KR20060038070A - Channel estimation method using linear prediction in an ofdm communication system with virtual subcarriers, and device thereof - Google Patents
Channel estimation method using linear prediction in an ofdm communication system with virtual subcarriers, and device thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060038070A KR20060038070A KR1020040087219A KR20040087219A KR20060038070A KR 20060038070 A KR20060038070 A KR 20060038070A KR 1020040087219 A KR1020040087219 A KR 1020040087219A KR 20040087219 A KR20040087219 A KR 20040087219A KR 20060038070 A KR20060038070 A KR 20060038070A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- channel
- virtual
- frequency response
- virtual subcarrier
- response
- Prior art date
Links
Images
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
- H04L25/024—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
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2649—Demodulators
- H04L27/26534—Pulse-shaped multi-carrier, i.e. not using rectangular window
- H04L27/2654—Filtering per subcarrier, e.g. filterbank multicarrier [FBMC]
-
- 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
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2656—Frame synchronisation, e.g. packet synchronisation, time division duplex [TDD] switching point detection or subframe synchronisation
-
- 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
- H04L25/0256—Channel estimation using minimum mean square error criteria
Abstract
본 발명은 가상 부반송파를 가진 OFDM 통신 시스템의 채널 추정 방법에 관한 것으로서, (a) 수신된 OFDM 신호로부터 파일럿 채널의 주파수 응답을 LS 방식으로 추정하는 단계와, (b) 상기 파일럿 채널의 주파수 응답으로부터 가상 부반송파 채널의 주파수 응답을 선형 예측하는 단계와, (c) 상기 (a) 단계 및 (b) 단계에서 계산된 주파수 응답으로부터 파일럿 채널 및 가상 반송파 채널을 포함하는 전체 채널 응답을 구성하는 단계와, (d) 상기 전체 채널 응답에 대하여 IFFT 연산을 수행하는 단계와, (e) 상기 IFFT 연산을 수행한 전체 채널 응답에 대하여 잡음 영향을 감소시키기 위한 진폭조정을 수행하는 단계와, (f) 상기 진폭조정된 전체 채널 응답을 FFT 연산에 의하여 주파수 영역의 채널 추정값으로 변환하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 가상 부반송파에 의해 발생하는 시간 영역 퍼짐 현상을 효과적으로 개선하여 채널추정 성능을 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a channel estimation method of an OFDM communication system having a virtual subcarrier, comprising the steps of: (a) estimating a frequency response of a pilot channel from a received OFDM signal by LS; and (b) from the frequency response of the pilot channel. Linearly predicting the frequency response of the virtual subcarrier channel, (c) constructing an overall channel response including a pilot channel and a virtual carrier channel from the frequency response calculated in steps (a) and (b); (d) performing an IFFT operation on the entire channel response, (e) performing amplitude adjustment to reduce noise effects on the entire channel response on which the IFFT operation is performed, and (f) performing the amplitude Converting the adjusted total channel response into a channel estimate in the frequency domain by an FFT operation. According to the present invention, the channel estimation performance can be improved by effectively improving the time-domain spreading phenomenon generated by the virtual subcarriers.
OFDM, 가상 부반송파, 채널 추정, 선형예측, DFT, LS, MMSE, OFDM, virtual subcarrier, channel estimation, linear prediction, DFT, LS, MMSE,
Description
도 1은 OFDM 시스템에서 종래의 DFT 기반 채널추정을 위한 장치의 블록도.1 is a block diagram of an apparatus for conventional DFT based channel estimation in an OFDM system.
도 2는 도 1의 DFT 기반 채널추정 기법의 최소자승에러(MSE) 성능을 나타내는 그래프.FIG. 2 is a graph showing least square error (MSE) performance of the DFT-based channel estimation scheme of FIG.
도 3은 도 1의 DFT 기반 채널추정 기법에서 가상 부반송파에 의한 채널 임펄스 응답의 퍼짐 현상을 나타내는 도면.FIG. 3 is a diagram illustrating a spread phenomenon of a channel impulse response due to a virtual subcarrier in the DFT-based channel estimation technique of FIG. 1. FIG.
도 4는 OFDM 심볼의 부반송파 구성도.4 is a diagram illustrating a subcarrier configuration of an OFDM symbol.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 채널추정을 수행하는 장치의 블록도.5 is a block diagram of an apparatus for performing channel estimation in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 파일럿 부반송파 위치의 LS 채널 추정값을 이용한 가상 부반송파 위치의 순방향 및 역방향 채널 예측기법의 개념도.6 is a conceptual diagram of forward and reverse channel prediction techniques of virtual subcarrier positions using LS channel estimates of pilot subcarrier positions, according to an embodiment of the present invention.
도 7은 주어진 시스템 모델에서 최적 MMSE 채널추정기법, 종래의 DFT 기반 채널추정기법, 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널추정기법의 MSE 성능 비교도.7 is a comparison diagram of MSE performance of an optimal MMSE channel estimation technique, a conventional DFT based channel estimation technique, and a channel estimation technique according to a preferred embodiment of the present invention in a given system model.
도 8은 주어진 시스템 모델에서 최적 MMSE 채널추정기법, 종래의 DFT 기반 채널추정기법, 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널추정기법의 BER 성능 비교도.8 is a comparison of BER performance of an optimal MMSE channel estimation technique, a conventional DFT based channel estimation technique, and a channel estimation technique in accordance with a preferred embodiment of the present invention in a given system model.
본 발명은 OFDM 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 가상 반송파를 가진 OFDM 시스템에서 선형예측을 이용한 DFT 기반 채널추정 기법에 관한 것이다.The present invention relates to an OFDM communication system, and more particularly, to a DFT-based channel estimation technique using linear prediction in an OFDM system having a virtual carrier.
직교 주파수 분할 다중화 방식(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM"이라 함)은 통신 세션을 위해 할당된 주파수 대역폭을 복수의 협대역 주파수 부대역으로 분할하는 광대역 변조 방식으로서, 각 부대역은 무선 주파수(RF) 부반송파를 포함하며, 각 부반송파는 다른 부채널들 각각에 포함된 RF 부반송파에 대해 수학적으로 직교한다. 상기 부반송파들의 직교성은 그들의 개별 스펙트럼들이 다른 반송파들과의 간섭없이 중첩됨을 허용한다. 주파수 대역폭을 복수의 직교 부대역들로 분할함으로 말미암아 OFDM 방식은 높은 데이터 전송 속도와 매우 효율적인 대역폭 사용이 가능하다.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a wideband modulation scheme that divides a frequency bandwidth allocated for a communication session into a plurality of narrowband frequency subbands, each subband being wireless. Frequency subcarriers, each subcarrier being mathematically orthogonal to the RF subcarriers included in each of the other subchannels. The orthogonality of the subcarriers allows their individual spectra to overlap without interference with other carriers. By dividing the frequency bandwidth into a plurality of orthogonal subbands, the OFDM scheme enables high data rates and very efficient bandwidth usage.
