KR20060039776A - Apparatus and method for estimating channel using orthogonal frequency division multiplexing data in mobile communication system - Google Patents

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KR20060039776A
KR20060039776A KR1020040088994A KR20040088994A KR20060039776A KR 20060039776 A KR20060039776 A KR 20060039776A KR 1020040088994 A KR1020040088994 A KR 1020040088994A KR 20040088994 A KR20040088994 A KR 20040088994A KR 20060039776 A KR20060039776 A KR 20060039776A
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곽백수
이지하
이지원
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Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM) 데이터를 이용한 채널 추정 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 장치는 수신된 다중 경로 성분들 중 핑거별로 검출하여 할당된 신호에 포함된 파일럿 정보에 의거하여 상기 핑거별 신호의 채널을 추정하고 그 핑거별 채널 추정값을 출력하는 다수의 핑거별 채널 추정부들과, 상기 다수의 핑거별 채널 추정부들 각각에서 출력된 채널 추정값들을 조합하여 임펄스 응답을 발생하는 임펄스 응답 발생부와, 상기 임펄스 응답을 주파수 도메인으로 변경하여 주파수 영역의 채널 추정값을 생성하는 주파수 변환부를 포함하고, 본 발명의 방법은 상기 장치를 이용한다. 따라서 이동통신시스템에서 OFDM 방식의 BCMCS를 이용한 데이터 전송시 데이터 전송 포맷에 포함된 파일럿 정보(pilot burst)를 이용하여 해당 채널을 추정함으로써 OFDM 블록에 채널 추정을 위한 파일럿 톤(pilot tone)을 포함시키지 않아도 되는 효과가 있다.
The present invention relates to a channel estimation method and apparatus using Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) data in a mobile communication system. The apparatus of the present invention detects and assigns each finger among received multipath components. Based on the pilot information included in the signal, a plurality of finger channel estimators for estimating a channel of the finger-specific signal and outputting a channel estimation value of the finger, and channel estimates output from each of the plurality of finger channel estimation units. An impulse response generator for combining an impulse response, and a frequency converter for changing the impulse response to a frequency domain to generate a channel estimate of a frequency domain, wherein the method of the present invention uses the apparatus. Therefore, when a mobile communication system transmits data using an OFDM type BCMCS, a pilot tone for channel estimation is not included in an OFDM block by estimating a corresponding channel using pilot bursts included in a data transmission format. There is no need to effect.

직교주파수분할다중, 이동통신시스템, 1x EV-DO, 채널 추정 Orthogonal Frequency Division Multiplex, Mobile Communication System, 1x EV-DO, Channel Estimation

Description

이동통신시스템에서 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 방법 및 그 장치{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL USING ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING DATA IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM} Channel estimation method and device using orthogonal frequency division multiplexing data in mobile communication system {APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL USING ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING DATA IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}             

도 1은 통상적인 OFDM 데이터 전송 프레임 포맷을 예시한 도면,1 illustrates a conventional OFDM data transmission frame format;

도 2는 이동통신시스템에서 OFDM 데이터를 이용하여 채널을 추정하기 위한 종래의 실시 예에 따른 채널 추정 장치에 대한 개략적인 블록도,2 is a schematic block diagram of a channel estimating apparatus according to a conventional embodiment for estimating a channel using OFDM data in a mobile communication system;

도 3은 이동통신시스템에서 OFDM 데이터를 이용하여 채널을 추정하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 채널 추정 장치에 대한 개략적인 블록도, 3 is a schematic block diagram of a channel estimating apparatus according to an embodiment of the present invention for estimating a channel using OFDM data in a mobile communication system;

도 4는 이동통신시스템에서 OFDM 데이터를 이용하여 채널을 추정하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 채널 추정 방법에 대한 처리 흐름도,4 is a flowchart illustrating a channel estimation method according to an embodiment of the present invention for estimating a channel using OFDM data in a mobile communication system;

도 5는 본 발명이 일실시 예에 따른 채널 추정 장치 및 방법이 적용된 이동통신시스템의 OFDM 데이터 전송 프레임 포맷을 예시한 도면.5 is a diagram illustrating an OFDM data transmission frame format of a mobile communication system to which a channel estimating apparatus and method according to the present invention are applied.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

400: 채널 추정 장치 410: 제1 데이터 처리부400: channel estimation device 410: first data processing unit

420: 제2 데이터 처리부 440: 제1 DFT420: second data processor 440: first DFT

450: 임펄스 응답 발생부 460: 제2 DFT 450: impulse response generator 460: second DFT                 

470: 채널 보상부
470: channel compensation unit

본 발명은 채널 추정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 이동통신시스템(예컨대, 1xEV-DO 시스템 등)에서 직교주파수분할다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하, 'OFDM'이라 칭함) 데이터를 이용한 채널 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a channel estimation method and apparatus, and more particularly, to channel estimation using orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter, referred to as 'OFDM') data in a mobile communication system (eg, a 1xEV-DO system). A method and apparatus are disclosed.

