KR200425883Y1 - Apparatus for estimating channel in communication system supporting OFDM/OFDMA - Google Patents

Apparatus for estimating channel in communication system supporting OFDM/OFDMA Download PDF

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KR200425883Y1
KR200425883Y1 KR2020060017296U KR20060017296U KR200425883Y1 KR 200425883 Y1 KR200425883 Y1 KR 200425883Y1 KR 2020060017296 U KR2020060017296 U KR 2020060017296U KR 20060017296 U KR20060017296 U KR 20060017296U KR 200425883 Y1 KR200425883 Y1 KR 200425883Y1
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황용석
김재형
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Abstract

본 고안은 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템의 상향 채널에서 PUSC 모드 사용 시 기지국에서 채널을 추정하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for estimating a channel at a base station when using a PUSC mode in an uplink channel of a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme.

이를 위해, 본 고안은 상향 채널에 PUSC 모드를 사용하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널을 추정하는 장치에 있어서, 부채널 단위로 입력되는 신호에 포함된 파일럿들을 이용하여 채널의 위상 변화를 추정하고 보상하는 위상 추정 보상부와; 상기 위상이 보상된 신호의 파일럿들을 평균하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. To this end, the present invention is an apparatus for estimating a channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme using a PUSC mode for an uplink channel, the phase change of the channel using pilots included in the signal input in sub-channel units A phase estimation compensator for estimating and compensating for the signal; And a channel estimator for estimating a channel by averaging pilots of the phase-compensated signal.

Description

OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템의 채널 추정 장치{Apparatus for estimating channel in communication system supporting OFDM/OFDMA} Apparatus for estimating channel in communication system supporting OFDM / OFDMA}

도 1은 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템의 상향 채널에서 PUSC 모드 사용 시 전송되는 논리적 신호의 구조도이다.1 is a structural diagram of a logical signal transmitted when a PUSC mode is used in an uplink channel of a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme.

도 2는 상향 채널에 PUSC 모드를 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 수신기 구조도이다.2 is a structure diagram of a receiver in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme in a PUSC mode for an uplink channel.

도 3은 본 고안에 따른 채널 추정 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a channel estimating apparatus according to the present invention.

도 4는 각 타일의 파일럿들의 구조도이다.4 is a structural diagram of pilots of each tile.

도 5는 본 고안에 따른 채널 추정 장치의 동작 과정을 설명하는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an operation process of a channel estimating apparatus according to the present invention.

본 고안은 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널을 추정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템의 상향 채널에서 PUSC(Partial Usage of Subchannels) 모드 사용 시 기지국에서 채널을 추정하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for estimating a channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme, and more particularly, to a base station when using a partial usage of subchannels (PUSC) mode in an uplink channel of a communication system supporting the OFDM / OFDMA scheme. Relates to an apparatus for estimating a channel in.

최근, 무선 통신 시스템에서는 대용량의 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 다양한 서비스 품질(Quality of Service)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 무선 근거리 통신 네트워크(LocalArea Network) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템이다. Recently, in the wireless communication system, active researches are being conducted to provide users with services having various Quality of Service for transmitting large amounts of data at high speed. In particular, high-speed in the form of ensuring mobility and quality of service in a broadband wireless access (BWA) communication system such as a wireless local area network system and a wireless metropolitan area network system. Researches to support the service are actively being conducted, and representative communication systems are the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16a communication system and the IEEE 802.16e communication system.

상기 IEEE 802.16a 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 적용한 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(SS: Subscriber Station)가 고정된 상태, 즉 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있는 시스템이다. 이와는 달리 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 SS의 이동성을 고려하는 시스템이며, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동 가입자 단말기(MSS: Mobile Subscriber Station)라고 칭한다. The IEEE 802.16a communication system and the IEEE 802.16e communication system provide orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) / orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) to support a broadband transmission network on a physical channel of the wireless MAN system. This is a communication system applying the method. The IEEE 802.16a communication system is a system in which a subscriber station (SS) is currently fixed, that is, a state in which the mobility of the SS is not considered at all and only a single cell structure is considered. In contrast, the IEEE 802.16e communication system is a system considering mobility of an SS in the IEEE 802.16a communication system, and the SS having the mobility is referred to as a mobile subscriber station (MSS).