OFDM 방식은 전송하고자 하는 데이터를 먼저 M-ary QAM (M-ary quadrature amplitude modulation) 형태의 복소심벌(complex symbol)로 변환하고 복소심벌의 수열인 복소심벌열(complex symbol sequence)을 직병렬전환을 통해 다수의 병렬 복소심벌로 전환한 후 병렬 복소심벌들 각각을 구형파성형화(rectangular pulseshaping)하고 부반송파(sub-carrier)변조하는 다중반송파변조(Multi-Carrier Modulation) 방식이다. 다중반송파변조 방식에서는 부반송파변조된(sub-carrier modulated) 모든 병렬 복소 심볼들이 서로 직교 (orthogonal)하도록 부반송파 사이의 주파수 간격이 설정된다. The OFDM method first converts the data to be transmitted into a complex symbol in the form of M-ary quadrature amplitude modulation (M-ary QAM), and performs a serial-to-parallel conversion of the complex symbol sequence, which is a sequence of complex symbols. The multi-carrier modulation method converts a plurality of parallel complex symbols through a rectangular pulseshaping and sub-carrier modulation. In the multicarrier modulation scheme, frequency intervals between subcarriers are set such that all sub-carrier modulated parallel complex symbols are orthogonal to each other.
OFDM 방식을 사용하지 않고 무선 페이딩(fading) 채널을 통해 M-ary QAM 변조신호를 전송할 경우, 다중경로지연(multipath delay)에 의해 발생하는 채널의 지연확산(delay spread)이 변조신호의 심벌주기보다 크면, 심벌간상호간섭(inter-symbol interference)이 발생하여 수신단에서 올바른 신호복원이 불가능해진다. 따라서 랜덤한 지연확산을 보상하는 등화기(equalizer)를 사용해야 하지만, 등화기의 구현이 매우 복잡할 뿐만 아니라 수신단에서 입력잡음에 의한 전송성능의 열화가 커지는 단점이 있다. When the M-ary QAM modulated signal is transmitted through a wireless fading channel without using the OFDM scheme, the delay spread of the channel caused by the multipath delay is greater than the symbol period of the modulated signal. If large, inter-symbol interference occurs, and correct signal restoration is impossible at the receiving end. Therefore, an equalizer must be used to compensate for random delay spread, but the implementation of the equalizer is not only very complicated but also has a disadvantage in that the transmission performance is degraded due to input noise at the receiving end.
반면, OFDM 방식을 이용하면 각 병렬 복소 심볼의 심벌 주기를 채널의 지연확산보다 훨씬 길게 할 수 있으므로 심벌간 상호간섭을 상대적으로 매우 작게 할 수 있다. 특히 보호구간(guard interval)을 지연확산보다 길게 설정함으로써 심벌간 상호간섭을 완전히 제거할 수 있는 장점이 있다. 물론 다중경로지연에 의한 랜덤한 지연확산을 보상하는 등화기를 구현할 필요가 없다. 따라서, OFDM 방식은 무선 페이딩 채널을 통한 데이터 전송에 매우 효과적이므로 현재 유럽의 지상파(terrestrial) 디지털 텔레비전 및 오디오 방송시스템에 대한 표준 전송방식으로 채택되어 있다. 또한 디지털가입자망(DSL; digital subscriber loop) 및 전력선통신(powerline communication) 등의 유선 채널을 통한 데이터 전송시스템 등에서도 선로망 환경에서 발생하는 다중경로 반사(multipath reflection)에 의한 전송성능 열화를 제거하는 데 많이 사용되고 있다. On the other hand, using the OFDM scheme, since the symbol period of each parallel complex symbol can be much longer than the delay spread of the channel, the interference between symbols can be relatively small. In particular, by setting the guard interval longer than delay spread, there is an advantage that the interference between symbols can be completely eliminated. Of course, there is no need to implement an equalizer that compensates for random delay spread due to multipath delay. Accordingly, the OFDM scheme is very effective for data transmission over a wireless fading channel and is currently adopted as a standard transmission scheme for terrestrial digital television and audio broadcasting systems in Europe. In addition, data transmission system through wired channel such as digital subscriber loop (DSL) and powerline communication eliminates degradation of transmission performance due to multipath reflection occurring in line network environment. It is used a lot.
OFDM 방식을 이용한 데이터 전송시스템의 송신단은 전송하고자 하는 데이터를 먼저 부호화데이터(coded data)로 바꾸는 채널부호화(channel encoding) 수단, 부호화데이터를 매핑기(mapper)를 통해 M-ary QAM, PSK(phase shift keying) 및 DPSK(differential PSK) 등 형태의 복소심벌로 변환하고 이를 직병렬전환을 통해 다수의 병렬 복소심벌로 전환한 후 각각의 병렬 복소심벌을 구형파성형화하고 부반송파변조한 후 부반송파변조된 모든 신호들의 합을 반송파변조하는 변조 수단, 그리고 무선 및 유선 채널을 통해 반송파변조된 신호를 전송하기 위해 증폭기 및 안테나 등으로 구성되는 송신단채널정합 수단 등으로 구성된다. 수신단은 송신단과는 반대로 수신단채널정합 수단, 복조 수단 및 채널복호화(channel decoding) 수단 등으로 구성된다. The transmitting end of the data transmission system using the OFDM scheme first converts the data to be transmitted into coded data through channel encoding means and M-ary QAM and PSK through a mapper. After converting into complex symbols in the form of shift keying) and DPSK (differential PSK), and converting them into multiple parallel complex symbols through serial-to-parallel conversion, each parallel complex symbol is square-shaped and subcarrier modulated and then all subcarrier modulated And modulation means for carrier-modulating the sum of the signals, and transmission-end channel matching means, including an amplifier and an antenna, for transmitting the carrier-modulated signal through wireless and wired channels. In contrast to the transmitting end, the receiving end comprises a receiving end channel matching means, a demodulation means, a channel decoding means and the like.
상기한 채널부호화 수단으로는 길쌈부호화(convolutional encoding), 블록부호화(block encoding), 터보부호화(turbo encoding) 등을 포함하는 다수의 방법 또는 그들의 적절한 조합이 이용된다. 상기한 송신단 변조 수단 중 다수의 병렬 복소심벌들의 구형파성형화 및 부반송파변조 수단은 표본화이론(sampling theorem)에 근거하여 IFFT(inverse fast Fourier transform)신호처리 수단으로 구현하며, 수신단에서의 역신호처리는 FFT(fast Fourier transform)신호처리 수단을 이용한다.As the channel encoding means, a number of methods including a convolutional encoding, a block encoding, a turbo encoding, or the like, or a suitable combination thereof are used. The square wave shaping and subcarrier modulation means of a plurality of parallel complex symbols among the transmitter modulation means are implemented as an inverse fast Fourier transform (IFFT) signal processing means based on a sampling theorem. Fast Fourier transform (FFT) signal processing means is used.