무선통신시스템의 대표적인 예로 이동통신시스템을 들 수 있다. 이러한 이동통신시스템은 음성 서비스만을 기반으로 하는 시스템에서 점차로 발전하면서 데이터 서비스를 제공할 수 있는 시스템 형태로 발전하였다. CDMA(Code Division Multiple Access)의 예를 들면 음성신호의 송/수신을 위주로 하는 IS-95 규격으로부터 음성신호뿐만 아니라 고속 데이터까지도 전송이 가능한 IS-2000 및 IS-856 규격으로 발전하였다. 이러한 데이터 서비스를 제공할 수 있는 이동통신시스템이 등장하면서 이동통신시스템은 보다 빠르고 보다 양질의 서비스를 제공할 수 있는 형태로 발전하고 있다. A representative example of a wireless communication system is a mobile communication system. Such a mobile communication system has gradually developed from a system based only on a voice service to a system type capable of providing data services. Code Division Multiple Access (CDMA), for example, has evolved from the IS-95 standard, which focuses on transmitting and receiving voice signals, to the IS-2000 and IS-856 standards, which can transmit not only voice signals but also high-speed data. With the emergence of mobile communication systems capable of providing such data services, mobile communication systems are evolving to provide faster and higher quality services.

이와 같이 고속의 데이터를 전송할 수 있는 이동통신시스템의 예로 3GPPS(Third-Generation Partnership Project 2) 이동통신 표준에서 제안된 1x EV-DO(Evolution Data Optimized) 방식의 이동통신시스템과 1x EV-DV(Evolution Data and Voice) 방식의 이동통신시스템이 있다. As an example of a mobile communication system capable of transmitting high-speed data, the 1x EV-DO (Evolution Data Optimized) method and the 1x EV-DV (Evolution) proposed by the 3GPPS (Third-Generation Partnership Project 2) mobile communication standard Data and Voice) is a mobile communication system.

상기 1x EV-DO 방식의 이동통신시스템은 고속의 데이터만을(data only) 제공하기 위해 설계된 시스템이다. 따라서 1x EV-DO 방식의 이동통신시스템에서 음성 서비스를 제공하기 위해서는 VoIP(Voice over Internet Protocol) 음성 서비스 제공 방식 또는 푸쉬-투-토크(Push To Talk) 음성 서비스 제공 방식과 같은 제한적인 방법을 이용하여야 한다. The 1x EV-DO mobile communication system is a system designed to provide high speed data only. Therefore, in order to provide a voice service in a 1x EV-DO method, a limited method such as a voice over internet protocol (VoIP) voice service or a push-to-talk voice service is used. shall.

한편 1x EV-DO 방식의 이동통신시스템에서 고속의 데이터를 다수의 사용자들에게 브로드캐스팅하기 위한 방법의 하나로서, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용한 BCMCS(Broad Cast Multi Cast System)이 사용되고 있다.Meanwhile, as a method for broadcasting high-speed data to a large number of users in a 1x EV-DO mobile communication system, BCMCS (Broad Cast Multi Cast System) using an Orthogonal Frequency Division Multiplexing method Is being used.

이를 위해 1x EV-DO 방식의 이동통신시스템에서는 데이터 전송 프레임의 데이터 영역에 OFDM 블록을 삽입한다. 이와 같이 OFDM 블록이 삽입된 데이터 전송 프레임을 'OFDM 데이터 전송 프레임'이라 하고 이러한 OFDM 데이터 전송 프레임의 구성 예를 도 1에 예시하였다. To this end, in the 1x EV-DO mobile communication system, an OFDM block is inserted into a data region of a data transmission frame. The data transmission frame in which the OFDM block is inserted is called an 'OFDM data transmission frame' and an example of the configuration of the OFDM data transmission frame is illustrated in FIG. 1.

도 1의 (a)는 OFDM 데이터 전송 프레임의 구성 예를 시간 도메인에서 도시한 도면으로서 전방향 전송의 경우에 대한 예를 도시하고, 도 1의 (b)는 주파수 도메인 OFDM 블록의 심볼 배치를 도시한 도면이다.FIG. 1 (a) shows an example of the configuration of an OFDM data transmission frame in the time domain, and shows an example of the case of omnidirectional transmission, and FIG. 1 (b) shows the symbol arrangement of a frequency domain OFDM block. One drawing.

먼저 도 1의 (a)를 참조하면 통상적인 데이터 전송 프레임(100)은 제1 데이터(data) 영역(105), 제1 MAC(Media Access Control) 영역(110), 제1 파일럿(pilot) 영역(115), 제2 MAC 영역(120), 제2 데이터 영역(125), 제3 데이터 영역 (130), 제3 MAC 영역(135), 제2 파일럿 영역(140), 제4 MAC 영역(145) 및 제4 데이터 영역(150)을 포함한다. 데이터 영역들(105, 125, 130, 150)은 전송될 데이터를 저장하기 위한 영역으로 400칩의 크기를 가지고, MAC 영역들(110, 120, 135, 145)은 해당 데이터 전송 프레임이 전송될 채널의 채널 정보 및 시그널링 정보 등을 저장하기 위한 영역으로 64칩의 크기를 가지고, 파일럿 영역들(115, 140)은 해당 데이터 전송 프레임이 전송될 채널의 상태 정보를 추정하기 위한 정보를 제공하기 위한 영역으로 96칩의 크기를 가진다. 이 때, '칩'이란 시분할 시스템에서 사용되는 단위 시간 정보를 말하며, OFDM 방식으로 변조된 OFDM 블록은 데이터 영역들(105, 125, 130, 150)에 저장된다. 따라서 하나의 데이터 전송 프레임에는 4개의 OFDM 블록이 저장된다.First, referring to FIG. 1A, a typical data transmission frame 100 includes a first data region 105, a first media access control (MAC) region 110, and a first pilot region. 115, the second MAC region 120, the second data region 125, the third data region 130, the third MAC region 135, the second pilot region 140, and the fourth MAC region 145. ) And a fourth data area 150. The data areas 105, 125, 130, and 150 are areas for storing data to be transmitted, and have a size of 400 chips. The MAC areas 110, 120, 135, and 145 are channels for transmitting the corresponding data transmission frame. An area for storing channel information, signaling information, and the like having a size of 64 chips, and the pilot areas 115 and 140 are areas for providing information for estimating status information of a channel to which a corresponding data transmission frame is to be transmitted. It has a size of 96 chips. In this case, the 'chip' refers to unit time information used in a time division system, and the OFDM block modulated by the OFDM scheme is stored in the data regions 105, 125, 130, and 150. Therefore, four OFDM blocks are stored in one data transmission frame.

