KR20050071401A - Method for providing dft-based channel estimation of ofdm system - Google Patents
Method for providing dft-based channel estimation of ofdm system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050071401A KR20050071401A KR1020050048661A KR20050048661A KR20050071401A KR 20050071401 A KR20050071401 A KR 20050071401A KR 1020050048661 A KR1020050048661 A KR 1020050048661A KR 20050048661 A KR20050048661 A KR 20050048661A KR 20050071401 A KR20050071401 A KR 20050071401A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- channel
- impulse response
- channel estimation
- estimator
- fourier transform
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/022—Channel estimation of frequency response
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/0212—Channel estimation of impulse response
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/024—Channel estimation channel estimation algorithms
- H04L25/025—Channel estimation channel estimation algorithms using least-mean-square [LMS] method
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
- H04L27/2627—Modulators
- H04L27/2634—Inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators in combination with other circuits for modulation
- H04L27/2636—Inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators in combination with other circuits for modulation with FFT or DFT modulators, e.g. standard single-carrier frequency-division multiple access [SC-FDMA] transmitter or DFT spread orthogonal frequency division multiplexing [DFT-SOFDM]
Abstract
본 발명은 주파수 다중 분할(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 무선 모뎀의 채널 추정 기술에 관한 것으로, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform) 기반 채널 추정 성능을 향상시키기 위한 것이다. DFT 기반의 채널 추정 방법은 채널의 시간 영역 특성인 채널의 임펄스 응답을 이용한다. 이때, 채널 추정 성능은 채널의 임펄스 응답 길이에 의해 결정되는데, 일반적으로 채널 임펄스 응답 길이는 수신단에 알려져 있는 값이 아니고, 채널 임펄스 응답 길이를 잘못 설정할 경우에 수신단의 성능 열화가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명은 효과적으로 채널의 임펄스 응답 길이를 추정하기 위해 유효 채널 추정기를 두었다. 유효 채널 추정기는 채널의 임펄스 응답을 추정하기 위해 특정한 임계값을 사용하는데, 이 임계값은 유효 채널 구간에 채널의 평균 자승오차값(Mean Square Error : 이하 MSE라 함)을 최소화시키기 위한 채널 전력과 잡음 전력의 관계에서 구할 수 있으며, 그 값은 시간 영역의 잡음 전력의 두 배로 나타난다. 시간 영역의 잡음 전력은 본 발명의 채널 추정기의 잡음 추정기를 통해 구할 수 있다. 제안한 채널 추정 방법을 사용할 경우 채널의 최대 지연 시간이 유동적으로 변화하는 채널환경에서도 채널의 최대 지연 시간에 적응적으로 변화하며 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a channel estimation technique of an orthogonal frequency division multiplexing wireless modem, and to improve discrete fourier transform based channel estimation performance. The DFT-based channel estimation method uses an impulse response of a channel, which is a time domain characteristic of the channel. In this case, the channel estimation performance is determined by the impulse response length of the channel. In general, the channel impulse response length is not a value known to the receiver, and a performance degradation of the receiver may occur when the channel impulse response length is set incorrectly. Therefore, the present invention has an effective channel estimator to effectively estimate the impulse response length of the channel. The effective channel estimator uses a specific threshold to estimate the impulse response of the channel, which is the channel power to minimize the mean square error (mean square error) of the channel over the effective channel interval. This can be found in the noise power relationship, which is twice the noise power in the time domain. The noise power in the time domain can be obtained through the noise estimator of the channel estimator of the present invention. Using the proposed channel estimation method, the channel estimation performance can be improved by adaptively changing the maximum delay time of the channel even in a channel environment in which the maximum delay time of the channel is dynamically changed.
Description
본 발명은 주파수 다중 분할(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하 OFDM이라 칭함) 전송 방식 무선 모뎀의 채널 추정 기술에 관한 것으로, 특히 무선 채널을 통과하여 수신된 신호의 통과 채널에 대한 정보를 추정하는데 적합한 OFDM 무선 모뎀의 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform : 이하 DFT라 칭함) 기반 채널 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel estimation technique of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission type wireless modem. In particular, the present invention relates to an OFDM radio suitable for estimating information about a passing channel of a signal received through a wireless channel. Discrete Fourier Transform (hereinafter referred to as DFT) based channel estimation method of modem.