OFDM 방식을 이용한 데이터 전송시스템의 송신단에서 부호화데이터는 매핑기를 거쳐 복소심벌로 전환되며, 복소심벌은 주파수교직기(frequency interleaver) 및 수신단의 주파수역교직화기(frequency deinterleaver)에 의해 인접하는 복소심 벌들이 서로 독립적인 페이딩 영향을 받게 된다. 따라서 수신단에서 복원된 부호화데이터는 군집성(burst) 형태의 손실로 인한 심각한 성능열화가 방지된다. 그러나, 페이딩에 의한 정보의 손실확률이 여전히 매우 높아 비페이딩 채널(unfaded channel)을 통한 데이터 전송에 비해 전송성능의 열화가 심한 단점이 있다. At the transmitting end of the OFDM system, the encoded data is converted into complex symbols through a mapper, and the complex symbols are complex symbols adjacent by a frequency interleaver and a frequency deinterleaver of the receiving end. They are subject to fading independent of each other. Therefore, the coded data reconstructed at the receiving end is prevented from severe performance deterioration due to the loss of the burst form. However, the probability of loss of information due to fading is still very high, which results in a severe degradation of transmission performance compared to data transmission through an unfaded channel.
한편, 다수의 직교 부반송파(orthogonal subcarrier)를 사용하는 OFDM 방식에서 수신단에서 복조된 각 부반송파는 데이터 심볼과 주파수 비선택적 페이딩(각 부반송파에서의 주파수 응답)의 곱으로 나타난다. 코히어런트(coherent) 변조 방식을 사용하는 OFDM 방식에서는 데이터 검출을 위해 각 부반송파에서의 채널 페이딩 왜곡을 추정하고 그 결과를 단일탭 등화기의 계수로 사용하여 각 복조 부반송파로부터 페이딩 왜곡을 제거하게 된다. 이와 같은 데이터 검출 과정에서 검출 성능에 영향을 주는 중대한 요소가 채널 추정이며, 이를 위해 많은 연구가 이루어져 왔다.Meanwhile, in an OFDM scheme using a plurality of orthogonal subcarriers, each subcarrier demodulated by a receiver is represented as a product of data symbols and frequency non-selective fading (frequency response in each subcarrier). In the OFDM method using a coherent modulation scheme, the channel fading distortion of each subcarrier is estimated for data detection, and the result is used as a coefficient of a single tap equalizer to remove fading distortion from each demodulated subcarrier. . In this data detection process, a significant factor affecting the detection performance is channel estimation, and many studies have been conducted for this purpose.
OFDM을 위한 채널추정방식은 채널추정기를 유도하는 과정에서 어떤 기준을 사용했느냐에 따라 선형최소평균제곱오차(LMMSE: Linear Minimum Mean Square Error) 기준의 채널추정방식과 최소제곱(LS: Least Square) 기준의 채널추정방식으로 구분할 수 있다. 이 중에서 LS 기준의 채널추정방식은 계산이 매우 간단하지만 잡음의 영향을 크게 받는 단점이 있다. MMSE 기준의 채널추정방식은 잡음의 영향을 고려하여 채널을 추정하므로 LS 기준의 방식에 비해 우수한 추정성능을 나타낸다. The channel estimation method for OFDM is based on the channel estimation method based on Linear Minimum Mean Square Error (LMMSE) and the least square (LS) based on which criterion was used in deriving the channel estimator. It can be divided into channel estimation method. Among them, the channel estimation method based on LS is very simple to calculate, but has a disadvantage of greatly affected by noise. The channel estimation method based on the MMSE shows an excellent estimation performance compared to the LS reference method because the channel estimation method considers the influence of noise.
또한, OFDM을 위한 채널추정방식은 채널추정에 사용되는 데이터의 형태에 따라 기본적으로 훈련심볼(training symbol)을 이용한 채널추정방식, 파일럿 톤(pilot tone)을 이용한 채널추정방식, 결정지향(decision directed) 채널추정방식 으로 구분할 수 있다.In addition, the channel estimation method for OFDM is basically a channel estimation method using a training symbol, a channel estimation method using a pilot tone, and a decision directed according to the type of data used for the channel estimation. ) Can be classified into channel estimation method.
이 중에서 파일럿 톤을 이용하면서 MMSE 기준을 적용한 채널추정방식은 우수한 추정성능으로 시변채널의 변화를 추적(tracking)할 수 있는 장점이 있으나, 계산량이 과도하여 부반송파의 수가 많은 경우에는 구현이 어려운 문제가 있다. 이와 같은 문제는 채널추정 과정을 주파수 영역과 시간 영역을 모두 사용하여 처리하는 DFT(Discrete-Time Fourier Transform) 기반의 채널 추정방식을 사용하여 해결할 수 있다. 그러나, 이 방식은 기본적으로 파일럿 톤이 전체 주파수 대역에 걸쳐 할당되었다는 가정하에 설계된 방식이기 때문에, 특정 주파수 대역에 부반송파를 할당하지 않는 가상 부반송파(virtual subcarrier)를 사용하는 OFDM 시스템에 이 방식을 적용할 경우 시간 영역에서 다중경로 채널의 각 경로 사이에 간섭이 발생하여 추정성능이 크게 열화된다. 가상 부반송파의 삽입은 특정 채널의 대역밖(out-of-band) 전력 스펙트럼 밀도(power spectrum density)를 제한시켜 채널간 간섭을 방지하는 가장 간단한 방법이다. Among them, the channel estimation method using the pilot tone and the MMSE criterion has the advantage of tracking the change of time-varying channel with excellent estimation performance, but it is difficult to implement when the number of subcarriers is large due to excessive computation. have. This problem can be solved using the Discrete-Time Fourier Transform (DFT) based channel estimation method which processes the channel estimation process using both the frequency domain and the time domain. However, this scheme is basically designed on the assumption that pilot tones are allocated over the entire frequency band. Therefore, the scheme is applied to an OFDM system using a virtual subcarrier that does not allocate a subcarrier to a specific frequency band. In this case, interference occurs between the paths of the multipath channel in the time domain, which greatly degrades the estimation performance. Insertion of virtual subcarriers is the simplest way to prevent inter-channel interference by limiting the out-of-band power spectrum density of a particular channel.