이와 유사하게, 국내의 무선 휴대인터넷 표준인 와이브로(Wibro : Wireless Broadband Internet)는 무선 환경에서 사용자가 이동하고 있는 상태에서도 고속 데이터 서비스가 가능하도록 하기 위해 OFDM이라는 신호 전송 방식을 사용하고 있다. 또한, 여러 명의 사용자가 동시에 인터넷 서비스를 받을 수 있도록 OFDM에 근간을 둔 OFDMA라는 다중접속 방식을 사용하고 있다. Similarly, Wibro (Wireless Broadband Internet), a domestic wireless mobile Internet standard, uses a signal transmission method called OFDM to enable high-speed data service even when a user is moving in a wireless environment. In addition, the multiple access method called OFDMA based on OFDM is used so that multiple users can receive Internet service at the same time.

이러한 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 주파수 영역의 채널 변화는 다음과 같은 원인에 의해 발생된다. 즉, 수신기에서 수신된 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 하는 위치에 따라서 주파수 영역에서 신호가 겪는 채널의 위상 변화가 달라질 수 있고, 시간 영역에서 수신된 다중 경로 채널들의 지연 차에 따라서 주파수 영역에서 채널의 변화가 달라진다. In a communication system supporting the OFDM / OFDMA scheme, the channel change in the frequency domain is caused by the following causes. That is, the phase change of the channel experienced by the signal in the frequency domain may vary according to the position of the fast fourier transform (FFT) received from the receiver, and the channel in the frequency domain according to the delay difference of the multipath channels received in the time domain. Will change.

이렇게 채널의 변화가 발생하는 통신 시스템은 채널의 변화에 적응하기 위하여 채널 추정을 하게 되고, 이를 위해 송신기는 채널 추정에 사용될 수 있도록 주파수 영역에 파일럿을 삽입하여 송신한다. In this way, a communication system in which a channel change occurs makes a channel estimation in order to adapt to a channel change, and for this purpose, the transmitter inserts and transmits a pilot in the frequency domain so as to be used for channel estimation.

그러면 수신기는 송신된 파일럿을 이용하여 파일럿들 사이에 있는 데이터 부분의 왜곡을 보상하기 위한 채널 추정을 하는데, 파일럿들을 더하여 평균하거나 데이터의 위치에 따라 파일럿들에 다른 가중치를 곱하고 이를 더하여 채널을 추정하는 방식들이 있다. The receiver then uses the transmitted pilot to make a channel estimate to compensate for the distortion of the data portion between the pilots, which are averaged by adding the pilots or multiplying the pilots by different weights, and estimating the channel by adding them. There are ways.

예를 들면, 주파수 영역의 파일럿들에 차이가 적을 경우 파일럿들을 더하여 평균하는 채널 추정 방식을 사용하게 되면 잡음의 영향을 줄일 수 있으나 실제로 채널에 차이가 있고, 그러한 채널을 더하여 평균하는 경우 채널의 차이에 의해서 채널 추정에 오류가 발생할 수 있다. For example, if the difference between the pilots in the frequency domain is small, using the channel estimation method of adding the pilots and averaging can reduce the effect of noise, but there is a difference in the channels. Can cause errors in channel estimation.

그리고 파일럿들에 다른 가중치를 곱하여 더하는 채널 추정 방식은, 가까이에 있는 파일럿에 가중치를 많이 줌으로써 채널의 차이를 보상해 주는 것이다. 이때 가중치를 동일하게 하면 파일럿들을 더하여 평균하는 채널 추정 방식과 동일하게 되고, 가중치를 달리하면 추정된 채널에 잡음의 감소가 적은 반면 채널의 변화에 잘 적응한다. 즉, 파일럿들에 다른 가중치를 곱하여 더하는 채널 추정 방식은 가중치에 따라서 잡음의 영향이나 채널 차이의 영향이 달라진다. In addition, the channel estimation method of multiplying and adding pilots to other weights compensates for channel differences by giving weights to pilots in close proximity. At this time, if the weights are the same, it is the same as the channel estimation method of adding and averaging the pilots. If the weights are different, the noise is reduced to the estimated channel while adapting well to the channel change. That is, in the channel estimation method of multiplying and adding pilots to other weights, the influence of noise or channel difference varies depending on the weight.

이에 잡음의 영향이나 채널 차이의 영향을 받지 않는 채널을 추정할 수 있는 방식이 요구되고 있는 실정이다. Therefore, there is a demand for a method for estimating a channel that is not affected by noise or channel difference.

이에, 본 고안은 상향 채널에 PUSC 모드를 사용하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널을 추정하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for estimating a channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme using a PUSC mode for an uplink channel.

본 고안의 다른 목적은 상향 채널에 PUSC 모드를 사용하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 파일럿을 이용하여 위상을 추정하여 보상함으로써 채널을 추정하는 장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an apparatus for estimating a channel by estimating and compensating a phase using a pilot in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme using a PUSC mode for an uplink channel.

