KR20070110616A - Apparatus and method for channel estimation in ofdm/ofdma system - Google Patents

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KR20070110616A KR1020060043301A KR20060043301A KR20070110616A KR 20070110616 A KR20070110616 A KR 20070110616A KR 1020060043301 A KR1020060043301 A KR 1020060043301A KR 20060043301 A KR20060043301 A KR 20060043301A KR 20070110616 A KR20070110616 A KR 20070110616A
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Abstract

A channel estimating apparatus and a method in an OFDM system are provided to improve the channel estimating performance by selecting a region, in which a channel variation is low, among a time region and a frequency region. A pilot symbol extractor(300) receives an OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal, and extracts a pilot symbol from the signal. An interpolation sequence determining unit(302) measures cross-covariance of a time region by using a previous channel estimating value, and by comparing the cross-covariance with cross-covariance of a frequency region to determine interpolation sequence. A channel estimating unit(304) estimates a channel by executing interpolation of the time region and frequency region by using the pilot symbol.

Description

직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL ESTIMATION IN OFDM/OFDMA SYSTEM}Apparatus and method for channel estimation in orthogonal frequency division multiplexing system {APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL ESTIMATION IN OFDM / OFDMA SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 OFDM 수신기의 블록 구성을 도시한 도면,1 is a block diagram of a conventional OFDM receiver according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 따른 OFDM 신호구조에 따른 채널 추정과정을 2차원의 형태로 도시한 도면,2 is a diagram illustrating a channel estimation process according to an OFDM signal structure according to the prior art in a two-dimensional form;

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 수신기의 채널 추정 장치의 구성을 도시한 도면 및3 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for estimating a channel of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 수신기의 채널 추정 장치에서 채널 추정 과정을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a channel estimation process in a channel estimation apparatus of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM/OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 전송 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDM/OFDMA 수신기에 있어서 채널 왜곡 보상을 위해 파 일럿(pilot)을 사용하여 채널 추정(channel estimation)을 하는 방법 및 채널 추정기에 관한 것이다.The present invention relates to an Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDM / OFDMA) transmission system. In particular, an OFDM / OFDMA receiver uses a pilot channel to compensate for channel distortion. A channel estimator and a method for channel estimation are provided.