도 1은 OFDM 시스템에서 종래의 DFT 기반 채널추정을 위한 장치를 예시한 블록도이며, 도 1에서 N은 전체 부반송파 수를 나타내고, N v 는 가상 부반송파로 할당된 부반송파의 수를 나타내며, N p 는 파일럿 톤의 수를 나타내는데, 기존의 방식에서는 N v 가 0이라고 가정한다. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for a conventional DFT-based channel estimation in an OFDM system, in which N represents the total number of subcarriers, N v represents the number of subcarriers allocated as virtual subcarriers, and N p is The number of pilot tones is shown. In the conventional scheme, it is assumed that N v is zero.
도 1에 도시된 채널추정기는 먼저 크기 N의 FFT에 의해 복조된 OFDM 심볼 의 각 파일럿 톤으로부터 부채널 응답 을 구한다. 이는 각 파일럿 톤 위 치에서 복조된 수신 데이터 심볼 로부터 파일럿 톤에 할당된 데이터 심볼을 제거해줌으로써 이루어진다. 이를 주파수영역 신호에서의 LS 채널추정방식이라고 하며, LS 채널 추정기(110)에 의하여 수행된다. 모든 파일럿 톤 위치에서 LS 추정 기법을 사용하여 파일럿 부채널을 추정한 후 나머지 데이터 부반송파 위치에 0을 삽입하고, 그 결과를 크기 N의 IFFT 연산기(또는 IDFT 연산기)(120)에 의하여 시간영역으로 변환한다. 이 과정에서 얻게 되는 신호는 파일럿 톤의 간격 이 샘플링 이론을 만족시켰다면 다중경로 채널의 순시 임펄스 응답(CIR; Channel Impulse Response)이 된다. 이 임펄스 응답은 M 번 반복되는 구조를 가지며, 반복 구간은 N/M이 된다. 다음으로, MMSE 가중기(130)에 의하여, 첫 번째 N/M구간의 신호에 적절한 계수를 곱하여 원래 채널 임펄스 응답과 유사한 값을 갖도록 조정한다. 마지막으로, 크기 N의 FFT 연산기(140)에 의하여 전술한 임펄스 응답을 주파수영역으로 변환시키면 채널의 주파수 영역 응답 을 얻게 된다. The channel estimator shown in FIG. 1 is first demodulated by an OFDM symbol of size N Subchannel response from each pilot tone Obtain This is the demodulated received data symbol at each pilot tone position. By removing the data symbols assigned to the pilot tones from This is called an LS channel estimation method in a frequency domain signal and is performed by the
그런데, 주파수영역에서는 파일럿 톤뿐만 아니라 파일럿 톤 사이의 부반송파 위치에서 채널 주파수 응답을 구해야 한다. 즉, 주파수영역에서의 보간(interpolation) 과정이 필요하다. 이는 앞에서 얻은 N/M 샘플을 갖는 임펄스 응답의 뒷부분에 N-N/M개의 0을 삽입한 후(zero padding), 그 결과에 크기 N의 DFT 또는 FFT를 수행하여 이루어진다.However, in the frequency domain, the channel frequency response should be obtained at subcarrier positions between the pilot tones as well as the pilot tones. In other words, an interpolation process in the frequency domain is required. This is done by inserting NN / M zeros at the back of the impulse response with the N / M sample obtained earlier, then performing a DFT or FFT of size N on the result.
도 2는 가상 반송파를 이용한 OFDM 시스템에서 도 1의 DFT 기반 채널추정 기법의 최소자승에러(MSE; Mean Square Error) 성능을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 기본적인 DFT 기반 채널추정방식은 파일럿 톤의 간격이 다중경로 채널의 코히어런스 대역폭(coherence bandwidth)을 고려한 샘플링 간격보다 작고, N/M이 다중경로 채널의 최대지연확산과 같거나 작다면 기본적으로 주파수영역 LMMSE 채널추정방식과 거의 유사한 추정성능을 나타내고 있다. 그러나, 가상 반송파를 삽입한 경우에 이 방식을 적용하게 되면 샘플간격의 채널에서 가상 부반송파의 수에 따라 추정성능이 급격히 저하됨을 알 수 있다. 이는 DFT 기반 채널추정기법의 IFFT을 통해 출력된 시간영역의 신호가 도 3에 도시된 바와 같이 가상 부반송파로 인해 퍼지게 되는(dispersive) 현상이 발생하기 때문이며, 시간영역 신호가 퍼짐으로 인해 채널추정 성능이 저하되는 것이다. FIG. 2 illustrates the performance of Mean Square Error (MSE) of the DFT-based channel estimation scheme of FIG. 1 in an OFDM system using a virtual carrier. As shown, the basic DFT-based channel estimation method has a pilot tone interval smaller than the sampling interval considering the coherence bandwidth of the multipath channel, and N / M is equal to the maximum delay spread of the multipath channel. If it is small, it shows basically similar estimation performance as the frequency domain LMMSE channel estimation method. However, when this method is applied when the virtual carrier is inserted, it can be seen that the estimation performance is drastically degraded according to the number of virtual subcarriers in the sample interval channel. This is because the time domain signal output through the IFFT of the DFT-based channel estimation technique is dispersive due to the virtual subcarriers as shown in FIG. It will be degraded.
이러한 현상이 발생하는 근본적인 원인은 DFT 또는 FFT를 수행하는 과정에서 발생한다. 즉, 주파수영역 채널 응답을 DFT한다는 것은 주파수영역 채널 응답에 구형 윈도우(rectangular window)를 곱한 신호를 DFT한다는 것과 같다. 따라서, DFT 결과는 신호의 DFT 결과와 구형 윈도우의 DFT 결과 즉, sinc 함수를 컨볼루션(convolution)한 것이 된다. 구형 윈도우의 길이가 채널의 대역폭과 같다면(가상 부반송파를 사용하지 않는 경우) 이산시간 영역에서 sinc 함수는 델타 함수(delta function)가 되고 결국 DFT 결과는 채널의 임펄스 응답 자체로 나타난다. 그러나, 가상 부반송파를 사용하는 경우에는 구형 윈도우의 길이가 채널의 대역폭보다 짧아지게 되고 이로 인해 sinc 함수는 이산시간 샘플링 위치와 다른 시간에서 부호 변환(zero-crossing)하게 된다. 따라서, 구형 윈도우의 시간영역 신호는 샘플링 위치에서 0이 아닌 값을 갖게 되므로 DFT 결과는 원래의 채널의 임펄스 응답과 다른 값 을 갖게 되는 것이다. The root cause of this phenomenon occurs in the process of performing the DFT or FFT. In other words, the DFT of the frequency domain channel response is equivalent to the DFT of the signal obtained by multiplying the frequency domain channel response by a rectangular window. Therefore, the DFT result is a convolution of the DFT result of the signal and the DFT result of the rectangular window, that is, the sinc function. If the length of the rectangular window is equal to the bandwidth of the channel (without using virtual subcarriers), then in the discrete time domain, the sinc function becomes a delta function and the DFT result is the channel's impulse response itself. However, when using a virtual subcarrier, the length of the rectangular window is shorter than the bandwidth of the channel, which causes the sinc function to zero-cross at a time different from the discrete time sampling position. Therefore, since the time-domain signal of the rectangular window has a non-zero value at the sampling position, the DFT result is different from the impulse response of the original channel.
전술한 바와 같이, 가상 부반송파 기술은 대부분의 OFDM 시스템에서 기본적으로 사용되고 있기 때문에, 파일럿 톤을 사용하는 DFT 기반의 채널추정방식에서 우수한 추정성능을 얻기 위해서는 반드시 이에 대한 고려가 이루어져야 한다.As described above, since the virtual subcarrier technology is basically used in most OFDM systems, it must be considered to obtain excellent estimation performance in the DFT-based channel estimation method using pilot tones.
이에 본 발명은 가상 부반송파를 사용하는 OFDM 시스템에 적합한 새로운 채널추정방식을 제안하며, 특히 파일럿 톤을 이용한 DFT 기반 채널추정기법에 있어서 가상 부반송파에 의해 발생하는 왜곡을 감소시키기는 데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention proposes a new channel estimation method suitable for an OFDM system using a virtual subcarrier, and particularly aims at reducing distortion caused by a virtual subcarrier in a DFT-based channel estimation technique using a pilot tone.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 가상 부반송파를 가진 OFDM 통신 시스템의 채널 추정 방법이 제공되며, (a) 수신된 OFDM 신호로부터 파일럿 채널의 주파수 응답을 LS 방식으로 추정하는 단계와, (b) 상기 파일럿 채널의 주파수 응답으로부터 가상 부반송파 채널의 주파수 응답을 선형 예측하는 단계와, (c) 상기 (a) 단계 및 (b) 단계에서 계산된 주파수 응답으로부터 파일럿 채널 및 가상 반송파 채널을 포함하는 전체 채널 응답을 구성하는 단계와, (d) 상기 전체 채널 응답에 대하여 IFFT 연산을 수행하는 단계와, (e) 상기 IFFT 연산을 수행한 전체 채널 응답에 대하여 잡음 영향을 감소시키기 위한 진폭조정을 수행하는 단계와, (f) 상기 진폭조정된 전체 채널 응답을 FFT 연산에 의하여 주파수 영역의 채널 추정값으로 변환하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a channel estimation method of an OFDM communication system having a virtual subcarrier, (a) estimating the frequency response of the pilot channel from the received OFDM signal by the LS scheme (B) linearly predicting the frequency response of the virtual subcarrier channel from the frequency response of the pilot channel, and (c) the pilot channel and virtual carrier from the frequency response calculated in steps (a) and (b) Constructing an overall channel response comprising a channel, (d) performing an IFFT operation on the overall channel response, and (e) reducing a noise effect on the overall channel response on which the IFFT operation is performed; Performing amplitude adjustment, and (f) converting the amplitude-adjusted total channel response into a channel estimate in the frequency domain by FFT operation. The.
이 때, 상기 가상 부반송파는 상기 OFDM 신호의 통과 대역 좌·우에 각각 위 치하며, 상기 (b) 단계는 (g) 상기 통과 대역의 우측에 위치하는 가상 부반송파 채널의 주파수 응답을 순방향 선형예측하는 단계와, (h) 상기 통과 대역의 좌측에 위치하는 가상 부반송파 채널의 주파수 응답을 역방향 선형예측하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the virtual subcarriers are located to the left and right of the pass band of the OFDM signal, and step (b) includes (g) forward linear prediction of the frequency response of the virtual subcarrier channel located to the right of the pass band. And (h) linearly predicting a frequency response of the virtual subcarrier channel located to the left of the passband.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 가상 부반송파를 가진 OFDM 통신 시스템의 채널 추정 장치가 제공되며, 수신된 OFDM 신호로부터 파일럿 채널의 주파수 응답을 LS 방식으로 추정하는 LS 채널추정 수단과, 상기 파일럿 채널의 주파수 응답으로부터 가상 부반송파 채널의 주파수 응답을 선형 예측하는 채널예측 수단과, 상기 LS 채널추정 수단 및 채널예측 수단으로부터 계산된 주파수 응답으로부터 상기 파일럿 채널 및 가상 반송파 채널을 포함하는 전체 채널 응답에 대하여 IFFT 연산을 수행하는 IFFT 연산 수단과, 상기 IFFT 연산 수단으로부터 출력되는 시간 영역의 전체 채널 응답에 대하여 잡음 영향을 감소시키기 위한 진폭조정을 수행하는 진폭조정 수단과, 상기 진폭조정 수단으로부터 출력되는 시간 영역의 전체 채널 응답을 FFT 연산에 의하여 주파수 영역의 채널 추정값으로 변환하는 FFT 연산 수단을 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a channel estimating apparatus of an OFDM communication system having a virtual subcarrier, comprising LS channel estimating means for estimating a frequency response of a pilot channel from a received OFDM signal by an LS scheme; Channel prediction means for linearly predicting the frequency response of the virtual subcarrier channel from the frequency response, and an IFFT operation on the entire channel response including the pilot channel and the virtual carrier channel from the frequency response calculated from the LS channel estimation means and the channel prediction means. IFFT calculation means for performing the following, amplitude adjustment means for performing amplitude adjustment for reducing the noise effect on the entire channel response of the time domain output from the IFFT calculation means, and the entire time domain output from the amplitude adjustment means. Channel response to the frequency domain Means for calculating FFTs to convert to channel estimates.
이 때, 상기 가상 부반송파는 상기 OFDM 신호의 통과 대역 좌·우에 각각 위치하며, 상기 채널예측 수단은 상기 통과 대역의 우측에 위치하는 가상 부반송파 채널의 주파수 응답을 순방향 선형예측하는 순방향 선형예측 수단과, 상기 통과 대역의 좌측에 위치하는 가상 부반송파 채널의 주파수 응답을 역방향 선형예측하는 역방향 선형예측 수단을 포함할 수 있다.In this case, the virtual subcarriers are located to the left and right of the pass band of the OFDM signal, respectively, the channel predicting means is a linear forward prediction means for linearly predicting the frequency response of the virtual subcarrier channel located to the right of the pass band; Reverse linear prediction means for reverse linear prediction of the frequency response of the virtual subcarrier channel located to the left of the pass band.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 OFDM 심볼의 부반송파 구성을 도시한 것으로서, 개의 전체 부반송파로 이루어진 OFDM 시스템에서 개의 부반송파 중 개는 실제 데이터와 파일럿 데이터 전송을 위해 사용되는 유효 부반송파이며, 나머지 개의 부반송파는 보호대역(guard band)으로 사용되는 가상 부반송파가 된다. 따라서, 전체 부반송파는 로 나타낼 수 있다. 한편, 는 짝수, 는 홀수라고 가정한다. 4 shows a subcarrier configuration of an OFDM symbol, In an OFDM system consisting of four total subcarriers Of subcarriers Is the effective subcarrier used for the actual data and pilot data transmission, and Subcarriers are virtual subcarriers used as guard bands. Therefore, the entire subcarrier is It can be represented by. Meanwhile, Is even, Is assumed to be odd.
도 4에 도시된 바와 같이, 가상 부반송파는 통과대역(passband)의 주파수 영역에서 왼쪽에 개가, 오른쪽에 개가 놓인다. 여기서, 은 실수 보다 작거나 같은 가장 가까운 정수를 나타낸다. 유효 부반송파는 M-ary 심볼 에 의해 변조된다. 여기서, 는 부반송파 번호를 나타낸다. 유효 부반송파에 데이터 할당이 끝난 후 IFFT에 의해 기저대역 변조가 이루어지며 그 결과는 다음과 같다.As shown in Fig. 4, the virtual subcarriers are on the left side in the frequency domain of the passband. Dog on the right The dog is placed. here, Is a mistake Represents the nearest integer that is less than or equal to. Effective subcarriers are M -ary symbols Is modulated by here, Indicates a subcarrier number. After allocating data to the effective subcarriers, baseband modulation is performed by IFFT. The result is as follows.
여기서, 은 이산시간 샘플시간을 나타낸다. 수학식 1의 신호에 보호구간으로 CP(cyclic prefix)가 더해지고 아날로그 신호로 변환된 후, RF 전처리부(RF front-end)와 안테나를 거쳐 무선채널로 전송된다. 수신단에서 수신된 시간영역 이산시간 신호는 다음과 같다.here, Represents the discrete time sample time. A CP (cyclic prefix) is added to the signal of
여기서, 은 환형 컨벌루션, 은 평균이 0이고 분산이 인 가우시안 잡음, 는 보호구간의 샘플 수를 각각 나타낸다. 또한, 은 개의 경로를 갖는 다중경로 채널의 탭 지연 라인(TDL; tapped delay line) 모델을 나타낸다. 은 개의 탭을 가지며, 이 중 개의 탭이 0이 아닌 복소수 계수를 갖는다. 0이 아닌 개의 탭 계수는 각각 크기가 레일레이 분포를 가지며, 위상은 균일 분포를 갖는다. 수신단에서의 심볼 동기와 주파수 동기가 완벽하게 이루어졌다고 가정하면, 보호구간을 제거한 나머지 수신 샘플은 FFT에 의해 주파수 영역으로 변환되며 그 결과는 다음과 같이 표현된다.here, Silver annular convolution, Has a mean of 0 and a variance Gaussian noise, Represents the number of samples of the protection interval. Also, silver A tapped delay line (TDL) model of a multipath channel having two paths is shown. silver Tabs, of which Taps have non-zero complex coefficients. Nonzero The tapped coefficients each have a Rayleigh distribution of magnitude and a phase distribution of uniformity. Assuming that symbol synchronization and frequency synchronization at the receiving end are completed, the remaining received samples with the guard interval removed are transformed into the frequency domain by the FFT, and the result is expressed as follows.
여기서, 은 잡음의 주파수 영역 표현이고, 은 번째 부반송파에서의 부채널 응답으로 다음과 같이 표현된다.here, Is the frequency domain representation of the noise, silver The subchannel response in the first subcarrier is expressed as follows.
다중경로 페이딩 채널을 추정하기 위해, (단, 는 짝수)개의 파일 럿 부반송파가 개의 유효 부반송파에 아래 수식과 같이 삽입된다.To estimate the multipath fading channel, (only, Is even) pilot subcarriers The two effective subcarriers are inserted as in the following formula.
여기서, 는 두 파일럿 부반송파 사이의 간격을 나타내며 정수이다. 은 삽입되는 파일럿의 수를 나타낸다. 그러나 앞서 언급하였듯이 실제로 사용되는 개수는 이다. here, Is an integer between two pilot subcarriers. Represents the number of pilots to be inserted. However, as mentioned earlier, the actual number used to be.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널추정기법을 도시한 것이다.5 shows a channel estimation technique according to a preferred embodiment of the present invention.
먼저, LS 채널 추정기(500)를 이용하여, 파일럿 위치에 있는 채널의 주파수 응답을 LS 방식으로 추정하며, 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.First, by using the
수학식 6을 통해 구한 LS 추정값으로 이루어진 벡터는 다음과 같이 정의한다.A vector consisting of LS estimates obtained through Equation 6 is defined as follows.
이 벡터를 이용하여 가상 부반송파의 위치에 있는 채널의 주파수 응답을 선형 예측한다. 예측되는 채널 주파수 응답의 간격은 파일럿 부반송파 간격 와 동 일하다. This vector is used to linearly predict the frequency response of the channel at the location of the virtual subcarrier. The interval of the predicted channel frequency response is the pilot subcarrier interval. Do the same with
순방향 선형 예측기(510) 및 역방향 선형 예측기(520)의 기능과 관련하여, 도 6은 파일럿 부반송파 위치의 LS 채널 추정값을 이용하여 가상 부반송파 위치의 순방향 및 역방향 채널 예측기법의 개념도를 보여주고 있다. Regarding the functions of the forward
먼저, 도 5의 순방향 선형 예측기(510)에 의한 순방향 선형예측은 다음의 수학식 8 내지 수학식 10에서 단계별로 표현된 알고리즘에 따라 통과 대역의 우측(순방향)에 위치하는 가상 반송파 채널의 주파수 응답을 구할 수 있다.First, the forward linear prediction by the forward
여기서, 는 래그(lag)로 선형예측에 사용되는 과거의 데이터 수를 나타낸다. 은 로 정의되며, 짝수라고 가정한다. 순방향 선형예측 계수 은 다음의 식을 통해 구할 수 있다.here, Denotes the number of past data used for linear prediction in lag. silver It is defined as, and is assumed to be even. Forward Linear Prediction Coefficient Can be obtained from the following equation.
여기서, 는 순방향 선형예측계수 벡터, 는 채널의 자기상관 행렬이다. 또한, , 로 정의된다. 은 예측 에러 분산이며, 예측 에러는 이다. 는 행렬의 트랜스포즈(transpose) 연산자를 나타내고, 는 복소 켤레 연산자를 나타낸다. 수학식 11을 이용하여 선형예측계수 벡터를 구하는 방법 중에서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 가장 간단한 역행렬을 이용한 방법 즉, 을 사용하였다. 이렇게 구한 선형예측계수 벡터는 채널추정과정에서 항상 동일하게 사용된다. 순방향 선형예측에 의해 구한 채널 응답을 다음의 벡터로 나타낸다.here, Is the forward linear predictive coefficient vector, Is the autocorrelation matrix of the channel. Also, , Is defined as Is the prediction error variance, and the prediction error is to be. Represents the transpose operator of the matrix, Denotes a complex conjugate operator. Among the methods for obtaining the linear predictive coefficient vector using Equation 11, in the preferred embodiment of the present invention, the method using the simplest inverse matrix, Was used. The linear predictive coefficient vectors thus obtained are always used the same in the channel estimation process. The channel response obtained by forward linear prediction is represented by the following vector.
다음으로, 도 5의 역방향 선형 예측기(520)에 의한 역방향 선형예측은 다음의 수학식 13 내지 수학식 15의 단계별 알고리즘을 통해 통과 대역의 좌측(역방향)에 위치하는 가상 반송파 채널의 주파수 응답을 구할 수 있다.Next, the backward linear prediction by the backward
여기서, 이다. 은 역방향 선형예측계수이며 다음의 수학식 16으로부터 구할 수 있다.here, to be. Is a reverse linear predictive coefficient and can be obtained from Equation 16 below.
여기서, 는 역방향 선형예측 계수벡터이다. 역방향 선형예측에 의해 구한 채널 응답은 다음의 벡터와 같다.here, Is the reverse linear predictive coefficient vector. The channel response obtained by the backward linear prediction is as follows.
다시 도 5를 참조하면, 이제 가상 반송파 구간을 포함한 전체 주파수 대역에서 파일럿 톤 위치에서의 부채널 응답을 추정하였으므로, 이 결과를 이용하여 시간영역 임펄스 응답을 구한다. 이를 위해 먼저 전체 채널 응답을 다음과 같이 재구성 한다. Referring back to FIG. 5, since the subchannel response at the pilot tone location is estimated in the entire frequency band including the virtual carrier interval, the time-domain impulse response is obtained using this result. To do this, first reconstruct the entire channel response as follows:
크기 의 IFFT 연산기(또는 IDFT 연산기)(530)에서, 수학식 18에 IFFT를 취하면 다음의 결과를 얻을 수 있다.size In the IFFT operator (or IDFT operator) 530, the IFFT in Equation 18 can be obtained.
이 때, 임펄스 응답으로부터 잡음의 영향을 감소시키기 위해, MMSE 가중기(540)에서 수학식 20과 같이 MMSE 계수를 곱한다.At this time, in order to reduce the influence of noise from the impulse response, the
여기서, 은 MMSE 계수이다. 는 이산시간 임펄스 응답의 번째 샘플 시간에서의 평균 전력을 나타낸다. 는 이고, 은 M-ary QAM 심볼이다. here, Is the MMSE coefficient. Of the discrete time impulse response Average power at the first sample time. Is ego, Is an M-ary QAM symbol.
이어서, FFT 연산기(550)에서 크기 의 FFT를 통해 위 결과를 주파수 영역으로 되돌리며, 그 결과는 수학식 21과 같이 표현된다.Subsequently, the size of the
이상 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널추정기법의 우수성을 증명하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 시스템의 중심주파수는 2.3 GHz이며 주파수 대역은 10 MHz이다. 샘플링 시간 간격은 “1/주파수 대역”이다. 데이터 부반송파들은 QPSK 변조되고 파일럿 부반송파들은 BPSK 변조된다. 나머지 파라미터는 표 1에 나타내었고, 다중경로 페이딩 채널("Vehicular A" 채널 모델)은 표 2에 나타내었으며, 샘플간격 채널이라고 가정한다.Simulation was performed to prove the superiority of the channel estimation technique according to the preferred embodiment of the present invention described above. The center frequency of the system is 2.3 GHz and the frequency band is 10 MHz. The sampling time interval is "1 / frequency band". Data subcarriers are QPSK modulated and pilot subcarriers are BPSK modulated. The remaining parameters are shown in Table 1, and the multipath fading channel (“Vehicular A” channel model) is shown in Table 2 and is assumed to be a sample interval channel.
도 7 및 도 8은 전술한 시뮬레이션 결과로서, 각 방식에 대한 MSE 및 BER 성능을 각각 보여주고 있다. 도 7 및 도 8에서, “MMSE”는 최적 LMMSE 채널추정기법의 MSE 성능을 나타내고, “DFT”는 도 5에서 순방향 선형예측기와 역방향 선형예측기를 사용하지 않는 기존의 DFT 기반 채널추정기법의 MSE 성능을 나타낸다. 나머지 3개의 그래프는 래그 수(P=108, 40, 30)에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널추정방식의 MSE 성능을 나타낸다. 제안된 방식이 기존의 “Perfect”는 채널을 완벽히 안다고 가정한 상태에서의 비트 에러율(BER) 성능이다. 결과를 분석해보면 최적 LMMSE 채널추정기법과 제안한 방식은 “Perfect”일 때와 동일한 BER 성능을 보인다는 것을 알 수 있다.7 and 8 show the MSE and BER performance for each scheme as the simulation results described above. In Figures 7 and 8, "MMSE" represents the MSE performance of the optimal LMMSE channel estimation technique, "DFT" in Figure 5 MSE performance of the conventional DFT-based channel estimation technique that does not use the forward and backward linear predictor Indicates. The remaining three graphs show the MSE performance of the channel estimation method according to the preferred embodiment of the present invention, according to the number of lags (P = 108, 40, 30). The proposed method, “Perfect,” is a bit error rate (BER) performance under the assumption that the channel is fully known. Analysis of the results shows that the optimal LMMSE channel estimation technique and the proposed method show the same BER performance as when “Perfect”.
표 3은 최적 LMMSE 채널추정기법과 본 발명의 바람직한 실시예로서 제안한 방식의 복잡도를 비교한 것이다. 비교기준으로는 복소 곱셈의 수를 고려하였다. 최적 LMMSE 채널추정기법의 복소 곱셈 수는 로 나타낼 수 있으며, 제안 한 방식의 복소 곱셈 수는 다음의 수학식 22와 같다.Table 3 compares the complexity of the optimal LMMSE channel estimation technique with the proposed scheme as a preferred embodiment of the present invention. For comparison, we consider the number of complex multiplications. The complex multiplication number of the optimal LMMSE channel estimation technique is The complex multiplication number of the proposed scheme is given by Equation 22 below.