OFDM 전송 방식은 여러 개의 반송파를 사용하는 다수 반송파 전송방식의 일종으로 입력 데이터를 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파에 실어 병렬로 전송하는 방식이다. 이러한 OFDM 전송 방식은 반송파의 수만큼 각 채널에서 전송 주기가 증가하게 되는데, 이 경우 고속 데이터의 전송시 광대역을 사용함으로써 나타나게 되는 주파수 선택적 채널 특성이 협대역화 된 채널에 의해 주파수 비선택적 채널로 근사화된다. 따라서 단일 반송파 시스템보다 간단한 단일 샘플의 등화기만으로도 채널에 의한 왜곡 보상이 가능하게 되어 멀티미디어 데이터 전송 등 여러 분야의 고속 데이터 전송 시스템에 널리 이용되고 있다.The OFDM transmission method is a type of a multi-carrier transmission method using a plurality of carriers and transmits the input data in parallel on a plurality of subcarriers having mutual orthogonality. In this OFDM transmission scheme, the transmission period is increased in each channel by the number of carriers. In this case, the frequency-selective channel characteristics, which are represented by using a wide band when transmitting high-speed data, are approximated to a non-frequency channel by a narrow banded channel. do. Therefore, the distortion compensation due to the channel is possible only by the equalizer of a single sample, which is simpler than the single carrier system, and is widely used in high-speed data transmission systems in various fields such as multimedia data transmission.
일반적으로 OFDM 전송 방식에서 코히런트 하지 않게(non-coherent) 신호를 복조할 경우, 채널 정보와 채널 추정이 필요치 않기 때문에 수신기 구조가 간단해 질 수 있으며, 또한 채널 추정을 위한 훈련심벌(training symbol) 이나 파일럿 톤(pilot tone)을 사용하지 않으므로 전송 효율이 코히런트 방식에 비해 우수하다는 이점이 있다.In general, when demodulating a non-coherent signal in an OFDM transmission scheme, a receiver structure can be simplified because channel information and channel estimation are not necessary, and a training symbol for channel estimation is also required. However, since the pilot tone is not used, the transmission efficiency is superior to the coherent method.
그러나 이러한 전송 방식은 잡음의 영향으로 인해 코히런트 방식에 비해 3∼4[dB] 정도 검출 성능이 저하된다는 문제가 제기된다. 따라서 OFDM 시스템의 성능을 높이기 위해서 코히런트 방식을 이용한 신호 검출 기법이 사용될 수밖에 없으며, 이를 위해서는 정확한 채널 추정과 등화가 필수적으로 요구된다.However, this transmission method raises a problem that the detection performance is degraded by about 3 to 4 [dB] compared to the coherent method due to the influence of noise. Therefore, in order to improve the performance of an OFDM system, a coherent signal detection technique cannot be used. For this purpose, accurate channel estimation and equalization are required.
OFDM 전송 방식에서의 채널 추정은 기본적으로 도 1에서와 같이 수신된 신호를 DFT한 후 출력되는 각 부반송파(f0∼fN-1)에 각각에 대해 추정이 이루어진다. 이러한 OFDM 방식 채널 추정 방법은 그 특징에 따라 크게 두 가지로 분류할 수 있다.Channel estimation in the OFDM transmission scheme is basically estimated for each subcarrier (f 0 ~ f N-1 ) that is output after DFT the received signal as shown in FIG. The OFDM channel estimation method can be classified into two types according to its characteristics.
첫 번째 OFDM 방식 채널 추정 방법은 주파수 영역에서 채널 특성을 추정하는 방식이다. 도 1에서와 같이 수신된 신호를 DFT한 후, 출력된 각 부반송파(f0∼fN-1)에 대해 최소 자승(Least Square : LS)법으로 채널을 추정하는 방법과 주파수 영역의 채널의 상관성을 이용하는 최소 평균 자승오차(Linear Minimum Mean Square Error : 이하 LMMSE라 칭함) 추정 방식이 대표적이다.The first OFDM channel estimation method estimates channel characteristics in the frequency domain. After the DFT of the received signal as shown in Figure 1, the method of estimating the channel by the least square (Least Square: LS) method for each output subcarrier (f 0 ~ f N-1 ) and the correlation of the channel in the frequency domain The linear minimum mean square error (hereinafter referred to as LMMSE) estimation method using a typical method is typical.