한편 도 1의 (b)를 참조하면 OFDM 블록은 N개의 OFDM 심볼(NOFDM_Symbol)을 포함하며, 상기 OFDM 심볼(NOFDM_Symbol)은 I개의 데이터 톤(IDATA_Tone)(21)과, J개의 파일럿 톤(JPilot_Tone)(22)과, K개의 가드톤(KGuard_Tone)(23)으로 구성된다. 이 때 I개의 데이터 톤(IDATA_Tone)(21)은 전송될 데이터이고, J개의 파일럿 톤(JPilot_Tone)(22)은 채널 추정을 위한정보이고, K개의 가드톤(KGuard_Tone)(23)은 인접 주파수 대역에 대한 주파수 간섭을 방지하기 위한 정보이다.Meanwhile, referring to FIG. 1B , an OFDM block includes N OFDM symbols N OFDM_Symbol , and the OFDM symbols N OFDM_Symbol include I data tones I DATA_Tone 21 and J pilot tones. (J Pilot_Tone ) 22 and K guardtons (K Guard_Tone ) 23. At this time, I data tones (I DATA_Tone ) 21 are data to be transmitted, J pilot tones (J Pilot_Tone ) 22 are information for channel estimation, and K guard tones (K Guard_Tone ) 23 are Information for preventing frequency interference in adjacent frequency bands.

특히 J개의 파일럿 톤(JPilot_Tone)(22)은 수신기에서 OFDM 심볼 복조시 채널 보상을 위해 사용된다. In particular pilot tones J (J Pilot_Tone) (22) is used to demodulate the OFDM symbol when the channel compensation in a receiver.

즉 전방향 데이터 전송 프레임인 경우 도 1의 (a)에 예시된 바와 같이 제1 및 제2 파일럿(pilot) 영역(115, 140)을 포함하고 그 영역에 수신측에서의 채널 추정을 돕기 위한 정보(예컨대, pilot burst)를 저장함에도 불구하고, 도 1의 (b)에 예시된 바와 같이 OFDM 블록 내에 채널 추정을 위한 J개의 파일럿 톤(JPilot_Tone)(22)을 포함한다. 따라서 종래에는 OFDM 데이터 전송 프레임의 경우 하나의 데이터 전송 프레임에 수신측에서의 채널 추정을 돕기 위한 정보가 중복 저장되는 단점이 있었다. That is, in the case of an omnidirectional data transmission frame, as illustrated in FIG. 1A, the first and second pilot regions 115 and 140 may be included, and information for assisting channel estimation at the receiver side may be included in the region. , even though the pilot burst stored), and includes a pilot tone J (J Pilot_Tone) (22) for the channel estimation in the OFDM block, as illustrated in Figure 1 (b). Accordingly, in the conventional OFDM data transmission frame, there is a disadvantage in that information for assisting channel estimation at the receiving side is redundantly stored in one data transmission frame.

이는 종래의 OFDM 데이터 수신측에서의 채널 추정이 도 2에 예시된 바와 같은 장치에 의해 이루어졌기 때문이다.This is because the channel estimation at the conventional OFDM data receiving side is made by the apparatus as illustrated in FIG.

도 2는 이동통신시스템에서 OFDM 데이터를 이용하여 채널을 추정하기 위한 종래의 실시 예에 따른 채널 추정 장치에 대한 개략적인 블록도이다. 도 2를 참조하면 종래의 실시 예에 따른 채널 추정 장치(200)는 핑거별 데이터 처리부(210, 220, 230)와 첫 번째 핑거의 데이터 처리부(210)를 거친 데이터 채널로부터 전달된 OFDM 데이터를 주파수 도메인으로 변경하는 DFT(Discrete Fourier Transformer) (240)와, 상기 DFT(240)의 출력에 의거하여 채널을 추정하기 위한 채널 추정값, 을 출력하는 채널 추정부(250)와, 상기 채널 추정값에 의거하여 채널을 보상하는 채널 보상부(260)를 포함한다. 2 is a schematic block diagram of a channel estimating apparatus according to a conventional embodiment for estimating a channel using OFDM data in a mobile communication system. Referring to FIG. 2, the channel estimating apparatus 200 according to a conventional embodiment uses the frequency of OFDM data transmitted from a data channel passed through a data processor 210, 220, 230 for each finger and a data processor 210 of a first finger. Based on a Discrete Fourier Transformer (DFT) 240 for changing to a domain, a channel estimate value for estimating a channel based on the output of the DFT 240, a channel estimator 250 for outputting a, and the channel estimate value. And a channel compensator 260 for compensating for the channel.