표 3을 통해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널추정방식의 복잡도가 최적 MMSE 채널추정기법보다 낮음을 알 수 있다.Through Table 3, it can be seen that the complexity of the channel estimation scheme according to the preferred embodiment of the present invention is lower than the optimal MMSE channel estimation technique.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 제안하는 채널추정방식에서는 먼저 가상 부반송파 구간에서 파일럿 톤을 추정하고 그 결과를 이용하여 DFT 기반 채널추정기법을 수행하며, 파일럿 톤의 추정을 위해 순방향 및 역방향 선형예측 알고리즘을 사용함으로써, 가상 부반송파에 의해 발생하는 왜곡, 즉 시간 영역 퍼짐 현상을 효과적으로 개선하여 채널추정 성능을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따르면, 시스템의 복잡도가 종래의 LMMSE 기법에 비하여 낮기 때문에 구현이 용이한 장점이 있다.As described above, according to the present invention, the proposed channel estimation method first estimates a pilot tone in a virtual subcarrier interval, performs a DFT-based channel estimation technique using the result, and performs forward and reverse linear prediction to estimate the pilot tone. By using the algorithm, the channel estimation performance can be improved by effectively improving the distortion caused by the virtual subcarrier, that is, the time domain spreading phenomenon. Moreover, according to the present invention, since the complexity of the system is low compared to the conventional LMMSE technique, there is an advantage that it is easy to implement.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040087219A KR100656384B1 (en) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | Channel estimation method using linear prediction in an ofdm communication system with virtual subcarriers, and device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040087219A KR100656384B1 (en) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | Channel estimation method using linear prediction in an ofdm communication system with virtual subcarriers, and device thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060038070A true KR20060038070A (en) | 2006-05-03 |
KR100656384B1 KR100656384B1 (en) | 2007-02-28 |
Family
ID=37145731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040087219A KR100656384B1 (en) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | Channel estimation method using linear prediction in an ofdm communication system with virtual subcarriers, and device thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100656384B1 (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100647079B1 (en) * | 2005-06-08 | 2006-11-23 | 한국정보통신대학교 산학협력단 | Method for providing dft-based channel estimation of ofdm system |
KR100770898B1 (en) * | 2006-09-29 | 2007-10-26 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for estimating noise in a mobile communication system |
KR100794990B1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-16 | 한국과학기술원 | The pilot subcarrier based channel estimation and operation method specialized for the cluster-based OFDMA system |
KR100800668B1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-02-01 | 삼성전자주식회사 | Channel estimation method and apparutus in a ofdm wireless communication system |
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 |
KR100889984B1 (en) * | 2007-06-07 | 2009-03-25 | 연세대학교 산학협력단 | Method For Channel Estimation In Virtual Subcarrier Environment |
KR100972295B1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-07-23 | 한국전자통신연구원 | Fast fourier trnasformation based channel estimation device and method thereof |
KR20120093532A (en) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for estimating channel using mmse scheme based on offset compensation in wireless communication system |
KR20130128743A (en) * | 2012-05-17 | 2013-11-27 | 엘지이노텍 주식회사 | Channel estimation apparatus and method |
US11381442B2 (en) * | 2020-04-03 | 2022-07-05 | Wuhan University | Time domain channel prediction method and time domain channel prediction system for OFDM wireless communication system |
-
2004
- 2004-10-29 KR KR1020040087219A patent/KR100656384B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100647079B1 (en) * | 2005-06-08 | 2006-11-23 | 한국정보통신대학교 산학협력단 | Method for providing dft-based channel estimation of ofdm system |
KR100794990B1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-16 | 한국과학기술원 | The pilot subcarrier based channel estimation and operation method specialized for the cluster-based OFDMA system |
KR100770898B1 (en) * | 2006-09-29 | 2007-10-26 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for estimating noise in a mobile communication system |
KR100800668B1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-02-01 | 삼성전자주식회사 | Channel estimation method and apparutus in a ofdm wireless communication system |
US7801230B2 (en) | 2006-09-29 | 2010-09-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Channel estimation method and apparatus in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) wireless communication system |
KR100889984B1 (en) * | 2007-06-07 | 2009-03-25 | 연세대학교 산학협력단 | Method For Channel Estimation In Virtual Subcarrier Environment |
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 |
KR100972295B1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-07-23 | 한국전자통신연구원 | Fast fourier trnasformation based channel estimation device and method thereof |
KR20120093532A (en) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for estimating channel using mmse scheme based on offset compensation in wireless communication system |
KR20130128743A (en) * | 2012-05-17 | 2013-11-27 | 엘지이노텍 주식회사 | Channel estimation apparatus and method |
US11381442B2 (en) * | 2020-04-03 | 2022-07-05 | Wuhan University | Time domain channel prediction method and time domain channel prediction system for OFDM wireless communication system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100656384B1 (en) | 2007-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Benvenuto et al. | Equalization methods in OFDM and FMT systems for broadband wireless communications | |
KR101291683B1 (en) | Method of equalization for TDS-OFDM receiver and apparatus thereof | |
KR100656384B1 (en) | Channel estimation method using linear prediction in an ofdm communication system with virtual subcarriers, and device thereof | |
CN110266627B (en) | CIR and CFO joint estimation method based on pseudo pilot frequency and decision feedback | |
US8000399B2 (en) | Adaptive joint channel estimation and data demodulation for OFDM systems | |
Tang et al. | Iterative channel estimation for block transmission with known symbol padding-a new look at TDS-OFDM | |
Osman et al. | Performance evaluation of a low-complexity OFDM UMTS-LTE system | |
Mousa et al. | Channels estimation in OFDM system over Rician fading channel based on comb-type pilots arrangement | |
KR100602518B1 (en) | Method and apparatus for channel estimation for ofdm based communication systems | |
Kanchan et al. | Comparison of BER performance in OFDM using different equalization techniques | |
KR100889984B1 (en) | Method For Channel Estimation In Virtual Subcarrier Environment | |
Cai et al. | ICI cancellation in OFDM wireless communication systems | |
Harbi et al. | Wiener filter channel estimation for OFDM/OQAM with iterative interference cancellation in LTE channel | |
Tureli et al. | MC-CDMA uplink-blind carrier frequency offset estimation | |
Yücek | Self-interference handling in OFDM based wireless communication systems | |
Khlifi et al. | Hybrid LS-LMMSE channel estimation technique for LTE downlink systems | |
Patel et al. | Comparative Study of Bit Error Rate with Channel Estimation in OFDM System for M-ary Different Modulation Techniques | |
Yli-Kaakinen et al. | Multicarrier waveform processing for HF communications | |
Khadagade et al. | Comparison of BER of OFDM system using QPSK and 16QAM over multipath Rayleigh fading channel using pilot-based channel estimation | |
Yang et al. | Channel estimation for the Chinese DTTB system based on a novel iterative PN sequence reconstruction | |
Ni et al. | A Joint ICI estimation and mitigation scheme for OFDM systems over fast fading channels | |
El-deen et al. | Improved Interference Cancellation for Downlink Wavelet Based Multi-Carrier CDMA System | |
Abdelhay et al. | Pilot-Based Channel Estimation Techniques in OFDM Systems | |
Malviya et al. | Secure Data Transfer using Chaos Algorithm in OFDM System | |
Singh et al. | Performance comparison of Different Pilot Aided Channel Estimation Techniques for OFDM IEEE 802. 11e (Mobile Wimax) Systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130621 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140708 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |