행하여 복수개의 주파수축 상의 심볼을 생성한다.The FFT calculator 160 receives a plurality of CP-removed symbols output from the CP remover 140 and performs fast Fourier transform to generate symbols on a plurality of frequency axes.

채널 추정부(180)는 복수의 CP 제거된 심볼에 기초하여 채널을 추정한다.The channel estimator 180 estimates a channel based on the plurality of CP removed symbols.

채널 보상부(190)는 추정된 채널에 기초하여 CP 제거부(140)가 출력하는 복수의 CP 제거된 심볼에 대해 채널 보상을 수행하여 복수의 채널-보상된 심볼(channel-compensated symbol)을 생성한다.The channel compensator 190 generates a plurality of channel-compensated symbols by performing channel compensation on the plurality of CP-removed symbols output from the CP remover 140 based on the estimated channel. do.

디지털 복조부(195)는 채널 보상부(180)가 출력하는 복수의 채널-보상된 심볼에 대해 디지털 복조를 수행하여 최종 데이터 심볼을 생성한다.The digital demodulator 195 generates final data symbols by performing digital demodulation on the plurality of channel-compensated symbols output from the channel compensator 180.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 채널 추정부의 블록도이다.3 is a block diagram of a channel estimator according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 채널 추정부(180)는 파일롯 심볼 추출부(181), 최소 자승 채널 추정부(182), 칼만 필터(183), IDFT 연산부(184), DFT 연산부(185), 위너 필터(186), 보간부(interpolator)(187)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the channel estimator 180 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a pilot symbol extractor 181, a least square channel estimator 182, a Kalman filter 183, and an IDFT calculator 184. , A DFT calculator 185, a Wiener filter 186, and an interpolator 187.

수신부(120)는 수신 안테나(110)를 통해 채널로부터 OFDM 심볼을 수신한다.The receiver 120 receives an OFDM symbol from a channel through the reception antenna 110.

ADC(130)는 수신된 OFDM 심볼을 디지털로 변환하여 복수개의 디지털 심볼을 생성한다.The ADC 130 converts the received OFDM symbol into digital to generate a plurality of digital symbols.

CP 제거부(140)는 복수개의 디지털 심볼에서 Cyclic Prefix를 제거한다.The CP remover 140 removes the Cyclic Prefix from the plurality of digital symbols.

FFT 연산부(160)는 복수의 CP-제거된 심볼(CP-removed symbol)을 입력받아 고속 푸리에 변환을 수행하여 복수개의 주파수축 상의 심볼을 생성한다.The FFT calculator 160 receives a plurality of CP-removed symbols and performs fast Fourier transform to generate symbols on a plurality of frequency axes.

파일롯 심볼 추출부(181)는 FFT 연산부(160)가 출력하는 복수개의 주파수축 상의 심볼로부터 복수의 파일롯 심볼을 추출한다.The pilot symbol extractor 181 extracts a plurality of pilot symbols from the symbols on the plurality of frequency axes output by the FFT calculator 160.

최소 자승 채널 추정부(182)는 복수의 추출된 파일롯 심볼을 복수의 레퍼런스 파일롯 심볼과 비교하여 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 생성한다. The least square channel estimator 182 generates a plurality of least square channel frequency responses by comparing the plurality of extracted pilot symbols with the plurality of reference pilot symbols.

칼만 필터(183)는 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 칼만 필터링하여 복수의 칼만-필터링된 채널 주파수 응답을 생성한다. Kalman filter 183 generates Kalman-filtered channel frequency responses by Kalman filtering the plurality of least squares channel frequency responses.

IDFT 연산부(184)는 복수의 칼만 필터링된 채널 주파수 응답을 가지고 IDFT를 수행하여 복수의 채널 임펄스 응답을 생성한다.The IDFT operator 184 generates IDs by performing IDFT with a plurality of Kalman filtered channel frequency responses.

DFT 연산부(185)는 IDFT 연산부(184)가 출력하는 복수의 채널 임펄스 응답과 소정의 개수의 널 심볼(null symbol)을 가지고 DFT를 수행하여 복수의 채널 주파수 응답을 생성한다.The DFT operator 185 generates a plurality of channel frequency responses by performing a DFT with a plurality of channel impulse responses output from the IDFT operator 184 and a predetermined number of null symbols.