한편 상기 핑거별 데이터 처리부들(210, 220, 230) 각각은 다음과 같이 구성된다. 대응된 각각의 핑거들(finger-1, finger-2, finger-F)을 통해 입력된 수신 신호(Rx Signal)와 특정값의 경로 지연 성분(PN1, PN2, PNF)을 추출하는 역확산기(211, 221, 231)와, 상기 역확산기(211, 221, 231)의 출력값을 시간에 따라 데이터 채널(Data-CH), 파일럿 채널(Pilot-CH), 맥-채널(MAC-CH) 중 어느 하나의 채널로 스위칭하는 스위칭부(212, 222, 232)와, 시간의 흐름에 따라 상기 스위칭부(212, 222, 232) 각각의 스위칭 동작을 제어하기 위한 신호를 출력하는 시간 조절부(213, 223, 233)와, 상기 스위치부(212, 222, 232)를 거쳐 파일럿 채널(pilot-CH)로 전달된 역확산기(211, 221, 231)의 출력 신호를 이용하여 해당 채널을 추정하기 위한 채널 추정값(, , )을 출력하는 채널 추정부(214, 224, 234)와, 상기 채널 추정부(214, 224, 234)의 출력값을 이용하여 해당 채널을 보상하는 채널 보상부(215, 225, 235)를 포함한다.Meanwhile, each of the finger data processing units 210, 220, and 230 is configured as follows. The inverse of extracting the received signal (Rx Signal) and the path delay component (PN 1 , PN 2 , PN F ) input through the corresponding fingers (finger-1, finger-2, finger-F) The output values of the spreaders 211, 221, and 231 and the despreaders 211, 221, and 231 are converted into data channels (Data-CH), pilot channels (Pilot-CH), and MAC-CH (MAC-CH) according to time. Switching unit 212, 222, 232 for switching to any one of the channels, and the time adjusting unit for outputting a signal for controlling the switching operation of each of the switching unit 212, 222, 232 over time ( Estimating the channel by using the output signals of the despreaders 211, 221, 231 transmitted to the pilot channels through pilot switches 212, 223, 233, and the switch units 212, 222, 232. A channel estimator 214, 224, 234 for outputting a channel estimate value (,,) for the channel and a channel compensator 215, 225 for compensating for a corresponding channel using the output values of the channel estimator 214, 224, 234 Contains 235 do.

도 2에 예시된 바와 같이 종래의 채널 추정장치는 데이터 채널(Data-CH)을 통해 전달된 OFDM 데이터에 포함된 파일럿 채널을 이용하여 해당 채널의 추정값을 생성하는 채널 추정부(250)와, 전송 데이터 프레임의 파일럿 영역에 저장되고 파일럿 채널(pilot-CH)을 통해 전달된 채널 추정 정보를 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부(214, 224, 234)들을 포함한다.As illustrated in FIG. 2, the conventional channel estimator transmits a channel estimator 250 for generating an estimated value of a corresponding channel by using a pilot channel included in OFDM data transmitted through a data channel. And channel estimators 214, 224, and 234 that estimate a channel using channel estimation information stored in a pilot region of a data frame and transmitted through a pilot channel.

즉 종래에는 OFDM 데이터인 경우 데이터 채널(Data-CH)을 통해 전달된 파일럿 정보(pilot tone)에 의거한 채널 추정과, 파일럿 채널(pilot-CH)을 통해 전달된 파일럿 정보(pilot burst)에 의거한 채널 추정이 반복되는 단점이 있다.
That is, conventionally, in the case of OFDM data, channel estimation based on pilot tone transmitted through a data channel (Data-CH), and pilot information transmitted through a pilot channel (pilot-CH) based on pilot bursts. The disadvantage is that one channel estimation is repeated.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 파일럿 채널(pilot-CH)을 통해 전달된 파일럿 정보를 이용하여 OFDM 데이터 전송 프레임을 위한 채널을 추정하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다. The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to provide an apparatus and method for estimating the channel for the OFDM data transmission frame using the pilot information transmitted through the pilot channel (pilot-CH) do.

또한 본 발명은 OFDM 데이터의 채널 추정 과정이 중복되는 것을 방지함으로써 수신장치의 구조를 간소하기 위한 채널 추정 장치 및 방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a channel estimation apparatus and method for simplifying the structure of the receiver by preventing the channel estimation process of the OFDM data is duplicated.