이를 위해, 본 고안은 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널을 추정하는 장치에 있어서, 부채널 단위로 입력되는 신호에 포함된 파일럿들을 이용하여 채널의 위상 변화를 추정하고 보상하는 위상 추정 보상부와; 상기 위상이 보상된 신호의 파일럿들을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. To this end, the present invention is an apparatus for estimating a channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme, phase estimation compensation for estimating and compensating for a phase change of a channel using pilots included in a signal input in subchannel units Wealth; And a channel estimator for estimating a channel using pilots of the phase-compensated signal.

여기서, 상기 위상 추정 보상부는, 상기 부채널 단위로 입력되는 신호에서 상기 부채널을 구성하는 타일들마다 파일럿들을 추출하는 파일럿 추출부; 상기 추출된 파일럿들을 이용하여 상기 부채널 단위로 위상을 추정하는 위상 변화 추정부; 및 상기 추정된 위상을 이용하여 상기 추출된 파일럿들의 위상을 보상하는 위상 보상부를 포함한다. The phase estimation compensator may include: a pilot extractor configured to extract pilots for each tile constituting the subchannel from a signal input in the subchannel unit; A phase change estimator estimating a phase in units of the subchannels using the extracted pilots; And a phase compensator configured to compensate the phases of the extracted pilots by using the estimated phase.

그리고 상기 채널 추정부는, 상기 위상이 보상된 파일럿들을 타일 단위로 더하고 평균하여 상기 각 타일의 대표 값들을 계산하는 평균부와; 상기 각 타일의 대표 값들과 상기 추정된 위상을 이용하여 데이터 보상에 사용할 채널을 추정하는 위상 반영부를 포함한다. The channel estimator may include: an average unit configured to calculate representative values of each tile by adding and averaging the phase-compensated pilots in tile units; And a phase reflecting unit estimating a channel to be used for data compensation by using the representative values of each tile and the estimated phase.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 고안은 채널 추정 장치에 관한 것이므로 수신기에 적용된다. 특히 본 고안은 상향 채널에 PUSC 모드를 사용하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널을 추정하는 장치에 관한 것이므로, 본 고안이 적용되는 수신기는 예를 들면 기지국이 되는 RAS(Radio Access Station)가 될 수 있다. Since the present invention relates to a channel estimating apparatus, it is applied to a receiver. In particular, since the present invention relates to an apparatus for estimating a channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme using a PUSC mode for an uplink channel, a receiver to which the present invention is applied is, for example, a RAS (Radio Access Station) serving as a base station. Can be

그리고 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 상향 채널에 대해 PUSC 모드 사용 시 전송되는 신호의 논리적인 구조는 도 1과 같다. 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 부채널은 6개의 타일로 구성되고, 각 타일에는 4개의 파일럿과 8개의 데이터로 구성되어 있다. 그리고 하나의 부채널은 3개의 OFDMA 심볼에 걸쳐 형성된다. 이러한 신호가 전송될 때는 타일 단위로 서로 다른 부반송파(Subcarrier)에 실 려 전송된다. In addition, the logical structure of a signal transmitted when a PUSC mode is used for an uplink channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, one subchannel includes 6 tiles, and each tile includes 4 pilots and 8 data. One subchannel is formed over three OFDMA symbols. When these signals are transmitted, they are carried on different subcarriers (subcarriers) in units of tiles.

본 고안이 적용되는 수신기는 도 2에 도시된 바와 같이 RF(Radio Frequency) 모듈(210), FFT 모듈(220), 디랜더마이저(Deramdomizer)(230), 디퍼뮤테이션(Depermutation) 모듈(240), 채널 추정기(Channel Estimator)(250), 및 채널 보상기(Channel Compensator)(260)를 포함한다. The receiver to which the present invention is applied includes a radio frequency (RF) module 210, an FFT module 220, a deramdomizer 230, and a depermutation module 240 as shown in FIG. 2. , A channel estimator 250, and a channel compensator 260.