OFDM이나 이에 기반한 OFDMA는 넓은 대역의 단일 캐리어(carrier) 대신 서로 직교성을 갖는 여러 서브 캐리어(subcarrier)를 이용하여 데이터를 병렬로 보내는 멀티 캐리어 변조 방식으로, 매우 큰 ISI(Inter-Symbol Interference)를 가지는 주파수 선택적 페이딩(fading) 채널에서도 좁은 대역의 각 서브 채널은 플랫 페이딩(flat fading) 특성을 갖게 된다는 사실에 기초한 방식이다. OFDM에서는 심볼(symbol)이 주파수 영역에서 결정되므로 수신된 심볼에 대해 채널 왜곡을 보상하기 위해서는 주파수 영역에서의 등화기(equalizer)가 필요하다. 이를 위하여 OFDM 전송 시스템의 송신측에서는 데이터 심볼을 송신할 뿐만 아니라 신호가 전송되는 채널의 특성을 추정하여 데이터 심볼의 등화를 하기 위한 채널 추정용으로 사용되는 파일럿 심볼을 송신한다. 또한 데이터 전송율을 높게 유지하면서 효율적으로 OFDM 채널 추정을 수행하기 위한 파일롯 신호의 선택에 대한 연구뿐만 아니라, 파일럿 신호를 시간 영역에서 샘플(sample) 평균을 취하여 채널 특성값을 구하는 방법, 파일럿 신호의 평균제곱 오차를 이용하여 주파수 영역에서 채널의 특성을 추정하여 신호의 보상에 적용하는 방법 등 다양한 OFDM 채널 추정 기법이 제안되고 있다.OFDM or OFDMA based on this is a multicarrier modulation scheme in which data is transmitted in parallel using multiple subcarriers having orthogonality to each other instead of a single wide carrier, and has a very large Inter-Symbol Interference (ISI). Even in a frequency selective fading channel, each sub-channel in a narrow band has a flat fading characteristic. In OFDM, a symbol is determined in the frequency domain, and therefore an equalizer in the frequency domain is required to compensate for channel distortion with respect to the received symbol. To this end, the transmitting side of the OFDM transmission system transmits not only data symbols but also pilot symbols used for channel estimation for equalizing data symbols by estimating characteristics of a channel on which a signal is transmitted. In addition to the study of selecting a pilot signal for efficiently performing OFDM channel estimation while maintaining a high data rate, a method of obtaining channel characteristics by taking a sample average of a pilot signal in a time domain and an average of a pilot signal Various OFDM channel estimation techniques have been proposed, such as a method of estimating the characteristics of a channel in the frequency domain using a square error and applying it to compensation of a signal.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 OFDM 수신기의 블록 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 1은 본 발명의 이해에 필요한 블록 구성, 즉 수신 신호로부터 얻어지는 베이스밴드(baseband) 신호로부터 데이터를 복원하는 부분만을 개략적으로 도 시한 것이다. 버스트 심볼(burst symbol) 추출부(100)는 RF(Radio Frequency) 처리부(도시하지 않았음)에 의해 수신 신호로부터 얻어진 베이스밴드 신호로부터 OFDM 심볼을 추출한다. 버스트 심볼 추출부(100)에 의해 추출된 심볼은 송신측에서 삽입되었던 CP(Cyclic Prefix)가 CP 제거부(102)에 의해 제거되고 FFT(Fast Fourier Transformer)(104)에 의해 FFT(Fast Fourier Transform)된 후, 등화기(108)에 인가된다. 등화기(108)는 FFT된 데이터 신호에 대하여 채널 추정기(106)에 의해 추정된 채널 특성값에 따라 채널 왜곡을 보상한다. 이처럼 채널 왜곡이 보상된 신호는 복조부(110)에서 복조된 후, 디코딩(decoding)부(112)에 의해 비터비 디코딩되고 판정(decision)부(114)의 판정에 의해 데이터가 복원된다.1 is a block diagram of a conventional OFDM receiver according to the prior art. FIG. 1 schematically illustrates only a block configuration necessary for understanding the present invention, that is, a part for recovering data from a baseband signal obtained from a received signal. The burst symbol extractor 100 extracts an OFDM symbol from a baseband signal obtained from a received signal by a radio frequency (RF) processor (not shown). The symbol extracted by the burst symbol extraction unit 100 is a CP (Cyclic Prefix) inserted by the transmitting side is removed by the CP removal unit 102 and the Fast Fourier Transformer (FFT) by the FFT (Fast Fourier Transformer) 104 And then to equalizer 108. Equalizer 108 compensates for channel distortion according to the channel characteristic value estimated by channel estimator 106 for the FFT data signal. The signal whose channel distortion has been compensated for is demodulated by the demodulator 110, then Viterbi decoded by the decoding unit 112, and the data is restored by the determination of the decision unit 114.

상기한 채널 추정기(106)에 있어서 채널 추정은 파일럿 심볼(pilot symbol)을 사용하여 추정한다. 이때, 많은 파일럿 심볼을 사용할수록 채널추정의 정확도는 증가하지만 파일럿 심볼이 overhead이므로 전체시스템의 전송능력을 제한하게 된다. 따라서 적은 파일럿 심볼을 가지고 최상의 성능을 내는 채널 추정기의 설계가 필요하다. In the channel estimator 106, the channel estimation is estimated using a pilot symbol. In this case, the accuracy of channel estimation increases as more pilot symbols are used, but since pilot symbols are overhead, the transmission capability of the entire system is limited. Therefore, it is necessary to design a channel estimator that has the best performance with few pilot symbols.