또한 본 발명은 OFDM 데이터에 파일럿 정보가 중복되지 않음으로써 데이터 전송 효율을 높일 수 있는 채널 추정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
In addition, the present invention is to provide a channel estimation apparatus and method that can increase the data transmission efficiency by not overlapping the pilot information in the OFDM data.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 채널 추정 장치는 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 장치에 있어서, 수신된 다중 경로 성분들 중 핑거별로 검출하여 할당된 신호에 포함된 파일럿 정보에 의거하여 상기 핑거별 신호의 채널을 추정하고 그 핑거별 채널 추정값을 출력하는 다수의 핑거별 채널 추정부들과, 상기 다수의 핑거별 채널 추정부들 각각에서 출력된 채널 추정값들을 조합하여 임펄스 응답을 발생하는 임펄스 응답 발생부와, 상기 임펄스 응답을 주파수 도메인으로 변경하여 주파수 영역의 채널 추정값을 생성하는 주파수 변환부를 포함함을 특징으로 한다. A channel estimating apparatus of the present invention for achieving the above object is a channel estimating apparatus using orthogonal frequency division multiplexed data, wherein the finger is detected based on pilot information included in a signal allocated by detecting each finger among received multipath components. An impulse response generator for generating an impulse response by combining a plurality of finger channel estimators for estimating a channel of a separate signal and outputting a channel estimate value of each finger, and channel estimates output from each of the plurality of finger channel estimators. And a frequency converter configured to change the impulse response to the frequency domain to generate a channel estimate of the frequency domain.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 채널 추정 방법은 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 방법에 있어서, 수신된 다중 경로 성분들을 검 출하여 수신장치의 핑거들에게 할당하는 과정과, 상기 핑거에 할당된 수신신호의 시간 도메인에서 파일럿 영역에 포함된 파일럿 정보를 이용하여 핑거별 채널을 추정하고 그 핑거별 채널 추정값을 출력하는 과정과, 상기 핑거별 채널 추정값을 시간 축에서 조합한 후 그 값을 이용하여 수신 경로에 대한 임펄스 응답을 발생시키는 과정과, 상기 임펄스 응답에 대하여 이산 퓨리에 변환을 수행하여 주파수 영역에서의 채널 추정값을 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다. In addition, the channel estimation method of the present invention for achieving the above object is a channel estimation method using orthogonal frequency division multiplexed data, the process of detecting and assigning the received multi-path components to the fingers of the receiver, Estimating a channel for each finger using the pilot information included in the pilot domain in the time domain of the allocated received signal and outputting a channel estimation value for each finger; combining the channel estimation value for each finger on a time axis and Generating an impulse response for the reception path by using the method; and performing a discrete Fourier transform on the impulse response to generate a channel estimate in the frequency domain.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예에 의한 구성 및 작용에 대해서 더욱 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the configuration and operation according to an embodiment of the present invention. Note that the same components in the drawings are represented by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 이동통신시스템에서 OFDM 데이터를 이용하여 채널을 추정하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 채널 추정 장치에 대한 개략적인 블록도이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 일실시 예에 따른 채널 추정 장치(400)는 핑거별 데이터 처리부들(410, 420, 430)과 첫 번째 핑거의 데이터 처리부(410)를 거친 데이터 채널로부터 전달된 OFDM 데이터를 주파수 도메인으로 변경하는 제1 DFT(Discrete Fourier Transformer)(440)와, 상기 핑거별 데이터 처리부들(410, 420, 430) 각각으로부터 출력된 채널 추정값들(, , )을 각각의 지연계수(delay)에 맞추어 조합한 후 임펄스 응답(impulse response)을 발생하는 임펄스 응답 발생부(450)와, 상기 임펄스 응답 발생부(450)에서 출력된 임펄스 응답을 주파수 도메인으로 변경하여 주파수 영역의 채널 추정값을 생성하는 제2 DFT(460)와, 상기 제2 DFT(460)에서 출력된 주파수 영역의 채널 추정값을 이용하여 채널을 보상하는 채널 보상부(470)를 포함한다. 3 is a schematic block diagram of a channel estimating apparatus according to an embodiment of the present invention for estimating a channel using OFDM data in a mobile communication system. Referring to FIG. 3, the channel estimating apparatus 400 according to an exemplary embodiment of the present invention provides OFDM transmitted from a data channel passed through data processing units 410, 420, and 430 and data processing unit 410 of a first finger. A first DFT (Discrete Fourier Transformer) 440 for converting data into the frequency domain, and channel estimates (,,) output from each of the finger data processing units 410, 420, and 430, respectively. change the impulse response output from the impulse response generator 450 and the impulse response output from the impulse response generator 450 into the frequency domain after combining them according to the delay. And a channel compensator 470 for compensating for the channel using the channel estimate value of the frequency domain output from the second DFT 460 and the second DFT 460.

한편 상기 핑거별 데이터 처리부들(410, 420, 430) 각각은 다음과 같이 구성된다. 대응된 각각의 핑거들(finger-1, finger-2, finger-F)을 통해 입력된 수신 신호(Rx Signal)와 특정값의 경로 지연 성분(PN1, PN2, PNF)을 합성하는 역확산기(411, 421, 431)와, 상기 역확산기(411, 421, 431)의 출력값을 시간에 따라 데이터 채널(Data-CH), 파일럿 채널(Pilot-CH), 맥-채널(MAC-CH) 중 어느 하나의 채널로 스위칭하는 스위칭부(412, 422, 432)와, 시간의 흐름에 따라 상기 스위칭부(412, 422, 432) 각각의 스위칭 동작을 제어하기 위한 신호를 출력하는 시간 조절부(413, 423, 433)와, 상기 스위치부(412, 422, 432)를 거쳐 파일럿 채널(pilot-CH)로 전달된 역확산기(411, 421, 431)의 출력 신호를 이용하여 해당 채널을 추정하기 위한 채널 추정값(, , )을 출력하는 채널 추정부(414, 424, 434)를 포함한다. Meanwhile, each of the finger data processing units 410, 420, and 430 is configured as follows. The inverse of synthesizing the received signal (Rx Signal) input through the corresponding fingers (finger-1, finger-2, finger-F) and the path delay component (PN 1 , PN 2 , PN F ) of a specific value The output values of the spreaders 411, 421, and 431 and the despreaders 411, 421, and 431 are converted into data channels (Data-CH), pilot channels (Pilot-CH), and MAC-CH (MAC-CH) according to time. Switching unit 412, 422, 432 for switching to any one of the channels, and time control unit for outputting a signal for controlling the switching operation of each of the switching unit 412, 422, 432 over time ( Estimating the corresponding channel using the output signals of the despreaders 411, 421, and 431 transmitted to the pilot channel through the switch units 412, 422, and 432. And channel estimators 414, 424, and 434 for outputting channel estimates (,,) for the second channel.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시 예에 따른 채널 추정장치(400)는 데이터 채널(data-CH)을 통해 전달된 OFDM 블록이 아닌 파일럿-채널(pilot-CH)을 통해 전달된 파일럿 정보(예컨대, pilot burst)를 이용하여 OFDM 데이터의 채널을 추정한다. The channel estimating apparatus 400 according to an embodiment of the present invention having the above configuration has pilot information transmitted through a pilot-channel rather than an OFDM block transmitted through a data channel. (Eg, pilot burst) is used to estimate the channel of OFDM data.