두 번째 OFDM 방식 채널 추정 방법은 시간 영역의 채널 특성을 이용하여 채널을 추정하는 방식이다. 시간 영역의 채널 추정은 도 2a 및 도 2b에서와 같이, 우선 최소 자승법으로 추정된 채널 값을 DFT를 이용하여 다시 시간 영역으로 환원하여 채널의 임펄스 응답을 추정한다.The second OFDM channel estimation method is a channel estimation method using channel characteristics of the time domain. For channel estimation in the time domain, as shown in FIGS. 2A and 2B, first, the channel value estimated by the least square method is reduced back to the time domain using the DFT to estimate the impulse response of the channel.
이때 추정한 채널의 임펄스 응답은 도 2a 및 도 2b와 같이 채널 환경에 따라 다양하게 나타난다. 예를 들어 도 2a에서와 같이 rms(root mean square) 지연 시간이 짧은 경우 128 샘플 중 5 샘플까지 채널의 임펄스 응답이 나타날 수도 있고, 도 2b에서와 같이 rms 지연 시간이 긴 경우 128 샘플 중 32 샘플까지도 지연된 채널 샘플이 나타날 수도 있다. DFT 기반 채널 추정 방법은 이와 같은 채널 특성, 즉 채널 환경에 따라 임펄스 응답 길이가 다르게 나타나는 특성을 이용한다.In this case, the estimated impulse response of the channel may vary depending on the channel environment as shown in FIGS. 2A and 2B. For example, if the root mean square (rms) delay is short, as shown in FIG. 2A, an impulse response of the channel may appear up to 5 samples out of 128 samples. If the rms delay is long, as in FIG. Delayed channel samples may even appear. The DFT-based channel estimation method utilizes such a channel characteristic, that is, a characteristic in which an impulse response length varies depending on the channel environment.
도 3은 종래의 DFT 기반 채널 추정 시스템에 대한 블록 구성도로서, 데이터를 추정하는 LS 채널 추정기(30), 추정된 데이터를 크기 N의 역 푸리에 변환을 통해 채널의 임펄스 응답으로 변환하는 N-포인트 IDFT(32)(역 이산 푸리에 변환기 : Inverse Discrete Fourier Transform), 변환된 데이터를 크기 N의 푸리에 변환을 통해 최종 주파수 영역의 추정 채널 값을 구하는 N-포인트 DFT(34)를 포함한다.3 is a block diagram of a conventional DFT-based channel estimation system, in which an LS channel estimator 30 estimates data and an N-point transforming the estimated data into an impulse response of a channel through an inverse Fourier transform of size N. IDFT 32 (Inverse Discrete Fourier Transform), which includes an N-point DFT 34 that obtains estimated channel values of the final frequency domain through Fourier transforms of size N.
이와 같은 구성을 갖는 DFT 기반 채널 추정 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the DFT-based channel estimation system having such a configuration is as follows.
먼저, 다중 경로 채널의 임펄스 응답 중 가장 긴 샘플을 L번째 샘플이라 하면, LS 채널 추정기(30)를 통해 추정된 임펄스 응답 중 N-L의 구간은 순수 잡음만이 존재한다. 따라서 이 구간의 값을 0으로 바꾼 뒤 이산 푸리에 변환을 통해 다시 주파수 영역의 채널로 변환시키면 기존의 최소 자승법을 통해 추정한 채널에 비해 L/N만큼 적은 추정 오차를 가지게 된다.First, when the longest sample of the impulse response of the multipath channel is referred to as the L-th sample, only the pure noise exists in the N-L section of the impulse response estimated by the LS channel estimator 30. Therefore, if the value of this section is changed to 0 and then converted to a channel in the frequency domain through a discrete Fourier transform, the estimation error is as small as L / N compared to the channel estimated by the conventional least square method.