그러면 OFDM 신호구조를 2차원의 형태로 표현하면 아래 도면과 같이 표현 가능하다. 도 2는 종래 기술에 따른 OFDM 신호구조에 따른 채널 추정과정을 2차원의 형태로 도시한 도면이다. 상기 도 2를 참조하면, OFDM 신호구조는 시간 영역(time-domain)과 주파수 영역(frequency-domain)의 2차원의 형태로 표현할 수 있다. 여기서, 여러 모양의 동그라미는 부반송파 나타내고, 그중 이중으로된 동그라미는 파일롯 심볼을 나타내고, 검은색 동그라미와 비금친 동그라미는 추정한 부반송파를 나 타낸다.Then, if the OFDM signal structure is expressed in a two-dimensional form, it can be expressed as shown below. 2 is a diagram illustrating a channel estimation process according to an OFDM signal structure according to the prior art in a two-dimensional form. Referring to FIG. 2, the OFDM signal structure may be expressed in a two-dimensional form in a time domain and a frequency domain. Here, circles of various shapes represent subcarriers, of which double circles represent pilot symbols, and black circles and scrambled circles represent estimated subcarriers.

파일럿 심볼은 2차원상에 균일하게 분포되고 그 수는 전체시스템의 전송능력에 늘리기 위해서 제한된다. 일반적으로 파일럿 심볼이 없는 위치에서의 채널추정은 파일럿 심볼이 있는 위치에서의 채널추정정보를 이용하여 보간(interpolation)을 하게 된다. The pilot symbols are uniformly distributed on two dimensions and the number is limited to increase the transmission capability of the whole system. In general, channel estimation at a location without a pilot symbol is interpolated using channel estimation information at a location with a pilot symbol.

상기 도 2와 같이 일반적으로 종래의 OFDM 시스템은 채널이 시간에 대해서 일정하다고 가정한다. 따라서, 우선 시간 영역에서 파일롯 심볼을 보간을 수행하여 검은색 동그라미로 나타내는 부반송파에서의 채널 추정값을 구하고 다시 파일롯 심볼과 검음색 동그라미로 나타내는 부반송파의 채널추정 값들을 이용하여 빗금친 동그라미로 나타내는 부반송파의 채널 추정값을 주파수 영역에서 보간을 통해서 측정한다.In general, as shown in FIG. 2, a conventional OFDM system assumes that a channel is constant with respect to time. Therefore, first, interpolate pilot symbols in the time domain to obtain channel estimates of subcarriers represented by black circles, and then subcarrier channels represented by hatched circles using pilot estimates and channel estimates of subcarriers represented by black circles. The estimated value is measured by interpolation in the frequency domain.

종래의 채널추정을 위한 보간은 주파수 영역의 채널의 변화가 시간 영역의 채널 변화보다 많다는 가정 하에서 시간 영역의 보간을 먼저 수행하고 다음에 주파수 영역의 보간을 하였다. 그러나 고속으로 움직이는 이동통신 환경 하에서는 도플러 효과에 의해서 시간변화에 따른 채널의 변화도 심해지게 되고 이 경우 시간 영역의 채널 변화가 주파수 영역의 채널 변화보다 심해지는 질 수 있는 문제가 발생한다. 따라서 보간의 순서도 채널 상황에 맞게 변해야 한다. In the conventional interpolation for channel estimation, the interpolation of the time domain is performed first and then the frequency domain interpolation is performed under the assumption that the channel change in the frequency domain is greater than the channel change in the time domain. However, under a high speed mobile communication environment, the Doppler effect causes a change in the channel according to the time change, and in this case, a channel change in the time domain becomes worse than a channel change in the frequency domain. Therefore, the order of interpolation should also change according to the channel situation.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목 적은 채널 상태를 고려한 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.In order to solve the problems described above, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for channel estimation in an orthogonal frequency division multiplexing system considering channel conditions.

본 발명의 다른 목적은 채널 상태에 따라 시간 영역과 주파수 영역의 보간 순서를 변경하여 채널을 추정하는 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a channel estimation apparatus and method in an orthogonal frequency division multiplexing system for estimating a channel by changing the interpolation order of time domain and frequency domain according to channel conditions.