따라서 상기와 같은 구성을 갖는 채널 추정장치(400)를 이용할 경우, 종래의 채널 추정장치의 OFDM 데이터 전송 경로에 포함된 채널 추정부를 생략할 수 있으므 로 장치를 간소화할 수 있으며, OFDM 데이터 전송 포맷을 통해 전송되는 OFDM 블록에 파일럿 정보(예컨대, pilot tone)을 포함시키지 않아도 된다. Therefore, in the case of using the channel estimating apparatus 400 having the above configuration, the channel estimator included in the OFDM data transmission path of the conventional channel estimating apparatus can be omitted, thereby simplifying the apparatus and providing the OFDM data transmission format. It is not necessary to include pilot information (for example, pilot tone) in the OFDM block transmitted through.

도 4는 이동통신시스템에서 OFDM 데이터를 이용하여 채널을 추정하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 채널 추정 방법에 대한 처리 흐름도이다. 도 4를 참조하면 본 발명의 일실시 예에 따른 채널 추정 방법은 다음과 같다. 4 is a flowchart illustrating a channel estimation method according to an embodiment of the present invention for estimating a channel using OFDM data in a mobile communication system. Referring to FIG. 4, a channel estimation method according to an embodiment of the present invention is as follows.

먼저 전 방향 전송 슬롯을 수신한 수신부에서는 핑거의 개수(F)에 따라 그 개수에 대응된 다중 경로(multi-path) 성분을 검출하여 각각을 핑거(finger)에 할당한다(S505). 상기 핑거(finger)에 수신 신호가 할당되었으면 수신부의 채널 추정부에서는 상기 수신 신호의 시간 도메인(domain)에서 파일럿(pilot) 영역에 포함된 파일럿 정보(pilot burst)를 이용하여 핑거별(finger) 채널을 추정하고 그 결과로 복소수의 채널 추정값을 출력한다(S510). 그리고 상기 과정(S510)에서 각 핑거별로 채널 추정값이 생성되면 상기 각 핑거별 채널 추정 값을 시간 축에서 조합한 후(S515) 그 값을 이용하여 수신 경로에 대한 임펄스 응답을 발생시킨다(S520). First, the receiver that receives the omni-directional transmission slot detects a multipath component corresponding to the number F according to the number of fingers F and assigns each to the finger (S505). When a received signal is assigned to the finger, the channel estimator of the receiver uses a finger burst channel using pilot bursts included in a pilot region in a time domain of the received signal. And estimates the complex channel estimate as a result (S510). When a channel estimate value is generated for each finger in step S510, the channel estimate value for each finger is combined on a time axis (S515), and an impulse response for the reception path is generated using the value (S520).

상기 과정(S520)에서 수신 경로에 대한 임펄스 응답을 발생시켰으면 그 임펄스 응답(impulse response)에 대하여 이산 퓨리에 변환(Discrete Fourier Transform, 이하 'DFT'라 칭함)을 수행함으로써 주파수 영역에서의 채널 추정값(즉, OFDM 심볼의 각 부 채널 톤(sub channel tone))을 생성한다(S525). 그리고 그 채널 추정값을 이용하여 채널을 보상한다(S530). 즉, 상기 주파수 영역에서의 채널 추정값을 데이터 심볼에 적용함으로써 해당 데이터가 전송된 채널을 보상한다. When the impulse response of the reception path is generated in step S520, a discrete Fourier transform (hereinafter referred to as 'DFT') on the impulse response is performed to estimate the channel value in the frequency domain. That is, subchannel tones of the OFDM symbol are generated (S525). The channel is compensated using the channel estimation value (S530). That is, by applying the channel estimate in the frequency domain to the data symbol to compensate for the channel on which the data is transmitted.

도 5는 본 발명이 일실시 예에 따른 채널 추정 장치 및 방법이 적용된 이동 통신시스템의 OFDM 데이터 전송 프레임 포맷을 예시한 도면이다. 도 5의 (a)는 본 발명이 적용된 이동통신시스템의 OFDM 데이터 전송 프레임의 구성 예를 시간 도메인에서 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는 주파수 도메인 OFDM 블록의 심볼 배치를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an OFDM data transmission frame format of a mobile communication system to which a channel estimating apparatus and method according to an embodiment of the present invention are applied. FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a configuration of an OFDM data transmission frame in a mobile communication system to which the present invention is applied. FIG. 5B is a diagram showing a symbol arrangement of a frequency domain OFDM block. .

먼저 도 5의 (a)를 참조하면 통상적인 데이터 전송 프레임(300)은 제1 데이터(data) 영역(305), 제1 MAC(Media Access Control) 영역(310), 제1 파일럿(pilot) 영역(315), 제2 MAC 영역(320), 제2 데이터 영역(325), 제3 데이터 영역(330), 제3 MAC 영역(335), 제2 파일럿 영역(340), 제4 MAC 영역(345) 및 제4 데이터 영역(350)을 포함한다. 데이터 영역들(305, 325, 330, 350)은 전송될 데이터를 저장하기 위한 영역으로 400칩의 크기를 가지고, MAC 영역들(310, 320, 335, 345)은 해당 데이터 전송 프레임이 전송될 채널의 채널 정보 및 시그널링 정보 등을 저장하기 위한 영역으로 64칩의 크기를 가지고, 파일럿 영역들(315, 340)은 해당 데이터 전송 프레임이 전송될 채널의 상태 정보를 추정하기 위한 정보를 제공하기 위한 영역으로 96칩의 크기를 가진다. 이 때, '칩'이란 시분할 시스템에서 사용되는 단위 시간 정보를 말하며, OFDM 방식으로 변조된 OFDM 블록은 데이터 영역들(305, 325, 330, 350)에 저장된다. 따라서 하나의 데이터 전송 프레임에는 4개의 OFDM 블록이 저장된다.First, referring to FIG. 5A, a typical data transmission frame 300 includes a first data region 305, a first media access control (MAC) region 310, and a first pilot region. 315, the second MAC region 320, the second data region 325, the third data region 330, the third MAC region 335, the second pilot region 340, and the fourth MAC region 345. ) And a fourth data area 350. The data areas 305, 325, 330, and 350 are areas for storing data to be transmitted, and have a size of 400 chips, and the MAC areas 310, 320, 335, and 345 are channels for transmitting corresponding data transmission frames. An area for storing channel information, signaling information, and the like, having a size of 64 chips, and pilot areas 315 and 340 are areas for providing information for estimating status information of a channel to which a corresponding data transmission frame is to be transmitted. It has a size of 96 chips. In this case, the 'chip' refers to unit time information used in a time division system, and the OFDM block modulated by the OFDM scheme is stored in the data regions 305, 325, 330, and 350. Therefore, four OFDM blocks are stored in one data transmission frame.

한편 도 5의 (b)를 참조하면 OFDM 블록은 N개의 OFDM 심볼(NOFDM_Symbol)을 포함하며, 상기 OFDM 심볼(NOFDM_Symbol)은 I개의 데이터 톤(IDATA_Tone)(41)과, J개의 가드톤 (KGuard_Tone)(42)으로 구성된다. 이 때 I개의 데이터 톤(IDATA_Tone)(41)은 전송될 데이터이고, J개의 가드톤(KGuard_Tone)(42)은 주파수 대역에 대한 주파수 간섭을 방지하기 위한 정보이다.Meanwhile, referring to FIG. 5B, an OFDM block includes N OFDM symbols N OFDM_Symbol , and the OFDM symbols N OFDM_Symbol include I data tones I DATA_Tone 41 and J guard tones. (K Guard_Tone ) 42. At this time, the I data tones I DATA_Tone 41 are data to be transmitted, and the J guard tones K Guard_Tone 42 are information for preventing frequency interference in the frequency band.

즉 본 발명의 장치 및 방법이 적용된 이동통신시스템에서 OFDM 방식의 BCMCS를 이용한 데이터 전송시, 데이터 전송 포맷에 포함된 파일럿 정보(pilot burst)를 이용하여 해당 채널을 추정함으로써 OFDM 블록에 채널 추정을 위한 파일럿 톤(pilot tone)을 포함시키지 않아도 된다. That is, in the mobile communication system to which the apparatus and method of the present invention is applied, when the data is transmitted using the BCMCS of the OFDM method, the channel is estimated for the OFDM block by estimating the corresponding channel by using the pilot burst included in the data transmission format. It is not necessary to include the pilot tone.

따라서 종래의 OFDM 블록에 포함된 파일럿 톤(pilot tone)의 수만큼 데이터 톤(data tone)을 더 전송할 수 있는 효과가 있다. 즉 동일 크기의 데이터 전송 프레임을 이용하여 보다 많은 정보를 전송할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the data tone can be further transmitted by the number of pilot tones included in the conventional OFDM block. That is, more information can be transmitted by using a data transmission frame of the same size.

상기한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 OFDM 방식의 채널 추정 장치 및 방법에 한 구체적인 실시 예에 관해 설명하였다. 하지만 본 발명은 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
As described above, in the detailed description of the present invention, a specific embodiment of an OFDM channel estimation apparatus and method has been described. However, the present invention may be modified in various ways without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

상술한 바와 같이 본 발명은 이동통신시스템에서 OFDM 방식의 BCMCS를 이용한 데이터 전송시, 데이터 전송 포맷에 포함된 파일럿 정보(pilot burst)를 이용하 여 해당 채널을 추정함으로써 OFDM 블록에 채널 추정을 위한 파일럿 톤(pilot tone)을 포함시키지 않아도 되는 효과가 있다. 따라서 종래의 OFDM 블록에 포함된 파일럿 톤(pilot tone)의 수만큼 데이터 톤(data tone)을 더 전송할 수 있는 효과가 있다. 즉 동일 크기의 데이터 전송 프레임을 이용하여 보다 많은 정보를 전송할 수 있는 효과가 있다. 결과적으로 유효 데이터 처리비율(data throughput)이 높아지는 효과가 있다. As described above, the present invention provides a pilot tone for estimating a channel in an OFDM block by estimating a corresponding channel using pilot bursts included in a data transmission format during data transmission using an OFDM type BCMCS in a mobile communication system. There is an effect that it is not necessary to include (pilot tone). Accordingly, the data tone can be further transmitted by the number of pilot tones included in the conventional OFDM block. That is, more information can be transmitted by using a data transmission frame of the same size. As a result, the effective data throughput is increased.

Claims (7)

직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 장치에 있어서,In the channel estimation apparatus using orthogonal frequency division multiplexing data, 수신된 다중 경로 성분들 중 핑거별로 검출하여 할당된 신호에 포함된 파일럿 정보에 의거하여 상기 핑거별 신호의 채널을 추정하고 그 핑거별 채널 추정값을 출력하는 다수의 핑거별 채널 추정부들과,A plurality of finger channel estimators for estimating a channel of the signal for each finger and outputting a channel estimation value for each finger based on the pilot information included in the allocated signal by detecting each finger among the received multipath components; 상기 다수의 핑거별 채널 추정부들 각각에서 출력된 채널 추정값들을 조합하여 임펄스 응답을 발생하는 임펄스 응답 발생부와,An impulse response generator for generating an impulse response by combining channel estimates output from each of the plurality of finger channel estimation units; 상기 임펄스 응답을 주파수 도메인으로 변경하여 주파수 영역의 채널 추정값을 생성하는 주파수 변환부를 포함함을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 장치.And a frequency converter configured to change the impulse response to a frequency domain to generate a channel estimation value of a frequency domain. 제1항에 있어서, 상기 핑거별 채널 추정부는The channel estimator of claim 1, wherein the finger channel estimator comprises: 상기 수신된 신호의 데이터 채널 영역의 데이터를 전달하기 위한 데이터 채널과,A data channel for transferring data in a data channel region of the received signal; 상기 수신된 신호의 파일럿 채널 영역의 데이터를 전달하기 위한 파일럿 채널과,A pilot channel for transferring data in a pilot channel region of the received signal; 상기 수신된 신호의 맥(MAC) 채널 영역의 데이터를 전달하기 위한 맥(MAC) 채널과,A MAC channel for transferring data in the MAC channel region of the received signal; 핑거별로 할당된 신호와 특정값의 경로 지연 성분을 합성하는 역확산기와,A despreader which synthesizes a signal assigned to each finger and a path delay component having a specific value; 상기 역확산기의 출력값을 시간에 따라 상기 데이터 채널, 상기 파일럿 채널 및 상기 맥 채널 중 어느 하나의 채널로 스위칭하는 스위칭부와,A switching unit for switching the output value of the despreader to any one of the data channel, the pilot channel, and the MAC channel according to time; 시간의 흐름에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 시간 조절부와,A time adjusting unit for outputting a control signal for controlling a switching operation of the switching unit as time passes; 상기 스위칭부를 거쳐 상기 파일럿 채널로 전달된 상기 주파수 합성부의 출력 신호를 이용하여 상기 출력 신호의 채널을 추정하기 위한 채널 추정값을 출력하는 채널 추정부를 포함함을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 장치.And a channel estimator for outputting a channel estimation value for estimating a channel of the output signal by using the output signal of the frequency synthesizer transmitted to the pilot channel through the switching unit. Estimation device. 제2항에 있어서, 상기 채널 추정부는3. The channel estimator of claim 2, wherein the channel estimator 복소수의 채널 추정값을 출력함을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 장치.A channel estimating apparatus using orthogonal frequency division multiplexing data for outputting a complex channel estimation value. 제1항에 있어서, 상기 임펄스 응답 발생부는The method of claim 1, wherein the impulse response generating unit 상기 핑거별 채널 추정부 각각의 지연계수에 맞추어 상기 채널 추정값들을 조합함을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 장치.And channel estimation values are combined according to a delay coefficient of each finger channel estimator. 제1항에 있어서, 상기 직교주파수분할다중 데이터는The method of claim 1, wherein the orthogonal frequency division multiplexed data 파일럿 톤(pilot tone)을 포함하지 않는 직교주파수분할다중 심볼을 포함함을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 장치.2. An apparatus for estimating channels using orthogonal frequency division multiplexing data, comprising: orthogonal frequency division multiplexing symbols that do not include pilot tones. 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 방법에 있어서, In the channel estimation method using orthogonal frequency division multiplexing data, 수신된 멀티-패스 성분들을 검출하여 수신장치의 핑거들에게 할당하는 과정과,Detecting and assigning the received multi-pass components to the fingers of the receiver; 상기 핑거에 할당된 수신신호의 시간 도메인에서 파일럿 영역에 포함된 파일럿 정보를 이용하여 핑거별 채널을 추정하고 그 핑거별 채널 추정값을 출력하는 과정과,Estimating a channel for each finger using the pilot information included in a pilot region in the time domain of the received signal allocated to the finger and outputting a channel estimation value for each finger; 상기 핑거별 채널 추정값을 시간 축에서 조합한 후 그 값을 이용하여 수신 경로에 대한 임펄스 응답을 발생시키는 과정과,Combining the channel estimates for each finger on a time axis and generating an impulse response for a reception path using the values; 상기 임펄스 응답에 대하여 분산 퓨리에 변환을 수행하여 주파수 영역에서의 채널 추정값을 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 방법.And performing channel Fourier transform on the impulse response to generate channel estimates in the frequency domain. 제6항에 있어서, 상기 직교주파수분할다중 데이터는The method of claim 6, wherein the orthogonal frequency division multiplexed data 파일럿 톤(pilot tone)을 포함하지 않는 직교주파수분할다중 심볼을 포함함을 특징으로 하는 직교주파수분할다중 데이터를 이용한 채널 추정 장치.2. An apparatus for estimating channels using orthogonal frequency division multiplexing data, comprising: orthogonal frequency division multiplexing symbols that do not include pilot tones.
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