RF 모듈(210)은 안테나로 수신된 무선 주파수(Radio Frequency) 대역의 신호를 저주파 대역의 신호로 변환한다. FFT 모듈(220)은 이러한 시간 영역의 저주파 대역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다. 디랜더마이저(230)는 송신기에서 전송 시에 신호에 곱했던 것과 같은 난수를, FFT 모듈(220)에서 변환된 주파수 영역의 신호에 곱하여 상쇄시킨다. 디퍼뮤테이션 모듈(240)은 서로 다른 부반송파에 실려 전송된 타일들을 부채널 단위로 모은다. 이렇게 부채널 단위로 모인 신호는 채널 추정기(250)로 입력된다. 채널 추정기(250)에서 추정된 값은 채널 보상기(260)로 입력되어 채널을 보상하는 데 사용된다. 본 고안은 이러한 구성 요소들 중 채널 추정기(250)에 관한 것이다. The RF module 210 converts a signal of a radio frequency band received by an antenna into a signal of a low frequency band. The FFT module 220 converts the signal of the low frequency band of the time domain into the signal of the frequency domain. The derandomizer 230 multiplies a signal in the frequency domain transformed by the FFT module 220 by canceling the same random number that was multiplied by the signal at the time of transmission from the transmitter. The demutation module 240 collects tiles transmitted on different subcarriers in subchannel units. The signals gathered in subchannel units are input to the channel estimator 250. The value estimated by the channel estimator 250 is input to the channel compensator 260 and used to compensate the channel. The present invention is directed to a channel estimator 250 of these components.

채널 추정기(250)로 입력되는 신호는 부채널 단위로 처리된다. 도 1에 설명한 바와 같이 부채널을 구성하는 타일들은 각각 서로 다른 부반송파에 실려 전송되기 때문에, 시간 지연에 의해서 각각의 부반송파가 일정한 위상 변화를 겪는다. 본 고안은 이러한 위상 변화를 추정하는 장치에 관한 것이다. The signal input to the channel estimator 250 is processed in subchannel units. As illustrated in FIG. 1, the tiles constituting the subchannel are carried on different subcarriers, and thus, each subcarrier undergoes a constant phase change due to a time delay. The present invention relates to an apparatus for estimating such phase change.

본 고안은 크게 부채널 단위로 입력되는 신호에 포함된 파일럿들을 이용하여 채널의 위상 변화를 추정하고 보상하는 부분과, 상기 위상이 보상된 신호의 파일럿 들을 평균하여 채널을 추정하는 부분으로 구분된다. The present invention is largely divided into a part of estimating and compensating for a phase change of a channel using pilots included in a signal input in sub-channel units, and a part of estimating a channel by averaging pilots of the phase-compensated signal.

이를 위한 본 고안에 따른 채널 추정기는 도 3과 같이 크게 부채널 단위로 입력되는 신호에 포함된 파일럿들을 이용하여 채널의 위상 변화를 추정하고 보상하는 위상 추정 보상부(310)와 상기 위상이 보상된 신호의 파일럿들을 평균하여 채널을 추정하는 채널 추정부(320)로 구성되어, 상향 채널에 PUSC 모드를 사용하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널을 추정한다. The channel estimator according to the present invention has a phase estimation compensator 310 for estimating and compensating for a phase change of a channel using pilots included in a signal input in units of subchannels as shown in FIG. The channel estimator 320 estimates a channel by averaging pilots of a signal, and estimates a channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme using a PUSC mode for an uplink channel.

보다 구체적으로, 위상 추정 보상부(310)는 부채널 단위로 입력되는 신호에서 파일럿을 추출하는 파일럿 추출부(312), 파일럿 추출부(312)에서 추출된 파일럿을 이용하여 채널의 위상 변화를 추정하는 위상 변화 추정부(314), 및 위상 변화 추정부(314)에서 추정된 위상 변화를 이용하여 파일럿 추출부(312)에서 추출된 파일럿에 대해 타일 단위로 위상을 보상하는 위상 보상부(316)로 구성된다. 그리고, 채널 추정부(320)는 위상 보상부(316)에서 위상이 보상된 신호의 파일럿들을 평균하는 평균부(322), 및 평균부(322)의 평균과 위상 변화 추정부(314)에서 추정된 위상 변화를 이용하여 데이터 보상에 사용할 채널을 추정하는 위상 반영부(324)로 구성된다. More specifically, the phase estimation compensator 310 estimates a phase change of a channel by using a pilot extracted from a pilot extractor 312 and a pilot extractor 312 for extracting pilots from a signal input in sub-channel units. A phase compensator 316 for compensating phases in units of tiles with respect to the pilot extracted by the pilot extractor 312 using the phase change estimator 314 and the phase change estimated by the phase change estimator 314. It consists of. The channel estimator 320 estimates the average and phase change estimator 314 of the average unit 322 that averages the pilots of the signal whose phase is compensated by the phase compensator 316, and the average unit 322. The phase reflection unit 324 estimates a channel to be used for data compensation using the phase shift.

파일럿 추출부(312)는 채널 추정 장치로 입력되는 부채널 단위의 신호에서 파일럿만을 추출한다. 즉, 파일럿 추출부(312)에서는 하나의 부채널에 포함된 6개의 타일에서 각 타일마다 4개의 파일럿을 추출하게 된다. 각 타일의 파일럿들이 도 4와 같이 구성된다면, 파일럿 추출부(312)의 출력 신호는 집합 {Pi ,1, Pi ,2, Pi ,3, Pi,4}와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 i는 i=0, …, 5로 하나의 부채널을 이루는 타일의 인덱스이다. The pilot extractor 312 extracts only the pilot from the subchannel unit signal input to the channel estimating apparatus. That is, the pilot extractor 312 extracts four pilots for each tile from six tiles included in one subchannel. If the pilots of each tile configuration as shown in Figure 4, the output signal from the pilot extracting section 312 it may be expressed by a set {P i, 1, P i, 2, P i, 3, P i, 4}. Where i is i = 0,... , Which is an index of tiles forming one subchannel of 5.

위상 변화 추정부(314)는 부채널 단위로 위상 변화를 추정한다. 위상 변화는 수신기에 수신된 신호를 FFT하는 위치에 따라서 주파수 영역의 신호에 수학식 1과 같이 발생한다. The phase change estimator 314 estimates the phase change in subchannel units. The phase change occurs as shown in Equation 1 in the signal in the frequency domain according to the position of FFT the signal received at the receiver.

Figure 112006045777897-utm00001
Figure 112006045777897-utm00001

여기서 r(n)은 위치의 오차가 있을 때 FFT 후의 신호, s(n)은 정확한 위치에서 FFT 후의 신호, θ는 FFT 위치에 의해서 생기는 위상 값이고, n은 부반송파의 인덱스이다. 즉, θ는 인접한 부반송파 간의 위상 차이다. Where r (n) is the signal after the FFT when there is an error in the position, s (n) is the signal after the FFT at the correct position, θ is the phase value generated by the FFT position, and n is the index of the subcarrier. That is, θ is a phase difference between adjacent subcarriers.

수학식 1에 의하면, 위상은 부반송파 인덱스가 증가함에 따라 증가하는 것을 알 수 있다. 위상 변화 추정부(314)는 파일럿 추출부(312)에서 부채널 단위로 추출된 파일럿을 이용하여 이렇게 부반송파에 위상 변화를 일으키는 θ를 추정한다. According to Equation 1, it can be seen that the phase increases as the subcarrier index increases. The phase change estimator 314 estimates θ causing the phase change in the subcarriers using the pilot extracted in the subchannel unit by the pilot extractor 312.

이를 위해 위상 변화 추정부(314)는 부채널을 구성하는 각 타일에 있는 4개의 파일럿 중에서 동일한 주파수 축에 존재하는 두 개의 파일럿 각각에 대해 3개의 부반송파만큼 떨어져 존재하는 파일럿과 각각 컨쥬게이션 멀티플리케이션(Conjugation Multiplication)한다. 그리고 타일 단위로 컨쥬게이션 멀리플리케이션된 값을 한 부채널 동안 더하여 arctan를 한다. 그 후 arctan한 값을 두 파일럿의 부반송파 위치 차이에 해당하는 3으로 나누어 위상 θ를 구한다. 이를 수학식 으로 표현하면 수학식 2와 같다. To this end, the phase change estimator 314 is configured to perform conjugation multiplication with pilots that are separated by three subcarriers for each of the two pilots on the same frequency axis among the four pilots in each tile constituting the subchannel. Conjugation Multiplication. And arctan is added by adding the conjugation far applied in tile unit for one subchannel. The arctan is then divided by 3, which is the difference between the subcarrier positions of the two pilots, to find the phase θ. If this is expressed as equation (2).

Figure 112006045777897-utm00002
Figure 112006045777897-utm00002

여기서 Pi ,1, Pi ,2, Pi ,3, 및 Pi ,4는 도 4에 도시된 바와 같은 한 타일에 포함된 4개의 파일럿을 나타낸다. 그리고 i는 i=0, …, 5로 하나의 부채널을 이루는 타일의 인덱스이다. Where P i , 1 , P i , 2 , P i , 3 , and P i , 4 represent four pilots included in one tile as shown in FIG. 4. And i is i = 0,... , Which is an index of tiles forming one subchannel of 5.

위상 보상부(316)는 위상 변화 추정부(314)에서 추정한 위상 θ를 이용하여, 파일럿 추출부(312)에서 추출된 파일럿에 대해 타일 단위로 위상을 보상한다. The phase compensator 316 compensates the phase in units of tiles with respect to the pilot extracted by the pilot extractor 312 using the phase θ estimated by the phase change estimator 314.

평균부(322)는 위상 보상부(316)에서 위상이 보상된 파일럿을 타일 단위로 더하고 평균하여 Pi 값을 계산한다. 여기서 i는 i=0, …, 5로 하나의 부채널을 이루는 타일의 인덱스이다. 보다 상세히 평균부(322)의 출력은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. The average unit 322 adds the phase-compensated pilot in the tile unit in the phase compensator 316 and averages P i. Calculate the value. Where i is i = 0,... , Which is an index of tiles forming one subchannel of 5. In more detail, the output of the average unit 322 may be represented by Equation 3 below.

Figure 112006045777897-utm00003
Figure 112006045777897-utm00003

이렇게 평균부(322)에서 계산된 각 타일을 대표하는 Pi값을 이용하여 데이터에 있는 채널을 보상하기 위해서는 데이터에 있는 위상을 Pi에 반영해야 하는데, 이 러한 기능은 위상 반영부(324)에서 수행한다. In order to compensate for the channel in the data by using the P i value representing each tile calculated by the average unit 322, the phase in the data must be reflected in P i , and this function is applied to the phase reflector 324. Perform on

위상 반영부(324)는 상기 타일 단위의 대표 값 Pi와 상기 위상 변화 추정부(320)에서 부채널 단위로 구한 θ를 이용하여 데이터 보상에 사용할 채널을 구한다. 이를 위해 위상 반영부(324)는 도 4와 같은 구조의 각 타일에 대해, 각 타일의 첫 번째 부반송파(410)의 신호들에는 1을 곱하고, 두 번째 부반송파(420)의 신호들에는 exp(jθ)를 곱하며, 세 번째 부반송파(430)의 신호들에는 exp(j2θ)를 곱하고, 네 번째 부반송파(440)의 신호들에는 exp(j3θ)를 곱한, 각 타일 당 네 개의 값 Pi*{1, ej θ, ej2 θ, ej3 θ}를 도 2의 채널 보상기(260)로 전달한다. 여기서 i는 i=0, …, 5로 하나의 부채널을 이루는 타일의 인덱스이다. 그러면 채널 보상기(260)는 각 타일에 있는 데이터의 부반송파 위치에 따라서 상기 네 개의 값을 이용하여 채널 보상에 사용한다. The phase reflector 324 calculates a channel to be used for data compensation by using the representative value P i of the tile unit and θ obtained by the phase change estimator 320 in subchannel units. To this end, the phase reflector 324 multiplies the signals of the first subcarrier 410 of each tile by 1 for each tile having the structure as shown in FIG. 4, and the exp (jθ) of the signals of the second subcarrier 420. ), Multiply the signals of the third subcarrier 430 by exp (j2θ), and the signals of the fourth subcarrier 440 by multiplying exp (j3θ) by four values, Pi * {1, e j θ , e j2 θ , e j3 θ } is transmitted to the channel compensator 260 of FIG. Where i is i = 0,... , Which is an index of tiles forming one subchannel of 5. The channel compensator 260 then uses the four values for channel compensation according to the subcarrier position of the data in each tile.

도 5는 본 고안에 따른 채널 추정 장치의 동작 과정을 설명하는 흐름도이며, 이하에서 보다 상세하게 도 3의 구성요소를 참조하여 설명한다. 5 is a flowchart illustrating an operation process of a channel estimating apparatus according to the present invention, which will be described below with reference to the components of FIG. 3.

먼저 파일럿 추출부(312)가 부채널 단위로 입력되는 신호에서 상기 부채널을 구성하는 타일들마다 파일럿들을 추출하면(S510), 위상 변화 추정부(314)가 상기 추출된 파일럿들을 이용하여 상기 부채널 단위로 위상을 추정한다(S520). 그러면 위상 보상부(316)는 상기 추정된 위상을 이용하여 상기 추출된 파일럿들의 위상을 보상한다(S530). First, when the pilot extractor 312 extracts pilots for each tile constituting the subchannel from a signal input in subchannel units (S510), the phase change estimator 314 uses the extracted pilots to extract the pilots. The phase is estimated in channel units (S520). Then, the phase compensator 316 compensates for the phases of the extracted pilots using the estimated phase (S530).

S530 단계에서 파일럿들의 위상을 보상하면, 평균부(322)는 위상이 보상된 파일럿들을 타일 단위로 더하고 평균하여 상기 각 타일의 대표 값들을 계산하고(S540), S540 단계에서 계산된 각 타일의 대표 값들과 S520 단계에서 추정된 위상을 이용하여 데이터 보상에 사용할 채널을 추정한다(S550). When the phases of the pilots are compensated in operation S530, the average unit 322 calculates representative values of each tile by adding and averaging the phase-compensated pilots in tile units (S540) and representing each tile calculated in operation S540. The channel to be used for data compensation is estimated using the values and the phase estimated in step S520 (S550).

이에 대한 상세한 설명은 상술한 도 3의 설명과 동일하므로 그 설명을 생략한다. Detailed description thereof is the same as the description of FIG. 3 described above, and thus description thereof will be omitted.

지금까지 본 고안을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. Although the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, The examples are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

그리고, 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. And, the scope of the present invention is specified by the utility model registration claims to be described later than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the utility model registration claims and the equivalent concept of the present invention It should be construed as being included in the scope.

본 고안은 위상 변화 추정부(314)에서 추정한 위상 변화를 위상 보상부(316)에서 보상함으로써 수신기에 수신된 신호에 존재하는 위상 변화를 제거하여 평균부(322)에서 파일럿을 평균할 때 정확한 값을 얻을 수 있다. The present invention compensates the phase change estimated by the phase change estimator 314 in the phase compensator 316 to remove the phase change present in the signal received by the receiver and to average the pilot in the average unit 322. You can get the value.

그리고 본 고안은 위상 변화 추정부(314)에서 부채널 단위로 위상 변화를 추정함으로써 정확한 위상 변화를 추정할 수 있다. 또한 평균부(322)에서 각 타일 안 에 있는 파일럿들을 서로 더하여 평균함으로써 잡음의 영향을 줄일 수 있다. In the present invention, the phase change estimator 314 estimates the phase change in units of subchannels to estimate the exact phase change. In addition, the average unit 322 may reduce the influence of noise by adding and averaging the pilots in each tile.

Claims (8)

OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널을 추정하는 장치에 있어서,An apparatus for estimating a channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme, 부채널 단위로 입력되는 신호에 포함된 파일럿들을 이용하여 채널의 위상 변화를 추정하고 보상하는 위상 추정 보상부와;A phase estimation compensator for estimating and compensating for a phase change of a channel by using pilots included in a signal input in sub-channel units; 상기 위상이 보상된 신호의 파일럿들을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 추정 장치.And a channel estimator for estimating a channel using pilots of the phase-compensated signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위상 추정 보상부는,The phase estimation compensator, 상기 부채널 단위로 입력되는 신호에서 상기 부채널을 구성하는 타일들마다 파일럿들을 추출하는 파일럿 추출부;A pilot extracting unit extracting pilots for each tile constituting the subchannel from the signal input in the subchannel unit; 상기 추출된 파일럿들을 이용하여 상기 부채널 단위로 위상을 추정하는 위상 변화 추정부; 및A phase change estimator estimating a phase in units of the subchannels using the extracted pilots; And 상기 추정된 위상을 이용하여 상기 추출된 파일럿들의 위상을 보상하는 위상 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 추정 장치.And a phase compensator for compensating for the phases of the extracted pilots using the estimated phases. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 채널 추정부는,The channel estimator, 상기 위상이 보상된 파일럿들을 타일 단위로 더하고 평균하여 상기 각 타일의 대표 값들을 계산하는 평균부와;An average unit configured to calculate representative values of each tile by adding and averaging the phase-compensated pilots in tile units; 상기 각 타일의 대표 값들과 상기 추정된 위상을 이용하여 데이터 보상에 사용할 채널을 추정하는 위상 반영부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 추정 장치.And a phase reflector for estimating a channel to be used for data compensation using the representative values of each tile and the estimated phase. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 위상 변화 추정부는,The phase change estimator, 상기 타일들마다 상기 각 타일에 있는 파일럿들 중에서 동일한 주파수 축에 존재하는 두 개의 파일럿 각각에 대해 일정 위치의 부반송파만큼 떨어져 존재하는 파일럿과 각각 컨쥬게이션 멀티플리케이션하고, 상기 타일 단위로 컨쥬게이션 멀리플리케이션된 값을 한 부채널 동안 더하여 arctan를 한 후, 상기 arctan한 값을 두 파일럿들의 부반송파 위치 차이에 해당하는 값으로 나누어 상기 위상을 추정하는 것을 특징으로 하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 추정 장치.Conjugation multiplication is performed for each of the tiles in the tile by conjugation and conjugation of the pilots in each tile with the pilots spaced apart by subcarriers of a predetermined position for each of the two pilots in the same frequency axis. After arctan by adding the value for one subchannel, the phase is estimated by dividing the arctan by a value corresponding to the subcarrier position difference between the two pilots, and estimating the phase in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme. Device. OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널을 추정하는 장치에 있어서,An apparatus for estimating a channel in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme, 안테나를 통해 단말기로부터 수신된 무선 주파수 대역의 신호를 저주파 대역 의 신호로 변환하는 RF(Radio Frequency) 모듈;A radio frequency (RF) module for converting a signal of a radio frequency band received from a terminal through an antenna into a signal of a low frequency band; 상기 저주파 대역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform) 모듈;A Fast Fourier Transform (FFT) module for converting the low frequency band signal into a frequency domain signal; 상기 주파수 영역의 신호에 대해, 상기 단말기로부터 포함되어 전송된 난수를 상쇄시키는 디랜더마이저(Deramdomizer);A deramdomizer for canceling a random number transmitted from the terminal with respect to the signal in the frequency domain; 상기 난수가 상쇄된 주파수 영역의 신호를 부채널 단위로 결합하여 출력하는 디펴뮤테이션(Depermutation) 모듈; 및A depermutation module for combining and outputting a signal in the frequency domain from which the random number is canceled in subchannel units; And 상기 부채널 단위의 주파수 영역 신호에 포함된 파일럿들을 이용하여 채널의 위상 변화를 추정 및 보상하고, 상기 위상이 보상된 신호의 파일럿들을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 추정 장치.OFDM comprising: a channel estimator for estimating and compensating for a phase change of a channel using pilots included in the frequency domain signal of the subchannel unit, and for estimating a channel using pilots of the phase-compensated signal; Channel Estimation System in a Communication System Supporting the & OFDMA System. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 채널 추정기는,The channel estimator, 상기 부채널 단위로 주파수 영역 신호에서 상기 부채널을 구성하는 타일들마다 파일럿들을 추출하는 파일럿 추출부;A pilot extractor configured to extract pilots for each tile constituting the subchannel from a frequency domain signal in units of the subchannels; 상기 추출된 파일럿들을 이용하여 상기 부채널 단위로 위상을 추정하는 위상 변화 추정부;A phase change estimator estimating a phase in units of the subchannels using the extracted pilots; 상기 추정된 위상을 이용하여 상기 추출된 파일럿들의 위상을 보상하는 위상 보상부;A phase compensator for compensating for the phases of the extracted pilots using the estimated phase; 상기 위상이 보상된 파일럿들을 타일 단위로 더하고 평균하여 상기 각 타일의 대표 값들을 계산하는 평균부; 및An average unit configured to calculate representative values of each tile by adding and averaging the phase-compensated pilots in tile units; And 상기 각 타일의 대표 값들과 상기 추정된 위상을 이용하여 데이터 보상에 사용할 채널을 추정하는 위상 반영부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 추정 장치.And a phase reflector for estimating a channel to be used for data compensation using the representative values of each tile and the estimated phase. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 위상 변화 추정부는,The phase change estimator, 상기 타일들마다 상기 각 타일에 있는 파일럿들 중에서 동일한 주파수 축에 존재하는 두 개의 파일럿 각각에 대해 일정 위치의 부반송파만큼 떨어져 존재하는 파일럿과 각각 컨쥬게이션 멀티플리케이션하고, 상기 타일 단위로 컨쥬게이션 멀리플리케이션된 값을 한 부채널 동안 더하여 arctan를 한 후, 상기 arctan한 값을 두 파일럿들의 부반송파 위치 차이에 해당하는 값으로 나누어 상기 위상을 추정하는 것을 특징으로 하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 추정 장치.Conjugation multiplication is performed for each of the tiles in the tile by conjugation and conjugation of the pilots in each tile with the pilots spaced apart by subcarriers of a predetermined position for each of the two pilots in the same frequency axis. After arctan by adding the value for one subchannel, the phase is estimated by dividing the arctan by a value corresponding to the subcarrier position difference between the two pilots, and estimating the phase in a communication system supporting an OFDM / OFDMA scheme. Device. 제6항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 각 타일을 구성하는 부반송파들의 위치에 따라 상기 추정된 위상을 각각 반영한 후 상기 각 타일의 대표 값들과 곱하여 상기 채널을 추정하는 것을 특징으로 하는 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 추정 장치.And estimating the channel by reflecting each of the estimated phases according to the positions of subcarriers constituting each tile and multiplying by representative values of each tile to estimate the channel.
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