위너 필터(186)는 DFT 연산부(185)가 출력하는 복수의 채널 주파수 응답을 위너 필터링하여 복수의 위너-필터링된 채널 주파수 응답(HWF)을 생성한다.The winner filter 186 generates a plurality of winner-filtered channel frequency responses H WF by Wiener filtering the plurality of channel frequency responses output by the DFT calculator 185.

보간부(187)는 복수의 위너-필터링된 채널 주파수 응답을 보간하여 전체 부반송파를 위한 복수의 보간된 채널 주파수 응답을 생성한다.The interpolator 187 interpolates the plurality of Wiener-filtered channel frequency responses to generate a plurality of interpolated channel frequency responses for the entire subcarrier.

채널 보상부(180)는 추정된 채널에 기초하여 CP 제거부(140)가 출력하는 복수의 CP 제거된 심볼을 채널-보상하여 복수의 채널-보상된 심볼(channel-compensated symbol)을 생성한다.The channel compensator 180 generates a plurality of channel-compensated symbols by channel-compensating a plurality of CP-removed symbols output by the CP remover 140 based on the estimated channel.

디지털 복조부(190)는 채널 보상부(180)가 출력하는 복수의 채널-보상된 심볼에 대해 디지털 복조를 수행하여 바이너리 데이터 심볼을 생성한다.The digital demodulator 190 generates binary data symbols by performing digital demodulation on the plurality of channel-compensated symbols output from the channel compensator 180.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 신호 수신 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a signal receiving method according to an embodiment of the present invention.

수신부(120)는 수신 안테나(110)를 통해 채널로부터 OFDM 심볼을 수신한다(S101).The receiver 120 receives an OFDM symbol from a channel through the reception antenna 110 (S101).

ADC(130)는 수신된 OFDM 심볼을 디지털로 변환하여 복수개의 디지털 심볼을 생성한다(S103).The ADC 130 converts the received OFDM symbol into digital to generate a plurality of digital symbols (S103).

CP 제거부(140)는 복수개의 디지털 심볼에서 Cyclic Prefix를 제거한다(S105).The CP remover 140 removes the Cyclic Prefix from the plurality of digital symbols (S105).

FFT 연산부(160)는 복수의 CP-제거된 심볼(CP-removed symbol)을 입력받아 고속 푸리에 변환을 수행하여 복수개의 주파수축 상의 심볼을 생성한다(S107).The FFT calculator 160 receives a plurality of CP-removed symbols and performs fast Fourier transform to generate symbols on a plurality of frequency axes (S107).

파일롯 심볼 추출부(181)는 FFT 연산부(160)가 시점 n에서 출력하는 복수개의 주파수축 상의 심볼로부터 복수의 파일롯 심볼(yn(1), yn(2), .., yn(L))을 추출한다(S109). L은 파일롯 심볼의 개수를 나타낸다.The pilot symbol extracting unit 181 may include a plurality of pilot symbols (y n (1), y n (2), .., y n (L) from symbols on the plurality of frequency axes output by the FFT calculating unit 160 at time n. )) Is extracted (S109). L represents the number of pilot symbols.

최소 자승 채널 추정부(182)는 복수의 추출된 파일롯 심볼을 복수의 레퍼런스 파일롯 심볼(xn(1), xn(2), .., xn(L))과 비교하여 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 생성한다(S111). 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답은 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The least square channel estimator 182 compares the plurality of extracted pilot symbols with a plurality of reference pilot symbols (x n (1), x n (2), .., x n (L)) to determine a plurality of least squares. Generate a channel frequency response (S111). The plurality of least squares channel frequency responses may be expressed by Equation 1 below.

Figure 112012039685402-pat00001
Figure 112012039685402-pat00001

칼만 필터(183)는 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 칼만 필터링하여 복수의 칼만-필터링된 채널 주파수 응답을 생성한다(S113). 이하에서는 수학식을 사용하여 칼만 필터(183)의 예를 설명한다.The Kalman filter 183 generates Kalman-filtered channel frequency responses by Kalman filtering the plurality of least squares channel frequency responses (S113). Hereinafter, an example of the Kalman filter 183 will be described using an equation.