즉, 기존의 최소 자승법을 통한 평균 자승 오차(Mean Square Error : 이하 MSE라 칭함)가 다음 [수학식 1]과 같다고 할 때, 도 3의 DFT 기반의 채널 추정 방법의 평균 자승 오차는 다음 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.That is, when the mean square error (hereinafter referred to as MSE) through the conventional least square method is equal to the following Equation 1, the mean square error of the DFT-based channel estimation method of FIG. It can be expressed as Equation 2].
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
여기서, N은 OFDM 시스템의 부반송파 개수를 의미하고, SNR은 수신 신호의 평균 신호대 잡음비를 나타내며, ??는 전송 신호의 성상도에 의해 결정되는 상수를 각각 나타낸다.Here, N denotes the number of subcarriers in the OFDM system, SNR denotes the average signal-to-noise ratio of the received signal, and ?? denotes a constant determined by the constellation of the transmitted signal.
따라서 도 2a의 MSE 성능은 이 되고, 도 2b의 MSE 성능은 가 된다.Therefore, the MSE performance of Figure 2a And the MSE performance of Figure 2b Becomes
이상 설명한 바와 같이, 종래의 DFT 기반 채널 추정 방법은 그 성능이 L과 N의 비율에 따라 정해짐을 알 수 있다.As described above, the conventional DFT-based channel estimation method can be seen that the performance is determined according to the ratio of L and N.
그런데 일반적으로 추정해야 하는 채널의 L값은 수신단에 알려져 있지 않으며, 또한 만약 도 3에서 L값을 실제 채널의 값보다 작게 설정한다면 채널 추정기의 성능에 심각한 성능 열화가 발생할 수 있기 때문에, DFT 기반 채널 추정기에는 이 L값을 어떻게 설정하느냐가 매우 중요한 사안으로 다루어지고 있다.However, in general, the L value of the channel to be estimated is not known to the receiver, and if the L value is set smaller than that of the actual channel in FIG. 3, serious performance degradation may occur in the performance of the channel estimator. How to set this L value is an important issue in the estimator.
일반적으로, 수신단에서는 위와 같이 L값이 실제 채널의 최대 지연 샘플보다 작기 때문에 발생 가능한 성능 열화를 방지하기 위해 다양한 채널 환경을 고려하여 충분히 큰 값으로 L을 설정해 두고 사용한다. 예를 들어, 도 2의 경우에, 고려하고 있는 채널 환경 중 채널의 임펄스 응답 중 가장 긴 경우가 도 2b의 경우라면, 채널 추정기의 L값은 32로 설정해 두고 사용한다. 하지만 이런 경우 도 2a와 같이 채널의 최대 지연 샘플이 짧은 경우에도 성능은 L=32일 경우와 동일하게 나타난다.In general, the receiver sets L to a sufficiently large value in consideration of various channel environments in order to prevent possible performance degradation because the L value is smaller than the maximum delay sample of the actual channel. For example, in the case of FIG. 2, if the longest case of the impulse response of the channel among the channel environments under consideration is the case of FIG. 2B, the L value of the channel estimator is set to 32 and used. However, in this case, even when the maximum delay sample of the channel is short as shown in FIG. 2A, the performance is the same as when L = 32.
즉, 종래의 DFT 기반 채널 추정 방법에서는 수신 성능을 향상시키는데 많은 기술적 제약이 따른다는 한계가 있다.That is, in the conventional DFT-based channel estimation method, there are limitations that many technical constraints are involved in improving reception performance.
본 발명은 상술한 종래 기술의 기술적 한계를 극복하기 위한 것으로, DFT 기반의 채널 추정 방법에서 시간 영역의 유효 채널을 효과적으로 추정하여 DFT 기반 채널 추정 방법의 성능을 향상시키고, 동시에 잘못된 유효 채널 구간의 설정으로 인해 발생할 수 있는 채널 추정 성능의 열화를 막을 수 있는 OFDM 무선 모뎀의 DFT 기반 채널 추정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to overcome the technical limitations of the prior art described above, in the DFT-based channel estimation method to effectively estimate the effective channel in the time domain to improve the performance of the DFT-based channel estimation method, at the same time to set the wrong effective channel interval It is an object of the present invention to provide a DFT-based channel estimation method of an OFDM wireless modem that can prevent the degradation of channel estimation performance that may occur due to the present invention.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 최소 자승법에 의거하여 주파수 다중 분할 방식 수신기의 다수의 부채널들의 주파수 응답을 추정하는 단계와, 상기 추정된 주파수 응답을 입력받아 역 이산 푸리에 변환하여 상기 부채널들의 임펄스 응답을 구하는 단계와, 상기 임펄스 응답에 대한 유효 채널을 추정하는 단계와, 상기 유효 채널을 입력받아 이산 푸리에 변환하여 최종적인 각 채널의 주파수 응답을 추정하는 단계를 포함하는 주파수 다중 분할 방식 무선 모뎀의 이산 푸리에 변환 기반 채널 추정 방법을 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, estimating the frequency response of a plurality of subchannels of a frequency multiplexing receiver based on a least square method, and receiving the estimated frequency response inverse discrete Fourier Estimating an impulse response of the subchannels by converting, estimating an effective channel for the impulse response, and estimating a final frequency response of each channel by performing discrete Fourier transform on the valid channel; Discrete Fourier transform based channel estimation method of frequency multiplexing wireless modem.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 유효 채널 추정 방법을 이용한 DFT 기반 채널 추정 시스템에 대한 구성 블록도로서, LS 채널 추정기(40), N-포인트 IDFT(42), 잡음 전력 추정기(43), 유효 채널 추정기(44), 채널값 변환기(46), N-포인트 DFT(48)를 포함한다.4 is a block diagram illustrating a DFT-based channel estimating system using an effective channel estimating method according to a preferred embodiment of the present invention. The LS channel estimator 40, the N-point IDFT 42, and the noise power estimator 43 are illustrated in FIG. Effective channel estimator 44, channel value converter 46, and N-point DFT 48.
LS 채널 추정기(40)는 각 부채널들의 주파수 응답을 추정하며, N-포인트 IDFT(42)는 LS 채널 추정기(40)를 통해 추정된 데이터를 크기 N의 역 푸리에 변환을 통해 채널의 임펄스 응답으로 변환하는 역할을 수행한다.The LS channel estimator 40 estimates the frequency response of each subchannel, and the N-point IDFT 42 converts the data estimated by the LS channel estimator 40 into an impulse response of the channel through an inverse Fourier transform of size N. It performs the role of converting.
잡음 전력 추정기(43)는 N-포인트 IDFT(42)를 통해 임펄스 응답으로 변환된 데이터에서 순수 잡음만이 존재하는 N-L∼N 구간에서의 평균 잡음 전력을 산출하며, 이렇게 산출된 잡음 전력의 2배값이 임계값으로 유효 채널 추정기(44)에 전달된다.The noise power estimator 43 calculates the average noise power in the NL to N section where only pure noise exists in the data converted into the impulse response through the N-point IDFT 42, and doubles the calculated noise power. This threshold is passed to the effective channel estimator 44.
유효 채널 추정기(44)는 이 임계값을 기준으로 0∼L-1 구간의 샘플에 대해 유효 채널 여부를 판단하는 기능을 수행한다.The effective channel estimator 44 performs a function of determining whether an effective channel is valid for samples in the 0 to L-1 intervals based on this threshold value.
채널값 변환기(46)는 최종적으로 선택된 유효 채널 이외의 값에 대해서 영(0)으로 변환시킨 후 그 결과를 N-포인트 DFT(48)로 제공하는 역할을 수행한다.The channel value converter 46 converts a value other than the finally selected effective channel to zero and provides the result to the N-point DFT 48.
N-포인트 DFT(48)에서는 이러한 채널값 변환기(46)를 통해 변환된 데이터를 크기 N의 푸리에 변환을 통해 최종 주파수 영역의 추정 채널 값을 구한다.The N-point DFT 48 obtains the estimated channel value of the final frequency domain through the Fourier transform of size N of the data converted by the channel value converter 46.