본 발명의 또 다른 목적은 시간 영역과 주파수 영역 중에서 채널 추정값의 변화가 적은 영역의 보간을 먼저하여 채널을 추정하는 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for estimating a channel in an orthogonal frequency division multiplexing system that estimates a channel by first interpolating a region having a small change in channel estimate value in a time domain and a frequency domain.

본 발명의 또 다른 목적은 이전 채널 추정값을 이용하여 측정한 시간 영역과 주파수 영역의 교차 공분산들을 이용하여 시간 영역과 주파수 영역의 보간 순서를 결정하고 보간 순서에 따라 채널을 추정하는 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to determine the interpolation order of the time domain and the frequency domain using cross-covariances of the time domain and the frequency domain measured using the previous channel estimate, and orthogonal frequency division multiplexing to estimate the channel according to the interpolation order. The present invention provides a channel estimation apparatus and method in a system.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치는, 직교 주파수 분할 다중 전송(OFDM) 신호를 수신하고 파일롯 심볼을 추출하는 파일롯 심볼 추출부, 이전의 채널 추정값을 이용하여 시간 영역의 교차 공분산(cross-covariance)과 주파수 영역의 교차 공분산을 측정하고, 상기 시간 영역의 교차 공분산과 상기 주파수 영역의 교차 공분산을 비교하여 보간(interpolation) 순서를 결정하는 보간 순서 판단부 및, 상기 보간 순서 판단부에서 결정한 상기 보간 순서에 따라 상기 파일롯 심볼 추출부에서 추출한 상기 파일롯 심볼을 이용하여 시간 영역 보간과 주파수 영역의 보간을 하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함함을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above objects, a channel estimation apparatus in an orthogonal frequency division multiplexing system, the pilot symbol extraction unit for receiving an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal and extracting a pilot symbol, The cross-covariance of the time domain and the cross-covariance of the frequency domain are measured using previous channel estimates, and the interpolation order is determined by comparing the cross-covariance of the time domain with the cross-covariance of the frequency domain. An interpolation order determining unit and a channel estimating unit estimating a channel by interpolating the time domain and the frequency domain using the pilot symbols extracted by the pilot symbol extracting unit according to the interpolation order determined by the interpolation order determining unit. It is characterized by.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 방법은, 직교 주파수 분할 다중 전송(OFDM) 신호를 수신하는 과정, 상기 OFDM 신호에서 파일롯 심볼을 추출하는 과정, 상기 파일롯 심볼을 추출하면, 이전의 채널 추정값을 이용하여 시간 영역의 교차 공분산(cross-covariance)과 주파수 영역의 교차 공분산을 측정하는 과정, 상기 시간 영역의 교차 공분산과 상기 주파수 영역의 교차 공분산을 비교하여 보간(interpolation) 순서를 결정하는 과정 및, 상기 보간 순서에 따라 상기 파일롯 심볼을 이용하여 시간 영역 보간과 주파수 영역의 보간을 하여 채널을 추정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, a channel estimation method in an orthogonal frequency division multiplexing system, receiving an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal, extracting a pilot symbol from the OFDM signal Extracting the pilot symbol, measuring cross-covariance in the time domain and cross-covariance in the frequency domain by using a previous channel estimate; cross-covariance in the time domain and intersection of the frequency domain And comparing the covariances to determine an interpolation order, and estimating a channel by interpolating the time domain and the frequency domain using the pilot symbols according to the interpolation order.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. If it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured, detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 채널 상태에 따라 시간 영역과 주파수 영역의 보간 순서를 변경하여 채널을 추정하는 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel estimating apparatus and method in an orthogonal frequency division multiplexing system for estimating a channel by changing the interpolation order of time domain and frequency domain according to channel conditions.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 수신기의 채널 추정 장치 의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for estimating a channel of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 채널 추정 장치는 파일롯 심볼 추출부(300), 보간 순서 판단부(302) 및, 채널 추정부(304)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the channel estimating apparatus of the present invention includes a pilot symbol extracting unit 300, an interpolation order determining unit 302, and a channel estimating unit 304.