먼저, 칼만 필터(183)는 시점 n-1의 채널 주파수 응답의 측정값을 토대로 하는 n 시점의 채널 주파수 응답의 상태 추정값을 예측한다. 칼만 필터(183)는 수학식 2와 같이 연역적으로 상태 추정값을 계산할 수 있다.First, the Kalman filter 183 predicts the state estimation value of the channel frequency response at time n based on the measured value of the channel frequency response at time n-1. The Kalman filter 183 may deductively calculate a state estimate as shown in Equation 2.

Figure 112012039685402-pat00002
Figure 112012039685402-pat00002

수학식 2에서, Fn은 시점 n 에서 시점 n-1의 상태에 기반한 상태 천이 행렬을 나타내고, Fn = aI일 수 있다. a는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.In Equation 2, Fn represents a state transition matrix based on the state of time n-1 at time n, and Fn = aI. a may be expressed as in Equation 3.

Figure 112012039685402-pat00003
Figure 112012039685402-pat00003

수학식 3에서 J0()는 제1종 베셀 함수이고, fDTS는 정규 도플러 주파수 있다.In Equation 3, J 0 () is a Bessel function of the first kind, and f D T S has a normal Doppler frequency.

한편, 수학식 2에서,

Figure 112012039685402-pat00004
은 수학식 4와 같은 공분산 행렬 Qn를 가지는 다변수 정규 분포 잡음 변수이다.In Equation 2,
Figure 112012039685402-pat00004
Is a multivariate normal distribution noise variable having a covariance matrix Qn as shown in Equation 4.

Figure 112012039685402-pat00005
Figure 112012039685402-pat00005

수학식 4에서,

Figure 112012039685402-pat00006
는 채널의 전력 지연 값이다.In Equation 4,
Figure 112012039685402-pat00006
Is the power delay value of the channel.

계속하여, 칼만 필터(183)는 시점 n-1의 파일롯 심볼의 측정값을 토대로 하는 시점 n의 상태 공분산 행렬의 추정값(Pn|n-1)을 예측한다. 칼만 필터(183)는 수학식 5와 같이 연역적으로 상태 공분산 행렬의 추정값(Pn|n-1)을 계산할 수 있다.The Kalman filter 183 then predicts the estimated value P n | n-1 of the state covariance matrix at time n based on the measured value of the pilot symbol at time n-1 . The Kalman filter 183 may deduce the estimated value P n | n−1 of the state covariance matrix as shown in Equation 5 below.

Figure 112012039685402-pat00007
Figure 112012039685402-pat00007

이후, 칼만 필터(183)는 시점 n에서의 예측 값과 시점 n에서의 측정값 간의 오차를 이용하여 시점 n에서의 예측 값을 귀납적으로 수정한다.The Kalman filter 183 then inductively corrects the predicted value at time n using the error between the predicted value at time n and the measured value at time n.

한편, 시점 n에서 수신 심볼은 아래의 수학식 6과 같이 선형 회귀 모형으로 표현될 수 있다.Meanwhile, at time point n, the received symbol may be represented by a linear regression model as shown in Equation 6 below.

Figure 112012039685402-pat00008
Figure 112012039685402-pat00008

따라서, 칼만 필터(183)는 아래의 수학식 7과 같이 시점 n에서의 오차(en)를 구할 수 있다.Accordingly, the Kalman filter 183 can obtain an error e n at the time point n as shown in Equation 7 below.

Figure 112012039685402-pat00009
Figure 112012039685402-pat00009

수학식 7에서,

Figure 112012039685402-pat00010
는 시점 n에서의 파일롯 심볼의 측정값 벡터이고, Xn은 레퍼런스 파일롯 심볼의 벡터이며,
Figure 112012039685402-pat00011
는 시점 n에서의 파일롯 심볼의 예측값 벡터이다.In Equation 7,
Figure 112012039685402-pat00010
Is a vector of measurements of the pilot symbols at time point n, Xn is a vector of reference pilot symbols,
Figure 112012039685402-pat00011
Is a predictive vector of pilot symbols at time point n.

한편, 칼만 필터(183)는 아래의 수학식 8에서와 같이 최적 칼만 게인을 구한다.Meanwhile, the Kalman filter 183 calculates an optimal Kalman gain as shown in Equation 8 below.

Figure 112012039685402-pat00012
Figure 112012039685402-pat00012

수학식 8에서, rn는 수학식 9과 같다.In equation (8), r n is equal to equation (9).

Figure 112012039685402-pat00013
Figure 112012039685402-pat00013

이후, 칼만 필터(183)는 아래의 수학식 10에서와 같이 시점 n의 채널의 추정값(

Figure 112012039685402-pat00014
)을 귀납적으로 보정하여 보정 값(
Figure 112012039685402-pat00015
)을 구한다. 칼만 필터(183)는 이 보정값을 출력한다.Thereafter, the Kalman filter 183 calculates an estimated value of the channel at time point n as shown in Equation 10 below.
Figure 112012039685402-pat00014
) Inductively compensates for correction values (
Figure 112012039685402-pat00015
) The Kalman filter 183 outputs this correction value.

Figure 112012039685402-pat00016
Figure 112012039685402-pat00016

칼만 필터(183)는 아래의 수학식 11에서와 같이 시점 n의 상태 공분산 행렬의 추정값(Pn|n-1)을 귀납적으로 보정하여 보정값(Pn|n)을 구한다.The Kalman filter 183 inductively corrects the estimated value P n | n−1 of the state covariance matrix at time point n as shown in Equation 11 below to obtain a correction value P n | n .

Figure 112012039685402-pat00017
Figure 112012039685402-pat00017

IDFT 연산부(184)는 복수의 칼만 필터링된 채널 주파수 응답을 가지고 IDFT를 수행하여 복수의 채널 임펄스 응답을 생성한다(S115).The IDFT operator 184 generates IDs by performing IDFT with a plurality of Kalman filtered channel frequency responses (S115).

DFT 연산부(185)는 IDFT 연산부(184)가 출력하는 복수의 채널 임펄스 응답과 소정의 개수의 널 심볼(null symbol)을 가지고 DFT를 수행하여 복수의 채널 주파수 응답을 생성한다(S117). 이로써, L 보다 큰 인덱스를 가진 탭이 제거될 수 있다.The DFT operator 185 generates a plurality of channel frequency responses by performing a DFT with a plurality of channel impulse responses output from the IDFT operator 184 and a predetermined number of null symbols (S117). As a result, tabs having an index larger than L may be eliminated.

위너 필터(186)는 DFT 연산부(185)가 출력하는 복수의 채널 주파수 응답을 위너 필터링하여 복수의 위너-필터링된 채널 주파수 응답(HWF)을 생성한다(S119).The winner filter 186 generates a plurality of winner-filtered channel frequency responses H WF by Wiener filtering the plurality of channel frequency responses output by the DFT calculator 185 (S119).

일 실시예에서, 위너 필터(186)는 수학식 12와 같이 1차원으로 위너 필터링하여 복수의 위너-필터링된 채널 주파수 응답(HWF)을 생성할 수 있다.In one embodiment, the Wiener filter 186 may generate a plurality of Wiener-filtered channel frequency responses (H WF ) by Wiener filtering in one dimension as shown in Equation (12).

Figure 112012039685402-pat00018
Figure 112012039685402-pat00018

수학식 12에서, Rhp는 한 OFDM 심볼 내의 모든 부반송파 및 그 OFDM 심볼 내의 참조 신호를 가진 부반송파 간의 상호상관 행렬을 나타내고, Rhh는 한 OFDM 심볼 내의 참조 신호를 가진 부반송파의 자기 상관 행렬을 나타낸다.In Equation 12, R hp represents a cross-correlation matrix between all subcarriers in one OFDM symbol and subcarriers having a reference signal in the OFDM symbol, and R hh represents an autocorrelation matrix of subcarriers having a reference signal in one OFDM symbol.

또 다른 실시예에서, 위너 필터(186)는 수학식 13 및 수학식 14와 같이 2차원으로 위너 필터링하여 복수의 위너-필터링된 채널 주파수 응답(HWF)을 생성할 수 있다.In yet another embodiment, the Wiener filter 186 may generate Wiener-filtered channel frequency responses H WF by Wiener filtering in two dimensions, as shown in Equations 13 and 14.

Figure 112012039685402-pat00019
Figure 112012039685402-pat00019

Figure 112012039685402-pat00020
Figure 112012039685402-pat00020

수학식 13에서, Rhp f는 주파수 도메인에서의 한 OFDM 심볼 내의 모든 부반송파 및 그 OFDM 심볼 내의 참조 신호를 가진 부반송파 간의 상호상관 행렬을 나타내고, Rhh f는 주파수 도메인에서의 한 OFDM 심볼 내의 참조 신호를 가진 부반송파의 자기 상관 행렬을 나타내며, HWF f는 주파수 도메인에서의 복수의 위너-필터링된 채널 주파수 응답을 나타낸다.In Equation 13, R hp f represents a cross-correlation matrix between all subcarriers in one OFDM symbol in the frequency domain and subcarriers with reference signals in the OFDM symbol, and R hh f represents a reference signal in one OFDM symbol in the frequency domain Denotes an autocorrelation matrix of subcarriers with < RTI ID = 0.0 > H WF f < / RTI >

수학식 14에서, Rhp t는 시간 도메인에서의 한 OFDM 심볼 내의 모든 부반송파 및 그 OFDM 심볼 내의 참조 신호를 가진 부반송파 간의 상호상관 행렬을 나타내고, Rhh t는 시간 도메인에서의 한 OFDM 심볼 내의 참조 신호를 가진 부반송파의 자기 상관 행렬을 나타내며, HWF는 복수의 위너-필터링된 채널 주파수 응답을 나타낸다.In Equation 14, R hp t represents a cross-correlation matrix between all subcarriers in one OFDM symbol in the time domain and subcarriers with reference signals in the OFDM symbol, and R hh t is a reference signal in one OFDM symbol in the time domain. Denotes an autocorrelation matrix of subcarriers with H HF denotes a plurality of Wiener-filtered channel frequency responses.

보간부(187)는 복수의 위너-필터링된 채널 주파수 응답을 보간하여 전체 부반송파를 위한 복수의 보간된 채널 주파수 응답을 생성한다(S121). 특히, 보간부(187)는 부주파수 축과 시간축에서 보간하여 복수의 보간된 채널 주파수 응답을 생성할 수 있다.The interpolator 187 interpolates the plurality of Wiener-filtered channel frequency responses to generate a plurality of interpolated channel frequency responses for all subcarriers (S121). In particular, the interpolator 187 may generate a plurality of interpolated channel frequency responses by interpolating on the sub-frequency axis and the time axis.

채널 보상부(180)는 추정된 채널에 기초하여 CP 제거부(140)가 출력하는 복수의 CP 제거된 심볼을 채널-보상하여 복수의 채널-보상된 심볼(channel-compensated symbol)을 생성한다(S123).The channel compensator 180 generates a plurality of channel-compensated symbols by channel-compensating the plurality of CP-removed symbols output from the CP remover 140 based on the estimated channel ( S123).

디지털 복조부(190)는 채널 보상부(180)가 출력하는 복수의 채널-보상된 심볼에 대해 디지털 복조를 수행하여 최종 데이터 심볼을 생성한다(S125).The digital demodulator 190 generates final data symbols by performing digital demodulation on the plurality of channel-compensated symbols output from the channel compensator 180 (S125).

다음은 도 5 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 채널 추정 장치의 성능을 설명한다.Next, the performance of the channel estimation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5는 최대 도플러 주파수가 5Hz인 Rayleigh EPA 채널에서의 다양한 채널 추정 방법에 따른 비트 에러율(bit error rate, BER) 성능을 보여주는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing bit error rate (BER) performance according to various channel estimation methods in a Rayleigh EPA channel having a maximum Doppler frequency of 5 Hz.

특히, 도 5의 그래프는 아래의 표 1에서의 파라미터 환경에서 측정되었다.In particular, the graph of FIG. 5 was measured in the parameter environment in Table 1 below.

BandwidthBandwidth 20 MHz20 MHz Sample frequencySample frequency 30.72 MHz30.72 MHz Subframe durationSubframe duration 1 ms1 ms Subccarier spacingSubccarier spacing 15 kHz15 kHz FFT sizeFFT size 20482048 Occupied subcarriersOccupied subcarriers 1200 + DC subcarrier = 12011200 + DC subcarrier = 1201 No. subcarriers / RBNo. subcarriers / RB 1212 No. of RB's/subframeNo. of RB's / subframe 100100 CP size (samples)CP size (samples) 512 (extended CP)512 (extended CP) No. of OFDM symbols / subframeNo. of OFDM symbols / subframe 12 (extended CP)12 (extended CP) No. of reference signals per RBNo. of reference signals per RB 88 Modulation schemeModulation scheme QPSKQPSK NoiseNoise AWGNAWGN No. of antennasNo. of antennas 1x11x1 Channel estimation techniquesChannel estimation techniques LS with linear interpolation, MMSE, Wiener Filter, Creative CELS with linear interpolation, MMSE, Wiener Filter, Creative CE Channel modelsChannel models 3GPP LTE extended channel models: EPA, EVA, ETU3GPP LTE extended channel models: EPA, EVA, ETU

도 5에 도시된 바와 같이, 최대 도플러 주파수가 5Hz인 Rayleigh EPA 채널에서는, 본 발명의 실시예의 BER 성능은 LS의 BER 성능보다 좋고, MMSE, WF의 BER 성능과는 유사하다.As shown in Fig. 5, in a Rayleigh EPA channel having a maximum Doppler frequency of 5 Hz, the BER performance of the embodiment of the present invention is better than the BER performance of LS, and is similar to the BER performance of MMSE and WF.

도 6는 최대 도플러 주파수가 70Hz인 Rayleigh EVA 채널에서의 다양한 채널 추정 방법에 따른 BER 성능을 보여주는 그래프이다.6 is a graph showing BER performance according to various channel estimation methods in a Rayleigh EVA channel having a maximum Doppler frequency of 70 Hz.

도 6에 도시된 바와 같이, 최대 도플러 주파수가 70Hz인 Rayleigh EVA 채널에서는 본 발명의 실시예의 BER 성능은 LS, MMSE의 BER 성능보다 좋고, WF의 BER 성능과는 유사하다.As shown in FIG. 6, in the Rayleigh EVA channel having a maximum Doppler frequency of 70 Hz, the BER performance of the embodiment of the present invention is better than that of LS and MMSE, and is similar to the BER performance of WF.

도 7는 최대 도플러 주파수가 300Hz인 Rayleigh ETU 채널에서의 다양한 채널 추정 방법에 따른 BER 성능을 보여주는 그래프이다.7 is a graph showing BER performance according to various channel estimation methods in a Rayleigh ETU channel having a maximum Doppler frequency of 300 Hz.

도 7에 도시된 바와 같이, 최대 도플러 주파수가 300Hz인 Rayleigh ETU 채널에서는 본 발명의 실시예의 BER 성능은 LS, MMSE, WF의 BER 성능보다 좋다.As shown in FIG. 7, in the Rayleigh ETU channel having the maximum Doppler frequency of 300 Hz, the BER performance of the embodiment of the present invention is better than that of the LS, MMSE, and WF.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made based on the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may not have been exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

Claims (15)

복수의 주파수축 상의 심볼을 생성하는 푸리에 변환부;
복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 칼만-필터링하여 상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 칼만 필터;
상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 이산 역 푸리에 변환하여 복수의 채널 임펄스 응답을 생성하는 이산 역 푸리에 변환부;
상기 복수의 채널 임펄스 응답과 소정의 개수의 널 심볼을 이산 푸리에 변환을 수행하여 상기 이산 푸리에 변환된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 이산 푸리에 변환부;
상기 이산 푸리에 변환된 복수의 채널 주파수 응답을 위너-필터링하는 위너 필터; 및
상기 위너-필터링된 복수의 채널 주파수 응답에 기초하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는 채널 보상부
를 포함하고,
상기 칼만 필터는,
시점 n-1의 채널 주파수 응답의 측정값을 토대로 n 시점의 채널 주파수 응답의 추정값을 계산하고,
상기 계산된 추정값과 상기 시점 n의 측정값 사이의 오차를 이용하여 상기 시점 n의 추정값을 보정하여 보정값을 계산하고,
상기 채널 보상부는,
상기 보정값을 이용하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는
채널 추정 장치.
Fourier transform unit for generating a plurality of symbols on the frequency axis;
A Kalman filter for generating a Kalman-filtered plurality of channel frequency responses by Kalman-filtering a plurality of least squares channel frequency responses;
A discrete inverse Fourier transform unit for generating a plurality of channel impulse responses by discrete inverse Fourier transforming the Kalman-filtered plurality of channel frequency responses;
A discrete Fourier transform unit for generating a plurality of discrete Fourier transformed channel frequency responses by performing discrete Fourier transform on the plurality of channel impulse responses and a predetermined number of null symbols;
A winner filter for winner-filtering the plurality of discrete Fourier transformed channel frequency responses; And
A channel compensator for channel-compensating symbols on the plurality of frequency axes based on the winner-filtered plurality of channel frequency responses
Including,
The Kalman filter,
Calculate an estimated value of the channel frequency response at time n based on the measurement of the channel frequency response at time n-1,
Calculates a correction value by correcting the estimated value of the time point n using the error between the calculated estimated value and the measured value of the time point n,
The channel compensator,
Channel-compensating symbols on the plurality of frequency axes using the correction value.
Channel estimation device.
제1항에 있어서,
복수의 주파수 도메인의 심볼로부터 복수의 파일롯 심볼을 추출하는 파일롯 심볼 추출부; 및
상기 추출된 복수의 파일롯 심볼을 복수의 레퍼런스 파일롯 심볼과 비교하여 상기 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 생성하는 최소 자승 채널 추정부를 더 포함하는
채널 추정 장치.
The method of claim 1,
A pilot symbol extracting unit for extracting a plurality of pilot symbols from a plurality of symbols of frequency domains; And
And a least square channel estimator for generating the plurality of least square channel frequency responses by comparing the extracted plurality of pilot symbols with a plurality of reference pilot symbols.
Channel estimation device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 위너-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 보간하여 상기 보간된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 보간부를 더 포함하는
채널 추정 장치.
The method of claim 1,
And an interpolator configured to generate the interpolated plurality of channel frequency responses by interpolating the winner-filtered plurality of channel frequency responses.
Channel estimation device.
제4항에 있어서,
복수개의 디지털 심볼에서 Cyclic Prefix를 제거하는 CP 제거부를 더 포함하고,
상기 푸리에 변환부는,
상기 CP-제거된 복수의 심볼을 고속 푸리에 변환을 수행하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 생성하는
채널 추정 장치.
The method of claim 4, wherein
Further comprising a CP removal unit for removing the Cyclic Prefix from the plurality of digital symbols,
The Fourier transform unit,
Generating a symbol on the plurality of frequency axes by performing fast Fourier transform on the plurality of CP-removed symbols
Channel estimation device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 채널-보상된 복수의 심볼에 대해 디지털 복조를 수행하여 바이너리 데이터 심볼을 생성하는 디지털 복조부를 더 포함하는
채널 추정 장치.
The method of claim 1,
And a digital demodulator for digitally demodulating the plurality of channel-compensated symbols to generate binary data symbols.
Channel estimation device.
제5항에 있어서,
수신 안테나를 통해 채널로부터 OFDM 심볼을 수신하는 수신부;
상기 OFDM 심볼을 상기 복수의 디지털 심볼로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 더 포함하는
채널 추정 장치.
The method of claim 5,
A receiving unit for receiving an OFDM symbol from a channel through a receiving antenna;
Further comprising an analog-to-digital converter for converting the OFDM symbol into the plurality of digital symbols
Channel estimation device.
복수의 주파수축 상의 심볼을 생성하는 단계;
복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 칼만-필터링하여 상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 단계;
상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 이산 역 푸리에 변환하여 복수의 채널 임펄스 응답을 생성하는 단계;
상기 복수의 채널 임펄스 응답과 소정의 개수의 널 심볼을 이산 푸리에 변환을 수행하여 상기 이산 푸리에 변환된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 단계;
상기 이산 푸리에 변환된 복수의 채널 주파수 응답을 위너-필터링하는 단계; 및
상기 위너-필터링된 복수의 채널 주파수 응답에 기초하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는 단계
를 포함하고,
상기 칼만-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 단계는,
시점 n-1의 채널 주파수 응답의 측정값을 토대로 n 시점의 채널 주파수 응답의 추정값을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 추정값과 상기 시점 n의 측정값 사이의 오차를 이용하여 상기 시점 n의 추정값을 보정하여 보정값을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는 단계는,
상기 보정값을 이용하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 채널-보상하는 단계를 포함하는
채널 추정 방법.
Generating a symbol on a plurality of frequency axes;
Kalman-filtering a plurality of least squares channel frequency responses to produce the Kalman-filtered plurality of channel frequency responses;
Generating a plurality of channel impulse responses by discrete inverse Fourier transforming the Kalman-filtered plurality of channel frequency responses;
Generating a discrete Fourier transformed channel frequency response by performing discrete Fourier transform on the plurality of channel impulse responses and a predetermined number of null symbols;
Winner-filtering the discrete Fourier transformed plurality of channel frequency responses; And
Channel-compensating symbols on the plurality of frequency axes based on the winner-filtered plurality of channel frequency responses
Including,
Generating the Kalman-filtered plurality of channel frequency responses,
Calculating an estimated value of the channel frequency response at time n based on the measured value of the channel frequency response at time n-1; And
Calculating a correction value by correcting the estimated value of the time point n using an error between the calculated estimated value and the measured value of the time point n,
Channel-compensating the symbols on the plurality of frequency axes includes:
Channel-compensating symbols on the plurality of frequency axes using the correction value;
Channel estimation method.
제9항에 있어서,
복수의 주파수 도메인의 심볼로부터 복수의 파일롯 심볼을 추출하는 단계; 및
상기 추출된 복수의 파일롯 심볼을 복수의 레퍼런스 파일롯 심볼과 비교하여 상기 복수의 최소 자승 채널 주파수 응답을 생성하는 단계를 더 포함하는
채널 추정 방법.
The method of claim 9,
Extracting a plurality of pilot symbols from the symbols of the plurality of frequency domains; And
Generating the plurality of least squares channel frequency responses by comparing the extracted plurality of pilot symbols with a plurality of reference pilot symbols.
Channel estimation method.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 위너-필터링된 복수의 채널 주파수 응답을 보간하여 상기 보간된 복수의 채널 주파수 응답을 생성하는 단계를 더 포함하는
채널 추정 방법.
The method of claim 9,
Interpolating the winner-filtered plurality of channel frequency responses to generate the interpolated plurality of channel frequency responses.
Channel estimation method.
제12항에 있어서,
수신 안테나를 통해 채널로부터 OFDM 심볼을 수신하는 단계;
상기 수신된 OFDM 심볼을 복수의 디지털 심볼로 변환하는 단계;
상기 변환된 복수개의 디지털 심볼에서 Cyclic Prefix를 제거하는 단계;
상기 CP-제거된 복수의 심볼을 고속 푸리에 변환을 수행하여 상기 복수의 주파수축 상의 심볼을 생성하는 단계를 더 포함하는
채널 추정 방법.
The method of claim 12,
Receiving an OFDM symbol from a channel via a receive antenna;
Converting the received OFDM symbol into a plurality of digital symbols;
Removing a cyclic prefix from the converted plurality of digital symbols;
Performing fast Fourier transform on the plurality of CP-removed symbols to generate symbols on the plurality of frequency axes;
Channel estimation method.
제13항에 있어서,
상기 보간된 복수의 채널 주파수 응답에 기초하여 상기 복수의 CP-제거된 심볼을 채널-보상하여 상기 채널-보상된 복수의 심볼을 생성하는 단계를 더 포함하는
채널 추정 방법.
The method of claim 13,
Channel-compensating the plurality of CP-removed symbols based on the interpolated plurality of channel frequency responses to generate the channel-compensated plurality of symbols.
Channel estimation method.
제14항에 있어서,
상기 채널-보상된 복수의 심볼에 대해 디지털 복조를 수행하여 바이너리 데이터 심볼을 생성하는 단계를 더 포함하는
채널 추정 방법.
The method of claim 14,
Performing digital demodulation on the plurality of channel-compensated symbols to generate binary data symbols;
Channel estimation method.
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