도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 채널 추정기는 잡음 전력 추정기(43) 및 유효 채널 추정기(44)의 두 가지 추가 연산기를 구비한 것을 특징으로 한다. 이하에서는 이러한 특징을 기반으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OFDM 무선 모뎀의 DFT 기반 채널 추정 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.As can be seen in FIG. 4, the channel estimator according to the invention is characterized in that it comprises two additional operators: a noise power estimator 43 and an effective channel estimator 44. Hereinafter, a DFT-based channel estimation method of an OFDM wireless modem according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on these features.
먼저, 유효 채널 추정기(44)는 IDFT 변환을 통해 추정한 N 개의 채널의 임펄스 응답 샘플 각각에 대해 유효한 정보의 채널인지를 결정하는 기능을 수행한다. 또한, 유효 채널 결정기(44)는 추정 채널 임펄스 응답 샘플 각각에 대해 그 전력이 특정 임계값 λ보다 클 경우, 그 추정값을 유효 채널 정보로 간주한다. 즉, 유효 채널의 결정 여부는 다음 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.First, the effective channel estimator 44 estimates the impulse response samples of the N channels estimated through the IDFT transform. It performs the function of determining whether it is a channel of valid information for each. In addition, the effective channel determiner 44 considers the estimated value as valid channel information when the power for each of the estimated channel impulse response samples is larger than a specific threshold λ. That is, whether or not the effective channel is determined may be expressed by Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
여기서 은 N 개의 샘플 중 n 번째 샘플의 전력을 나타낸다. 즉, 은 아래 [수학식 4]와 같이 구할 수 있다.here Represents the power of the n th sample of N samples. In other words, Can be obtained as shown in [Equation 4] below.
[수학식 4][Equation 4]
따라서 유효 채널 샘플 결정기의 성능은 특정 임계값 ??에 따라 그 성능이 결정된다.Thus, the performance of the effective channel sampler is determined according to a particular threshold ??.
본 발명에 사용된 임계값 ??는 수학적 유도를 통해 구할 수 있으며, 그 값은 2배의 잡음전력으로 나타난다. 잡음전력은 수신단에 따라 변화될 수 있으며 이는 다음 [수학식 5]와 같이 구할 수 있다.The threshold ?? used in the present invention can be obtained through mathematical derivation, which is represented by twice the noise power. The noise power may vary depending on the receiver, which can be obtained as shown in Equation 5 below.
[수학식 5][Equation 5]
따라서 본 발명의 신호 처리 순서를 요약하면 다음과 같다.Therefore, the signal processing sequence of the present invention is summarized as follows.
우선 LS 채널 추정기(40)를 통해 추정한 부채널들의 주파수 응답 데이터는 크기 N의 역 푸리에 변환을 통해 채널의 임펄스 응답으로 변환된다.First, frequency response data of subchannels estimated by the LS channel estimator 40 is converted into an impulse response of a channel through an inverse Fourier transform of size N.
다음으로 잡음 추정기(43)에서 순수 잡음만이 존재하는 N-L∼N까지의 구간을 통해 수산단의 평균 잡음 전력을 구한다.Next, the noise estimator 43 calculates the average noise power of the fisheries terminal through the section from N-L to N where only pure noise exists.
이 추정한 잡음 전력의 2배값이 임계값으로 유효 채널 추정기(44)에 전달된다.Two times the estimated noise power is passed to the effective channel estimator 44 as a threshold.
유효 채널 추정기(44)는 이 임계값을 기준으로 0∼L-1 구간의 샘플에 대해 유효 채널 여부를 판단한다.The effective channel estimator 44 determines whether the effective channel is valid for the samples in the 0 to L-1 intervals based on this threshold value.
이후 채널값 변환기(46)에서는 최종적으로 선택된 유효 채널 이외 값에 대해서는 영(0)으로 변환시킨 후 크기 N의 푸리에 변환을 통해 최종적인 주파수 영역의 추정 채널값을 구할 수 있다.Thereafter, the channel value converter 46 may convert a value other than the finally selected effective channel to zero, and then obtain an estimated channel value of the final frequency domain through a Fourier transform of size N.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 주파수 분할 다중 접속 방식 통신 시스템의 채널 추정 장치에서, 시간 영역의 대표적인 채널 추정 장치인 DFT 기반 채널 추정 방법의 성능을 향상시키도록 구현한 것이다.As described above, the present invention is implemented to improve the performance of the DFT-based channel estimation method, which is a representative channel estimation apparatus in the time domain, in the channel estimation apparatus of the frequency division multiple access communication system.
예컨대, 채널의 전력이 지수적으로 감소하는 채널의 rms 지연 시간에 대한 채널 임펄스 응답이 도 5와 같은 채널 환경일 경우, 본 발명에 따른 채널 추정 방법을 통해 채널을 추정하였다.For example, when the channel impulse response to the rms delay time of the channel in which the power of the channel decreases exponentially is a channel environment as shown in FIG. 5, the channel is estimated through the channel estimation method according to the present invention.
그 결과, 도 6과 같이 채널이 30ns인 경우에는 종래의 방법에 비해 약 5dB의 성능 향상을 가짐을 알 수 있고, 세 가지 채널 환경(30ns, 80ns, 150ns)에 대해 모두 MSE 오류와 같은 성능 열화는 발생하지 않았다.As a result, when the channel is 30ns as shown in Figure 6, it can be seen that the performance improvement of about 5dB compared to the conventional method, performance degradation such as MSE error for all three channel environment (30ns, 80ns, 150ns) Did not occur.
이상, 본 발명을 실시예에 근거하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 범주 내에서 여러 가지 변형이 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated concretely based on the Example, this invention is not limited to this Example, Of course, various changes are possible within the scope of the following Claim.
본 발명에 의하면, 다양한 채널 환경에 대해 그 채널의 유효 임펄스 응답을 추정하여 다양한 채널 환경에 대해 적응적으로 대처할 수 있다. 특히, 채널의 임펄스 샘플이 짧은 채널일 경우 그 성능을 현저히 향상시킬 수 있으며, 채널이 드문드문 존재하는 스파스 채널(sparse channel)에 대해 보다 더 좋은 수신 성능을 가질 수 있다.According to the present invention, an effective impulse response of a channel can be estimated for various channel environments, thereby adaptively coping with various channel environments. In particular, when the impulse sample of the channel is a short channel, the performance can be significantly improved, and the channel can have a better reception performance for sparse channels where sparse channels exist.
도 1은 전형적인 주파수 다중 분할(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템 및 최소자승 채널 추정 시스템에 대한 구성 블록도,1 is a block diagram illustrating a typical Orthogonal Frequency Division Multiplexing system and least squares channel estimation system;
도 2a 및 도 2b는 rms(root mean square) 지연 시간에 따른 채널 임펄스 응답 변화 특성을 나타낸 그래프,2A and 2B are graphs illustrating changes in channel impulse response according to root mean square (rms) delay time;
도 3은 종래의 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform) 기반의 채널 추정 시스템에 대한 구성 블록도,3 is a block diagram illustrating a conventional channel estimation system based on a Discrete Fourier Transform.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 유효 채널 추정 방법을 이용한 DFT 기반 채널 추정 시스템에 대한 구성 블록도,4 is a block diagram illustrating a DFT-based channel estimation system using an effective channel estimation method according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유효 채널 추정 방법을 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining an effective channel estimation method according to an embodiment of the present invention;
도 6은 도 5의 채널을 이용했을 때 종래의 DFT 기반 채널 추정 방법과 본 발명에 따른 DFT 기반 채널 추정 방법의 성능을 비교한 그래프.6 is a graph comparing the performance of the conventional DFT-based channel estimation method and the DFT-based channel estimation method according to the present invention when using the channel of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
40 : LS 채널 추정기 42 : N-포인트 IDFT40: LS channel estimator 42: N-point IDFT
43 : 잡음 전력 추정기 44 : 유효 채널 추정기43: noise power estimator 44: effective channel estimator
46 : 채널값 변환기 48 : N-포인트 DFT46: channel value converter 48: N-point DFT
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050048661A KR100647079B1 (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Method for providing dft-based channel estimation of ofdm system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050048661A KR100647079B1 (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Method for providing dft-based channel estimation of ofdm system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050071401A true KR20050071401A (en) | 2005-07-07 |
| KR100647079B1 KR100647079B1 (en) | 2006-11-23 |
Family
ID=37261322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050048661A KR100647079B1 (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Method for providing dft-based channel estimation of ofdm system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100647079B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100882880B1 (en) * | 2007-08-23 | 2009-02-09 | 전자부품연구원 | Channel estimation system on the basis of be simplified dft for ofdm system and the method thereof |