상기 파일롯 심볼 추출부(300)는 직교 주파수 분할 다중 전송(OFDM) 신호를 수신하고 파일롯 심볼을 추출한다.The pilot symbol extractor 300 receives an orthogonal frequency division multiplex (OFDM) signal and extracts a pilot symbol.

상기 보간 순서 판단부(302)는 이전 채널 추정값을 이용하여 시간 영역과 주파수 영역에서 각각의 교차 공분산(cross-covariance)을 측정하고, 시간 영역의 교차 공분산과 주파수 영역의 교차 공분산을 비교하여 보간(interpolation) 순서를 결정한다. The interpolation order determination unit 302 measures cross-covariance in each of the time domain and the frequency domain using previous channel estimates, and compares the cross covariance of the time domain with the cross covariance of the frequency domain. interpolation) order.

상기 채널 추정부(304)는 상기 보간 순서 판단부(302)에서 결정한 보간 순서에 따라 시간 영역 보간과 주파수 영역의 보간을 하여 채널을 추정한다.The channel estimator 304 estimates a channel by interpolating the time domain and the frequency domain according to the interpolation order determined by the interpolation order determination unit 302.

상기 보간 순서 판단부(302)에서 상기 보간 순서의 결정은 이전 채널 추정값을 이용하여 측정한 교차 공분산들의 비교결과 시간 영역의 교차 공분산이 주파수 영역의 교차 공분산보다 크면 시간 영역의 보간을 먼저하고, 주파수 영역의 교차 공분산이 시간 영역의 교차 공분산보다 크거나 같으면 주파수 영역의 보간을 먼저 하도록 보간 순서를 결정한다. 상기 교차 공분산들은 아래 <수학식 1>과 <수학식 2>를 참조하여 측정할 수 있다.The interpolation order determination unit 302 determines the interpolation order if the cross covariance of the time domain is greater than the cross covariance of the frequency domain as a result of the comparison of the cross covariances measured using the previous channel estimate. If the cross covariance of the domain is greater than or equal to the cross covariance of the time domain, the interpolation order is determined so that interpolation of the frequency domain is performed first. The cross covariances may be measured with reference to Equations 1 and 2 below.

Figure 112006033606503-PAT00001
Figure 112006033606503-PAT00001

여기서, Ctime은 시간 영역의 교차 공분산이고, N은 주파수 영역에 존재하는 부반송파의 갯수이고, hn ,k는 n번째 시간 영역과 k번째 주파수 영역에서의 채널 응답값이다.Here, C time is cross covariance in the time domain, N is the number of subcarriers present in the frequency domain, and h n , k are channel response values in the n th time domain and the k th frequency domain.

Figure 112006033606503-PAT00002
Figure 112006033606503-PAT00002

여기서, Cfrequency은 주파수 영역의 교차 공분산이고, N은 주파수 영역에 존재하는 부반송파의 갯수이고, hn ,k는 n번째 시간 영역과 k번째 주파수 영역에서의 채널 응답값이다.Here, C frequency is cross covariance in the frequency domain, N is the number of subcarriers present in the frequency domain, and h n , k are channel response values in the n th time domain and the k th frequency domain.

상기 <수학식 1>과 상기 <수학식 2>에서 측정한 교차 공분산들은 그 값이 클수록 채널의 변화가 적음을 의미하며, 시간 영역의 교차 공분산이 주파수 영역의 교차 공분산보다 큰 경우는, 주파수 영역의 채널의 변화가 시간 영역의 채널 변화보다 큼을 의미하며, 이는 주로 OFDM 수신기의 이동이 적은 경우에 발생하고, 주파수 영역의 교차 공분산이 시간 영역의 교차 공분산보다 크거나 같은 경우는, 시간 영역의 채널의 변화가 주파수 영역의 채널 변화보다 큼을 의미하며, 이는 주로 OFDM 수신기가 고속으로 이동할 때 발생할 수 있다.The cross covariances measured by Equations 1 and 2 mean that the larger the value, the less the change in the channel. When the cross covariance of the time domain is greater than the cross covariance of the frequency domain, This means that the change in the channel is greater than the channel change in the time domain, which occurs mainly when the movement of the OFDM receiver is small, and when the cross covariance in the frequency domain is greater than or equal to the cross covariance in the time domain, This means that the change of is greater than the channel change in the frequency domain, which may mainly occur when the OFDM receiver moves at high speed.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a channel estimation method in an orthogonal frequency division multiplexing transmission system according to the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 OFDM 수신기의 채널 추정 장치에서 채널 추정 과정을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a channel estimation process in a channel estimation apparatus of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하면 본 발명의 채널 추정 장치는 400단계에서 OFDM 신호를 수신하고, 402단계로 진행하여 수신한 상기 OFDM 신호에서 파일롯 심볼을 추출하고, 404단계로 진행하여 이전 채널 추정값을 이용하여 시간 영역의 교차 공분산과 주파수 영역의 교차 공분산을 측정하고, 406단계로 진행하여 상기 시간 영역의 교차 공분산과 상기 주파수 영역의 교차 공분산을 비교한다. 상기 404단계에서 측정하는 상기 시간 영역의 교차 공분산은 상기 <수학식 1>을 통하여 측정할 수 있으며, 상기 주파수 영역의 교차 공분산은 상기 <수학식 2>를 통하여 측정할 수 있다.Referring to FIG. 4, the channel estimation apparatus of the present invention receives an OFDM signal in step 400, proceeds to step 402, extracts a pilot symbol from the received OFDM signal, and proceeds to step 404 by using a previous channel estimate value. The cross covariance of the time domain and the cross covariance of the frequency domain are measured, and the process proceeds to step 406 to compare the cross covariance of the time domain with the cross covariance of the frequency domain. The cross covariance of the time domain measured in step 404 may be measured by Equation 1, and the cross covariance of the frequency domain may be measured by Equation 2.

상기 406단계의 비교결과 시간 영역의 교차 공분산이 주파수 영역의 교차 공분산보다 크면, 상기 채널 추정 장치는 408단계로 진행하여 상기 402단계에서 추출한 파일럿 심볼을 이용하여 시간 영역의 보간을 하여 부반송파의 채널을 추정하고, 410단계로 진행하여 상기 파일롯 심볼과 상기 추정한 채널을 이용하여 주파수 영역의 보간을 하여 남은 채널을 추정한다.If the cross covariance of the time domain is greater than the cross covariance of the frequency domain, the channel estimating apparatus proceeds to step 408 and interpolates the subcarrier channel using the pilot symbols extracted in step 402. In operation 410, the remaining channel is estimated by interpolating the frequency domain using the pilot symbol and the estimated channel.

상기 406단계의 비교결과 주파수 영역의 교차 공분산이 시간 영역의 교차 공분산보다 크거나 같으면, 상기 채널 추정 장치는 412단계로 진행하여 상기 402단계에서 추출한 파일럿 심볼을 이용하여 주파수 영역의 보간을 하여 부반송파의 채널 을 추정하고, 414단계로 진행하여 상기 파일롯 심볼과 상기 추정한 채널을 이용하여 시간 영역의 보간을 하여 남은 채널을 추정한다.If the cross-covariance of the frequency domain is greater than or equal to the cross-covariance of the time domain, the channel estimating apparatus proceeds to step 412 and interpolates the frequency domain using the pilot symbols extracted in step 402. In step 414, the channel is estimated, and the remaining channel is estimated by interpolating the time domain using the pilot symbol and the estimated channel.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.Apparently, there are many ways to modify these embodiments while remaining within the scope of the claims. In other words, there may be many other ways in which the invention may be practiced without departing from the scope of the following claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 이전 채널 상태에 따라 시간 영역과 주파수 영역의 보간 순서를 결정하고, 결정한 보간 순서에 따라 채널을 추정하는 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 시간 영역과 주파주 영역중에서 채널 변화가 적은 영역을 선택함으로써 채널 추정 성능을 높이는 효과가 있다. As described above, the present invention relates to a channel estimation apparatus and method in an orthogonal frequency division multiplexing system for determining an interpolation order of a time domain and a frequency domain according to a previous channel state, and estimating a channel according to the determined interpolation order. The channel estimation performance is increased by selecting a region having a small channel change among the region and the frequency region.

Claims (8)

직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 장치에 있어서,A channel estimation apparatus in an orthogonal frequency division multiplexing system, 직교 주파수 분할 다중 전송(OFDM) 신호를 수신하고 파일롯 심볼을 추출하는 파일롯 심볼 추출부;A pilot symbol extracting unit configured to receive an orthogonal frequency division multiplex (OFDM) signal and extract pilot symbols; 이전의 채널 추정값을 이용하여 시간 영역의 교차 공분산(cross-covariance)과 주파수 영역의 교차 공분산을 측정하고, 상기 시간 영역의 교차 공분산과 상기 주파수 영역의 교차 공분산을 비교하여 보간(interpolation) 순서를 결정하는 보간 순서 판단부; 및The cross-covariance in the time domain and the cross-covariance in the frequency domain are measured using previous channel estimates, and the interpolation order is determined by comparing the cross-covariance in the time domain with the cross-covariance in the frequency domain. An interpolation order determination unit; And 상기 보간 순서 판단부에서 결정한 상기 보간 순서에 따라 상기 파일롯 심볼 추출부에서 추출한 상기 파일롯 심볼을 이용하여 시간 영역 보간과 주파수 영역의 보간을 하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함함을 특징으로 하는 장치.And a channel estimator for estimating a channel by interpolating the time domain and the frequency domain using the pilot symbols extracted by the pilot symbol extractor according to the interpolation order determined by the interpolation order determining unit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보간 순서 판단부는,The interpolation order determination unit, 상기 시간 영역의 교차 공분산을 아래 <수학식 3>을 이용하여 측정함을 특징으로 하는 장치.And measuring cross-covariance of the time domain by using Equation 3 below.
Figure 112006033606503-PAT00003
Figure 112006033606503-PAT00003
 여기서, Ctime은 시간 영역의 교차 공분산이고, N은 주파수 영역에 존재하는 부반송파의 갯수이고, hn ,k는 n번째 시간 영역과 k번째 주파수 영역에서의 채널 응답값이다.Here, C time is cross covariance in the time domain, N is the number of subcarriers present in the frequency domain, and h n , k are channel response values in the n th time domain and the k th frequency domain. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보간 순서 판단부는,The interpolation order determination unit, 상기 주파수 영역의 교차 공분산을 아래 <수학식 4>을 이용하여 측정함을 특징으로 하는 장치.The cross-covariance of the frequency domain is measured by using Equation 4 below.
Figure 112006033606503-PAT00004
Figure 112006033606503-PAT00004
 여기서, Cfrequency은 주파수 영역의 교차 공분산이고, N은 주파수 영역에 존재하는 부반송파의 갯수이고, hn ,k는 n번째 시간 영역과 k번째 주파수 영역에서의 채널 응답값이다.Here, C frequency is cross covariance in the frequency domain, N is the number of subcarriers present in the frequency domain, and h n , k are channel response values in the n th time domain and the k th frequency domain. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보간 순서 판단부는,The interpolation order determination unit, 상기 시간 영역의 교차 공분산과 상기 주파수 영역의 교차 공분산을 비교결과, 상기 시간 영역의 교차 공분산이 상기 주파수 영역의 교차 공분산보다 크면 시간 영역의 보간을 먼저하고, 상기 주파수 영역의 교차 공분산이 상기 시간 영역의 교차 공분산보다 크거나 같으면 주파수 영역의 보간을 먼저 하도록 상기 보간 순서를 결정함을 특징으로 하는 장치.As a result of comparing the cross covariance of the time domain and the cross covariance of the frequency domain, if the cross covariance of the time domain is greater than the cross covariance of the frequency domain, interpolation of the time domain is performed first, and cross covariance of the frequency domain is the time domain. And determining the interpolation order so that interpolation of the frequency domain is first if greater than or equal to a cross covariance of. 직교 주파수 분할 다중 전송 시스템에서 채널 추정 방법에 있어서,A channel estimation method in an orthogonal frequency division multiplexing system, 직교 주파수 분할 다중 전송(OFDM) 신호를 수신하는 과정;Receiving an orthogonal frequency division multiplex (OFDM) signal; 상기 OFDM 신호에서 파일롯 심볼을 추출하는 과정;Extracting a pilot symbol from the OFDM signal; 상기 파일롯 심볼을 추출하면, 이전의 채널 추정값을 이용하여 시간 영역의 교차 공분산(cross-covariance)과 주파수 영역의 교차 공분산을 측정하는 과정;When the pilot symbol is extracted, measuring cross-covariance in the time domain and cross-covariance in the frequency domain using previous channel estimates; 상기 시간 영역의 교차 공분산과 상기 주파수 영역의 교차 공분산을 비교하여 보간(interpolation) 순서를 결정하는 과정; 및Determining an interpolation order by comparing the cross covariance of the time domain with the cross covariance of the frequency domain; And 상기 보간 순서에 따라 상기 파일롯 심볼을 이용하여 시간 영역 보간과 주파수 영역의 보간을 하여 채널을 추정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.And estimating a channel by interpolating the time domain and the frequency domain using the pilot symbols according to the interpolation order. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 시간 영역의 교차 공분산은 아래 <수학식 5>을 이용하여 측정함을 특징으로 하는 방법.The cross-covariance of the time domain is measured using Equation 5 below.
Figure 112006033606503-PAT00005
Figure 112006033606503-PAT00005
 여기서, Ctime은 시간 영역의 교차 공분산이고, N은 주파수 영역에 존재하는 부반송파의 갯수이고, hn ,k는 n번째 시간 영역과 k번째 주파수 영역에서의 채널 응답값이다.Here, C time is cross covariance in the time domain, N is the number of subcarriers present in the frequency domain, and h n , k are channel response values in the n th time domain and the k th frequency domain. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 주파수 영역의 교차 공분산은 아래 <수학식 6>을 이용하여 측정함을 특징으로 하는 방법.The cross covariance of the frequency domain is measured by using Equation 6 below.
Figure 112006033606503-PAT00006
Figure 112006033606503-PAT00006
 여기서, Cfrequency은 주파수 영역의 교차 공분산이고, N은 주파수 영역에 존재하는 부반송파의 갯수이고, hn ,k는 n번째 시간 영역과 k번째 주파수 영역에서의 채널 응답값이다.Here, C frequency is cross covariance in the frequency domain, N is the number of subcarriers present in the frequency domain, and h n , k are channel response values in the n th time domain and the k th frequency domain. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 보간 순서를 결정하는 과정은,The process of determining the interpolation order, 상기 시간 영역의 교차 공분산과 상기 주파수 영역의 교차 공분산을 비교결과, 상기 시간 영역의 교차 공분산이 상기 주파수 영역의 교차 공분산보다 크면 시간 영역의 보간을 먼저하고, 상기 주파수 영역의 교차 공분산이 상기 시간 영역의 교차 공분산보다 크거나 같으면 주파수 영역의 보간을 먼저 하도록 상기 보간 순서를 결정함을 특징으로 하는 방법.As a result of comparing the cross covariance of the time domain and the cross covariance of the frequency domain, if the cross covariance of the time domain is greater than the cross covariance of the frequency domain, interpolation of the time domain is performed first, and cross covariance of the frequency domain is the time domain. The interpolation order is determined so that interpolation of the frequency domain is first if the cross covariance is greater than or equal to.
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US9148310B2 (en) 2013-03-11 2015-09-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for adaptively estimating channel in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system

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