| KR100969574B1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-07-12 | 주식회사 텔레칩스 | Channel estimated apparatus based on discrete fourier transform and method for the same |
| KR101139912B1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-04-30 | 인하대학교 산학협력단 | adaptive form Channel estimative apparatus Using DWT |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7039001B2 (en) | 2002-10-29 | 2006-05-02 | Qualcomm, Incorporated | Channel estimation for OFDM communication systems |
| JP2005045628A (en) | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Fujitsu Ltd | Receiver of orthogonal frequency division multiplex communication system |
| KR100891806B1 (en) * | 2003-11-26 | 2009-04-07 | 삼성전자주식회사 | Apparatus for channel allocaction adaptively by channel estimation in orthogonal frequency division multiple access system and the method thereof |
| KR100656384B1 (en) * | 2004-10-29 | 2007-02-28 | 전자부품연구원 | Channel estimation method using linear prediction in an ofdm communication system with virtual subcarriers, and device thereof |
-
2005
- 2005-06-08 KR KR1020050048661A patent/KR100647079B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100882880B1 (en) * | 2007-08-23 | 2009-02-09 | 전자부품연구원 | Channel estimation system on the basis of be simplified dft for ofdm system and the method thereof |
| KR100969574B1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-07-12 | 주식회사 텔레칩스 | Channel estimated apparatus based on discrete fourier transform and method for the same |
| KR101139912B1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-04-30 | 인하대학교 산학협력단 | adaptive form Channel estimative apparatus Using DWT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100647079B1 (en) | 2006-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | A novel channel estimation method for OFDM mobile communication systems based on pilot signals and transform-domain processing | |
| US8064328B2 (en) | Channel estimation device | |
| KR101212471B1 (en) | Delay restricted channel estimation for multi-carrier systems | |
| Kang et al. | Efficient DFT-based channel estimation for OFDM systems on multipath channels | |
| KR100981400B1 (en) | Radio communication system performing multi-carrier transmission, reception device, and reception method | |
| TWI407719B (en) | A symbol time synchronization method for ofdm systems | |
| KR100896654B1 (en) | Apparatus and method for estimating delay spread of multi-path fading channel in ofdm system | |
| KR20060125876A (en) | Channel estimation for a communication system using spectral estimation | |
| CN102752253A (en) | Method for inhibiting inter-carrier interference of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system by time-frequency domain combined processing | |
| KR101368131B1 (en) | A method and an apparatus for estimating a delay spread of a multipath channel | |
| KR100835164B1 (en) | Apparatus and method for channel estimate in broadband wireless access communication system | |
| US7916660B2 (en) | Noise power estimation apparatus and method | |
| KR100647079B1 (en) | Method for providing dft-based channel estimation of ofdm system | |
| EP1946469A1 (en) | Method for generating preamble sequence using pn sequence, and method for time synchronization and frequency offset estimation using pn sequence | |
| US7830984B2 (en) | OFDM/OFDMA channel estimation | |
| US8731109B2 (en) | Methods and systems for effective channel estimation in OFDM systems | |
| KR100602518B1 (en) | Method and apparatus for channel estimation for ofdm based communication systems | |
| CN1567762A (en) | A channel estimation method adapted for OFDMA system | |
| KR101492641B1 (en) | Method for estimating and compensating channel and receiver using the same | |
| KR101159122B1 (en) | Apparatus and method estimating of channel time delay in broadband wireless communication system | |
| Kaasila | Performance analysis of an ofdm system using data-aided channel estimation | |
| KR100781044B1 (en) | The aparatus and method for Channel Estimation For Wirelss Telecommnunication System | |
| Adeyemo et al. | Comparative Analysis of CMA and MMSE in MIMO-OFDM system | |
| KR101084146B1 (en) | Method for Estimating Frequency Offset | |
| KR101302267B1 (en) | Apparatus and method for channel estimation using over-sampling in sc-fdma based mobile telecommunication system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100830 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |