KR20090018255A - Apparatus and method for detecting signal with hidden pilots in broadband wireless communication system - Google Patents

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KR20090018255A
KR20090018255A KR1020070082554A KR20070082554A KR20090018255A KR 20090018255 A KR20090018255 A KR 20090018255A KR 1020070082554 A KR1020070082554 A KR 1020070082554A KR 20070082554 A KR20070082554 A KR 20070082554A KR 20090018255 A KR20090018255 A KR 20090018255A
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KR
South Korea
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user
matrix
iteration
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signal
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Application number
KR1020070082554A
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Inventor
정성윤
윤상보
이종호
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삼성전자주식회사
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Abstract

An apparatus and a method for detecting signal with hidden pilots are provided to improve channel estimation accuracy by using a detected signal in broadband wireless telecommunications system. An estimator(112) estimates a channel value at an n-th repetition step using a hidden pilot signal and a transmission symbol block which is detected at an(n-1)th repetition step. A detector(110) detects a transmission symbol block from the received signal by using the channel value of the n-th repetition step and provides the transmission symbol block, which is detected based on a channel value estimation at a(n+1)th repetition step, to the estimator.

Description

광대역 무선통신 시스템에서 은닉 파일럿을 이용한 신호 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SIGNAL WITH HIDDEN PILOTS IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}Apparatus and method for detecting signals using hidden pilot in broadband wireless communication system {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SIGNAL WITH HIDDEN PILOTS IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신 시스템에서 은닉 파일럿(hidden pilot) 신호를 이용한 신호 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for detecting a signal using a hidden pilot signal in a broadband wireless communication system.

차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation, 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 이용하여 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS' 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA : Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성과 QoS을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 그 대표적인 통 신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이다.The 4th Generation (hereinafter referred to as '4G') communication system provides users with services of various quality of service (QoS) using a transmission rate of about 100 Mbps. There is active research going on. Particularly, in 4G communication systems, studies are being actively conducted to support high-speed services in a form of guaranteeing mobility and QoS in a broadband wireless access (BWA) communication system such as a wireless local area network system and a wireless urban area network system. Is going on. In addition, the representative communication system is the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 communication system.

상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선통신 시스템의 물리 채널(Physical Channel)에 광대역(Broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식을 적용한 통신 시스템이다. The IEEE 802.16 communication system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) / orthogonal frequency division to support a broadband transmission network on a physical channel of the wireless communication system. A communication system employing an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (hereinafter referred to as 'OFDMA') scheme.

상기 IEEE 802.16 시스템과 같이 OFDMA 방식을 적용한 시스템에서, 사용자의 채널추정을 위하여 프리앰블(preamble) 및 파일럿(pilot) 신호가 주기적으로 송신된다. 상기 프리앰블 및 상기 파일럿 신호는 데이터 송신을 위한 대역폭을 사용하여 전송된다. 따라서, 상기 프리앰블 및 상기 파일럿 신호의 사용으로 인한 무선자원의 손실은 불가피하다. 이를 해결하기 위해 은닉 파일럿(hidden pilot) 신호를 이용하는 대안이 제시된 바 있다. 상기 은닉 파일럿 신호는 데이터 신호와 동일한 무선자원을 통해 송신되는 파일럿 신호를 의미한다. 하지만, 상기 은닉 파일럿 신호 방식은 기본적으로 데이터 신호와 파일럿 신호가 섞여있기 때문에, 상호 간 간섭이 효과적으로 제거될 수 있어야 한다.In an OFDMA system such as the IEEE 802.16 system, preamble and pilot signals are periodically transmitted for channel estimation of a user. The preamble and the pilot signal are transmitted using a bandwidth for data transmission. Therefore, the loss of radio resources due to the use of the preamble and the pilot signal is inevitable. In order to solve this problem, an alternative using a hidden pilot signal has been proposed. The hidden pilot signal means a pilot signal transmitted through the same radio resource as the data signal. However, since the hidden pilot signal method is basically a mixture of the data signal and the pilot signal, the interference should be effectively eliminated.

상기 은닉 파일럿 방식에서 상호 간 간섭을 효과적으로 제거하기 위한 대안이 제시된 바 있으나, 여전히 완벽한 간섭 제거는 불가능하다. 따라서, 상기 은닉 파일럿 방식에서 상호 간 간섭을 효과적으로 제거하고 신호를 검출하기 위한 대안이 필요하다.Alternatives have been proposed to effectively cancel mutual interference in the hidden pilot scheme, but still, perfect interference cancellation is not possible. Therefore, there is a need for an alternative for effectively canceling mutual interference and detecting signals in the hidden pilot scheme.

따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 신호 검출 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal detection apparatus and method in a broadband wireless communication system.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 은닉 파일럿(hidden pilot) 신호를 이용한 채널 추정 및 신호 검출 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for channel estimation and signal detection using a hidden pilot signal in a broadband wireless communication system.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 검출된 신호를 이용하여 채널 추정 정확도를 향상시키고, 향상된 정확도의 채널값을 이용하여 다시 신호를 검출하는 반복(iteration) 신호 검출 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an iteration signal detection apparatus and method for improving channel estimation accuracy using a signal detected in a broadband wireless communication system, and detecting a signal again using an improved channel value. have.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 사용자k의 송신신호를 검출하는 수신단 장치는, (n-1)번째 반복 단계에서 검출된 송신심벌 블록 및 은닉 파일럿(hidden pilot) 신호를 이용하여 (n)번째 반복 단계의 채널값을 추정하는 추정기와, 상기 (n)번째 반복 단계의 채널값을 이용하여 수신신호로부터 송신심벌 블록을 검출하고, (n+1)번째 반복 단계의 채널값 추정을 위해 검출된 송신심벌 블록을 상기 추정기로 제공하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, the receiving end device for detecting the transmission signal of the user k in the broadband wireless communication system, the transmission symbol block and the hidden pilot (n-1) iteration detected in the iteration step ( an estimator for estimating a channel value of the (n) -th repetition step using a hidden pilot) signal, and detecting a transmission symbol block from the received signal using the channel value of the (n) -th repetition step, and (n + 1) And a detector for providing the estimated transmission symbol block to the estimator for the channel value estimation of the second iteration step.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 사용자k의 송신신호 검출 방법은, (n-1)번째 반복 단계에서 검출된 송 신심벌 블록 및 은닉 파일럿 신호를 이용하여 (n)번째 반복 단계의 채널값을 추정하는 과정과, 상기 (n)번째 반복 단계의 채널값을 이용하여 수신신호로부터 송신심벌 블록을 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, a transmission signal detection method of user k in a broadband wireless communication system uses a transmission symbol block and a hidden pilot signal detected in the (n-1) -th iteration step. Estimating a channel value of the (n) -th repetition step, and detecting a transmission symbol block from the received signal using the channel value of the (n) -th repetition step.

광대역 무선통신 시스템에서 은닉 파일럿(hidden pilot) 신호를 통한 채널 추정 결과를 신호 검출에 이용하고, 신호 검출 결과를 채널 추정에 이용하는 반복(iteration) 검출 기법을 사용함으로써, 은닉 파일럿 신호 방식에서 발생하는 간섭을 효과적으로 제거하고, 시스템 전송률을 향상시킬 수 있다.In the broadband wireless communication system, interference generated in the hidden pilot signal method is used by using an iteration detection technique using the channel estimation result through the hidden pilot signal for signal detection and using the signal detection result for the channel estimation. Can be effectively removed, and the system transmission rate can be improved.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of 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.

이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 은닉 파일럿(hidden pilot) 신호를 이용한 반복(iteration) 신호 검출 기술에 대해 설명한다. 본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스 템에도 동일하게 적용될 수 있다. Hereinafter, an iteration signal detection technique using a hidden pilot signal in a broadband wireless communication system will be described. The present invention describes an orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter referred to as "OFDM") wireless communication system as an example, and may be equally applicable to other wireless communication systems.

송신노드는 사용자k로의 송신비트들을 M-ary PSK(Phase Shift Keying)으로 변조하여 M개의 심벌들을 포함하는 M×1 크기의 i번째 심벌 블록

Figure 112007059345546-PAT00001
를 구성하고,
Figure 112007059345546-PAT00002
를 N×M 크기의 사전 부호화기
Figure 112007059345546-PAT00003
와 곱한다. 그리고, 송신노드는 사전 부호화기
Figure 112007059345546-PAT00004
와 곱해진 i번째 심벌 블록
Figure 112007059345546-PAT00005
에 N×1 크기의 은닉 파일럿 신호
Figure 112007059345546-PAT00006
를 합하고, 사용자k에게 할당된 부반송파에 최종 송신심벌 블록을 매핑(mapping)한다. 상기 매핑된 사용자k의 최종 송신심벌 블록은 다른 사용자들의 송신심벌 블록과 함께 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산되어 OFDM 심벌로 변환되고, CP(Cyclic Prefix) 추가된다. 여기서, 상기 송신노드가 단말이라면, 상기 다른 사용자들의 송신심벌은 널(null)이 된다. 이를 수식으로 표현하면 하기 <수학식 1>과 같다.The transmitting node modulates the transmission bits to the user k by M-ary phase shift keying (PSK) and includes an i-th symbol block of size M × 1 including M symbols.
Figure 112007059345546-PAT00001
Configure
Figure 112007059345546-PAT00002
N × M sized pre-encoder
Figure 112007059345546-PAT00003
Multiply by And the transmitting node is a pre-encoder
Figure 112007059345546-PAT00004
I symbol block multiplied by
Figure 112007059345546-PAT00005
N × 1 magnitude hidden pilot signal
Figure 112007059345546-PAT00006
Sums and maps the final transmission symbol block to the subcarrier allocated to user k. The final transmission symbol block of the mapped user k is transformed into an OFDM symbol by performing an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation together with transmission symbol blocks of other users, and added a CP (cyclic prefix). Here, if the transmitting node is a terminal, the transmission symbols of the other users are null. If this is expressed as an equation, Equation 1 is obtained.

Figure 112007059345546-PAT00007
Figure 112007059345546-PAT00007

Figure 112007059345546-PAT00008
Figure 112007059345546-PAT00008

Figure 112007059345546-PAT00009
Figure 112007059345546-PAT00009

Figure 112007059345546-PAT00010
Figure 112007059345546-PAT00010

Figure 112007059345546-PAT00011
Figure 112007059345546-PAT00011

상기 <수학식 1>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00012
는 모든 사용자들의 송신심벌을 포함하는 i번째 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00013
는 사용자k의 i번째 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00014
는 FFT 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00015
는 사용자k의 부반송파 할당 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00016
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00017
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00018
는 사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00019
는 사용자k'의 IFFT 행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00020
는 사용자k'의 IFFT 행렬, 부반송파 할당 행렬, 은닉 파일럿 신호의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00021
는 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00022
는 CP 삽입 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00023
은 CP의 길이, 상기
Figure 112007059345546-PAT00024
은 CP 추가된 OFDM 심벌의 길이를 의미한다.In Equation 1,
Figure 112007059345546-PAT00012
I i OFDM symbol containing the transmission symbols of all users, the
Figure 112007059345546-PAT00013
Is the i th OFDM symbol of user k,
Figure 112007059345546-PAT00014
Is the FFT matrix,
Figure 112007059345546-PAT00015
Is the subcarrier allocation matrix of user k,
Figure 112007059345546-PAT00016
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00017
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00018
Is the hidden pilot signal of user k,
Figure 112007059345546-PAT00019
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, and the precoding matrix,
Figure 112007059345546-PAT00020
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, the hidden pilot signal,
Figure 112007059345546-PAT00021
Is an OFDM symbol,
Figure 112007059345546-PAT00022
CP insertion matrix, the
Figure 112007059345546-PAT00023
Is the length of CP, said
Figure 112007059345546-PAT00024
Denotes the length of the CP-added OFDM symbol.

상기 CP 추가된 OFDM 심벌은 샘플링 주파수

Figure 112007059345546-PAT00025
로 디지털-아날로그 변환(digital-to-analog convert)되어 안테나를 통해 송신된다.The CP-added OFDM symbol is a sampling frequency
Figure 112007059345546-PAT00025
It is digital-to-analog converted and transmitted through the antenna.

그리고, 상기 송신노드에서 송신된 신호가 채널을 통과하여 수신노드에 수신된 후, 샘플링 주파수

Figure 112007059345546-PAT00026
로 아날로그-디지털 변환(analog-to-digital convert)되고 CP 제거되면 하기 <수학식 2>와 같다.In addition, after the signal transmitted from the transmitting node is received by the receiving node through the channel, the sampling frequency
Figure 112007059345546-PAT00026
After analog-to-digital convert and CP removal, Equation 2 is obtained.

Figure 112007059345546-PAT00027
Figure 112007059345546-PAT00027

상기 <수학식 2>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00028
는 사용자k'의 CP 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00029
는 첫째 열(column)이
Figure 112007059345546-PAT00030
인 N×N 크기의 순환 행렬(circulant matrix), 상기
Figure 112007059345546-PAT00031
는 사용자k'의 채널벡터, 상기
Figure 112007059345546-PAT00032
는 모든 사용자들의 송신심벌을 포함하는 i번째 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00033
는 사용자k의 i번째 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00034
는 백색잡음을 의미한다.In Equation 2,
Figure 112007059345546-PAT00028
Is an i-th time-domain OFDM symbol of CP removed by user k ',
Figure 112007059345546-PAT00029
Is the first column
Figure 112007059345546-PAT00030
Circulant matrix of size N × N,
Figure 112007059345546-PAT00031
Is the channel vector of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00032
I i OFDM symbol containing the transmission symbols of all users, the
Figure 112007059345546-PAT00033
Is the i th OFDM symbol of user k,
Figure 112007059345546-PAT00034
Means white noise.

상기 <수학식 2>를 상기 <수학식 1>을 이용하여 정리하면 하기 <수학식 3>과 같다.If Equation 2 is summarized using Equation 1, Equation 3 is obtained.

Figure 112007059345546-PAT00035
Figure 112007059345546-PAT00035

상기 <수학식 3>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00036
는 사용자k'의 CP 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00037
는 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00038
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00039
는 사용자k의 i번째 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00040
는 백색잡음, 상기
Figure 112007059345546-PAT00041
는 사용자 k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00042
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00043
는 사용자k'의 IFFT 행렬, 부반송파 할당 행렬, 은닉 파일럿 신호의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00044
는 사용자 k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00045
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00046
는 사용자k'의 채널벡터를 의미한다.In Equation 3,
Figure 112007059345546-PAT00036
Is an i-th time-domain OFDM symbol of CP removed by user k ',
Figure 112007059345546-PAT00037
First fever
Figure 112007059345546-PAT00038
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00039
Is the i th OFDM symbol of user k,
Figure 112007059345546-PAT00040
Is white noise, remind
Figure 112007059345546-PAT00041
Is a product of the IFFT matrix of the user k ', the subcarrier allocation matrix, and the precoding matrix,
Figure 112007059345546-PAT00042
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00043
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, the hidden pilot signal,
Figure 112007059345546-PAT00044
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00045
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00046
Denotes a channel vector of user k '.

본 발명에 따른 채널 추정은 시간 영역에서 수행되며, 상기 은닉 파일럿 신호를 이용한다. 하지만, 상기 은닉 파일럿 신호는 데이터 신호와 섞여서 송신되기 때문에, 수신노드가 상기 은닉 학습 신호를 구분하는데 있어서, 검출 대상 사용자의 데이터 신호, 다른 사용자의 데이터 신호 및 은닉 학습 신호는 간섭으로 작용한다. 따라서, 본 발명에 따른 채널 추정은 검출된 신호를 이용하여 수신신호에서 간섭을 선 제거(pre elimination)하고 신호를 재검출하는 반복(iteration) 기법을 적용하고, 전처리를 통해 신호 간섭을 감소시킨다.Channel estimation according to the present invention is performed in the time domain and uses the hidden pilot signal. However, since the hidden pilot signal is transmitted mixed with the data signal, the receiving node distinguishes the hidden learning signal, and the data signal of the detection target user, the data signal of another user, and the hidden learning signal serve as interference. Accordingly, the channel estimation according to the present invention applies an iteration technique to pre-eliminate interference from the received signal using the detected signal and redetect the signal, and reduces signal interference through preprocessing.

사용자k'의 수신 신호에 대한 n번째 반복 시점에서 선 간섭 제거는 하기 <수학식 4>와 같이 수행된다.The line interference cancellation is performed as shown in Equation 4 below at the nth repetition time point for the user k 'received signal.

Figure 112007059345546-PAT00047
Figure 112007059345546-PAT00047

상기 <수학식 4>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00048
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 선 간섭 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00049
는 사용자k'의 (n-1)번째 반복 단계에서 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00050
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00051
은 (n)번째 반복단계에서 추정된 사용자k'의 채널 벡터, 상기
Figure 112007059345546-PAT00052
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱,
Figure 112007059345546-PAT00053
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00054
은 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00055
는 사용자 k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00056
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00057
는 사용자k'의 채널벡터, 상기
Figure 112007059345546-PAT00058
는 백색잡음을 의미한다.In Equation 4,
Figure 112007059345546-PAT00048
Is an i th time-domain OFDM symbol whose line interference has been removed in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00049
Is the first column in the (n-1) th iteration of user k '
Figure 112007059345546-PAT00050
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00051
Is the channel vector of user k 'estimated in the (n) th iteration,
Figure 112007059345546-PAT00052
Is the product of k's IFFT matrix, subcarrier assignment matrix, precoding matrix,
Figure 112007059345546-PAT00053
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00054
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00055
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00056
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00057
Is the channel vector of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00058
Means white noise.

그리고, 사용자k'의 수신 신호에 대한 전처리는 하기 <수학식 5>와 같이 수행된다.Then, preprocessing for the received signal of the user k 'is performed as shown in Equation 5 below.

Figure 112007059345546-PAT00059
Figure 112007059345546-PAT00059

상기 <수학식 5>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00060
는 사용자k'의 (n)번째 단계에서 전처리된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00061
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00062
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00063
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00064
인 N×N 크기 의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00065
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00066
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 선 간섭 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌,
Figure 112007059345546-PAT00067
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00068
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00069
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00070
은 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00071
는 백색잡음을 의미한다.In Equation 5,
Figure 112007059345546-PAT00060
Is the i-th time-domain OFDM symbol preprocessed in step (n) of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00061
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00062
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00063
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00064
Is a circulant matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00065
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, and the pre-coding matrix,
Figure 112007059345546-PAT00066
Is an i th time-domain OFDM symbol whose line interference has been removed in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00067
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00068
Is the first column in the (n) th iteration of
Figure 112007059345546-PAT00069
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00070
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00071
Means white noise.

여기서, 효과적인 간섭 제거를 위해서, 사용자k'의 은닉 학습 신호를 이용하여 전처리된 다른 모든 사용자의 데이터 신호로 인한 간섭 성분

Figure 112007059345546-PAT00072
가 0에 가까워져야 한다. 이와 같은 조건을 충족시키기 위해, 사전 부호화기와 은닉 파일럿은 하기 <수학식 6>과 같은 성질을 만족해야 한다.Here, for effective interference cancellation, the interference component due to the data signal of all other users preprocessed using the user's hidden learning signal
Figure 112007059345546-PAT00072
Should be close to zero. In order to satisfy this condition, the precoder and the hidden pilot must satisfy the following Equation (6).

Figure 112007059345546-PAT00073
Figure 112007059345546-PAT00073

상기 <수학식 6>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00074
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00075
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00076
는 사용자k'의 IFFT 행렬, 부반송파 할당 행렬, 은닉 파일럿 신호의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00077
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱의 i번째 열을 이용한 컬럼 와이즈(column-wise) 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00078
는 사용자 인덱스를 의미한다.In Equation 6,
Figure 112007059345546-PAT00074
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00075
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00076
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, the hidden pilot signal,
Figure 112007059345546-PAT00077
Is a column-wise cyclic matrix using the i th column of the product of the IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, and the pre-coding matrix of the user k ',
Figure 112007059345546-PAT00078
Means user index.

또한, 다른 단말로의 은닉 파일럿 신호로 인한 간섭 성분도 제거되어야 한다. 이를 위해, 상기 은닉 파일럿 신호는 하기 <수학식 7>과 같은 성질을 만족해야 한다.In addition, interference components due to hidden pilot signals to other terminals should also be removed. To this end, the hidden pilot signal must satisfy the following properties.

Figure 112007059345546-PAT00079
Figure 112007059345546-PAT00079

상기 <수학식 7>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00080
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00081
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00082
는 사용자k'의 IFFT 행렬, 부반송파 할당 행렬, 은닉 파일럿 신호의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00083
는 사용자 인덱스를 의미한다.In Equation 7,
Figure 112007059345546-PAT00080
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00081
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00082
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, the hidden pilot signal,
Figure 112007059345546-PAT00083
Means user index.

사전 부호화기와 은닉 파일럿이 상기 <수학식 6> 및 상기 <수학식 7>과 같은 성질을 만족하고, 선 간섭 제거가 수행된 후, 상기 <수학식 5>를 통해 얻어진 신호로부터의 채널 추정은 하기 <수학식 8>과 같이 수행된다.After the pre-coder and the concealment pilot satisfy the same properties as in Equations 6 and 7, and line interference cancellation is performed, channel estimation from the signal obtained through Equation 5 is performed as follows. Equation 8 is performed.

Figure 112007059345546-PAT00084
Figure 112007059345546-PAT00084

상기 <수학식 8>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00085
는 사용자k'의 채널벡터, 상기
Figure 112007059345546-PAT00086
는 사용자k'의 (n)번째 단계에서 전처리된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00087
는 사용자 k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00088
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬을 의미한다.In Equation 8,
Figure 112007059345546-PAT00085
Is the channel vector of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00086
Is the i-th time-domain OFDM symbol preprocessed in step (n) of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00087
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00088
A cyclic matrix of phosphorus size N × (L + 1).

사전 부호화기 및 은닉 파일럿 신호가 상술한 성질을 만족하도록 하기 위한 설계는 다음과 같다. 먼저, 길이

Figure 112007059345546-PAT00089
(=)인
Figure 112007059345546-PAT00091
-nary m-시퀀스(sequence)
Figure 112007059345546-PAT00092
을 생성한다. 여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00093
는 소수(prime number)이며, 상기
Figure 112007059345546-PAT00094
은 1보다 큰 정수이다. 그리고,
Figure 112007059345546-PAT00095
개의 다상 수열(poly-phase sequence) 집합(set)
Figure 112007059345546-PAT00096
를 하기 <수학식 9>와 같이 생성한다.The design for ensuring that the pre-encoder and the hidden pilot signal satisfy the above-described properties is as follows. First, length
Figure 112007059345546-PAT00089
(= )sign
Figure 112007059345546-PAT00091
-nary m-sequence
Figure 112007059345546-PAT00092
Create Where
Figure 112007059345546-PAT00093
Is a prime number, and
Figure 112007059345546-PAT00094
Is an integer greater than one. And,
Figure 112007059345546-PAT00095
Sets of poly-phase sequences
Figure 112007059345546-PAT00096
It is generated as shown in <Equation 9>.

Figure 112007059345546-PAT00097
Figure 112007059345546-PAT00097

상기 <수학식 9>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00098
는 다상 수열 집합, 상기
Figure 112007059345546-PAT00099
은 설정되는
Figure 112007059345546-PAT00100
의 길이, 상기
Figure 112007059345546-PAT00101
는 설정되는 소수(prime number)를 의미한다.In Equation 9,
Figure 112007059345546-PAT00098
Is a multiphase sequence assembly,
Figure 112007059345546-PAT00099
Is set
Figure 112007059345546-PAT00100
The length of,
Figure 112007059345546-PAT00101
Means a prime number to be set.

성가 <수학식 9>를 통해 생성된 다상 수열 집합

Figure 112007059345546-PAT00102
를 이용하여 하기 <수학식 10>과 같이 사전 부호화기 및 은닉 파일럿 신호를 설계한다.Multi-Phase Sequence Set Generated by the Equation (9)
Figure 112007059345546-PAT00102
The precoder and the hidden pilot signal are designed by using Equation 10 below.

Figure 112007059345546-PAT00103
Figure 112007059345546-PAT00103

상기 <수학식 10>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00104
는 사용자k의 사전 부호화 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00105
사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00106
는 사용자k의 부반송파 할당 행렬을 의미한다.In Equation 10,
Figure 112007059345546-PAT00104
Is the pre-coding matrix of user k,
Figure 112007059345546-PAT00105
User k's hidden pilot signal, said
Figure 112007059345546-PAT00106
Denotes a subcarrier allocation matrix of user k.

본 발명에 따른 채널 추정을 이용한 송신신호 검출은 다음과 같이 수행된다.Transmission signal detection using channel estimation according to the present invention is performed as follows.

먼저, 수신노드에 수신된 사용자k의 신호는 FFT(Fast Fourier Transform) 연산 및 부반송파 디매핑(demapping)을 통해 하기 <수학식 11>과 같이 처리된다.First, the signal of the user k received at the receiving node is processed as shown in Equation 11 through fast fourier transform (FFT) calculation and subcarrier demapping.

Figure 112007059345546-PAT00107
Figure 112007059345546-PAT00107

상기 <수학식 11>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00108
는 사용자k'의 i번째 수신신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00109
는 FFT 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00110
는 사용자k의 부반송파 할당 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00111
는 사용자k'의 CP 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00112
는 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00113
인 N× N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00114
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00115
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00116
는 사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00117
는 백색잡음, 상기
Figure 112007059345546-PAT00118
는 사용자k의 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00119
는 부반송파 할당 행렬의 허미션(hermitian), FFT 행렬, 백색잡음의 곱을 의미한다. 여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00120
는 하기 <수학식 12>와 같은 성질을 이용하여 생성된다.In Equation 11,
Figure 112007059345546-PAT00108
Is the i-th received signal of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00109
Is the FFT matrix,
Figure 112007059345546-PAT00110
Is the subcarrier allocation matrix of user k,
Figure 112007059345546-PAT00111
Is an i-th time-domain OFDM symbol of CP removed by user k ',
Figure 112007059345546-PAT00112
First fever
Figure 112007059345546-PAT00113
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00114
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00115
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00116
Is the hidden pilot signal of user k,
Figure 112007059345546-PAT00117
Is white noise, remind
Figure 112007059345546-PAT00118
Is a matrix obtained by diagonalizing the channel frequency response of user k,
Figure 112007059345546-PAT00119
Denotes the product of the hermitian, the FFT matrix, and the white noise of the subcarrier allocation matrix. Where
Figure 112007059345546-PAT00120
Is generated using the property shown in Equation 12 below.

Figure 112007059345546-PAT00121
Figure 112007059345546-PAT00121

상기 <수학식 12>에서,상기

Figure 112007059345546-PAT00122
는 사용자k의 부반송파 할당 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00123
는 사용자 인덱스를 의미한다.In Equation 12,
Figure 112007059345546-PAT00122
Is the subcarrier allocation matrix of user k,
Figure 112007059345546-PAT00123
Means user index.

상기 <수학식 11>과 같이 처리된 사용자k의 신호에서 은닉 파일럿 신호는 송신신호 검출 시 사용되지 않으므로, 하기 <수학식 13>과 같이 n번째 반복을 통해 추정된 채널 정보를 이용하여 제거된다.Since the hidden pilot signal is not used when the transmission signal is detected in the signal of the user k processed as in Equation 11, the hidden pilot signal is removed using the channel information estimated through the nth iteration as shown in Equation 13 below.

Figure 112007059345546-PAT00124
Figure 112007059345546-PAT00124

상기 <수학식 13>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00125
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 은닉 파일럿 신호 성분이 제거된 i번째 수신신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00126
는 사용자k의 채널 주파 수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00127
는 사용자k의 n번째 반복에서 추정된 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00128
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00129
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00130
는 사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00131
는 부반송파 할당 행렬의 허미션, FFT 행렬, 백색잡음의 곱을 의미한다.In Equation 13,
Figure 112007059345546-PAT00125
Is the i th received signal from which the hidden pilot signal component has been removed in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00126
Is a matrix obtained by diagonalizing the channel frequency response of user k,
Figure 112007059345546-PAT00127
Is a matrix of the channel frequency response estimated at the nth iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00128
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00129
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00130
Is the hidden pilot signal of user k,
Figure 112007059345546-PAT00131
Denotes the product of the hermit, the FFT matrix, and the white noise of the subcarrier allocation matrix.

이후, 수신노드는 해당 검출 방식에 따라 신호를 검출한다. 예를 들어, MMSE(Minimum Mean Square Error) 기법을 사용하는 경우, 검출된 송신신호는 하기 <수학식 14>와 같이 나타낼 수 있다.Thereafter, the receiving node detects a signal according to the corresponding detection scheme. For example, when using a minimum mean square error (MMSE) technique, the detected transmission signal may be represented by Equation 14 below.

Figure 112007059345546-PAT00132
Figure 112007059345546-PAT00132

Figure 112007059345546-PAT00133
Figure 112007059345546-PAT00133

Figure 112007059345546-PAT00134
Figure 112007059345546-PAT00134

Figure 112007059345546-PAT00135
Figure 112007059345546-PAT00135

상기 <수학식 14>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00136
은 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00137
은 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 MMSE 검출 및 역 사전 부호화 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00138
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 은닉 파일럿 신호 성분이 제거된 i번째 수신신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00139
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00140
는 사용자 당 송신전력, 상기
Figure 112007059345546-PAT00141
은 심벌 블록에 포함된 심벌들의 개수, 상기
Figure 112007059345546-PAT00142
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 추정된 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00143
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00144
는 사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00145
는 부반송파 할당 행렬의 허미션, FFT 행렬, 백색잡음의 곱을 의미한다.In Equation 14,
Figure 112007059345546-PAT00136
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00137
Is the MMSE detection and inverse precoding matrix in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00138
Is the i th received signal from which the hidden pilot signal component has been removed in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00139
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00140
Is the transmit power per user,
Figure 112007059345546-PAT00141
Is the number of symbols included in the symbol block,
Figure 112007059345546-PAT00142
Is a matrix of the channel frequency response estimated in the (n) th iteration of user k, wherein
Figure 112007059345546-PAT00143
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00144
Is the hidden pilot signal of user k,
Figure 112007059345546-PAT00145
Denotes the product of the hermit, the FFT matrix, and the white noise of the subcarrier allocation matrix.

상기 <수학식 14>와 같이 MMSE 기법을 통해 검출된 사용자k의 송신신호와 실제 송신신호 간의 에러의 상호 상관 행렬은 하기 <수학식 15>와 같다.As shown in Equation 14, the cross correlation matrix of the error between the transmission signal of the user k and the actual transmission signal detected through the MMSE technique is expressed by Equation 15 below.

Figure 112007059345546-PAT00146
Figure 112007059345546-PAT00146

상기 <수학식 15>에서, 상기

Figure 112007059345546-PAT00147
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 i번째 검출신호의 에러 상호 상관 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00148
은 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 실제 송신심벌 블록과 검출된 i번째 송신심벌 블록과의 차, 상기
Figure 112007059345546-PAT00149
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00150
는 사용자 당 송신전력, 상기
Figure 112007059345546-PAT00151
은 심벌 블록에 포함된 심벌들의 개수, 상기
Figure 112007059345546-PAT00152
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 추정된 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬을 의미한다.In Equation 15,
Figure 112007059345546-PAT00147
Is an error cross-correlation matrix of the i th detection signal in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00148
Is the difference between the actual transmission symbol block and the detected i-th transmission symbol block in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00149
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00150
Is the transmit power per user,
Figure 112007059345546-PAT00151
Is the number of symbols included in the symbol block,
Figure 112007059345546-PAT00152
Denotes a matrix obtained by diagonalizing the channel frequency response estimated in the (n) th iteration of user k.

상기 <수학식 15>를 통해 알 수 있는 사실은

Figure 112007059345546-PAT00153
Figure 112007059345546-PAT00154
이고,
Figure 112007059345546-PAT00155
Figure 112007059345546-PAT00156
이면,
Figure 112007059345546-PAT00157
는 대각화되고, 사용자k의 m번째 전송 신호의 에러분산 값들이 일정하게 유지된다는 것이다. 즉, 각 사용자의 전송 신호들이 주파수영역에서 고르게 확산되고, 이로 인해, 에러 값들이 주파수영역에서 평균화된다. 또한,
Figure 112007059345546-PAT00158
Figure 112007059345546-PAT00159
이면, 주파수영역으로 확산된 신호들이 다시 모이므로 주파수 다이버시티(diversity) 이득이 발생한다.The fact that we can know from Equation 15 is
Figure 112007059345546-PAT00153
end
Figure 112007059345546-PAT00154
ego,
Figure 112007059345546-PAT00155
end
Figure 112007059345546-PAT00156
If,
Figure 112007059345546-PAT00157
Is diagonalized and the error variance values of the mth transmission signal of user k are kept constant. That is, the transmission signals of each user are spread evenly in the frequency domain, whereby error values are averaged in the frequency domain. Also,
Figure 112007059345546-PAT00158
end
Figure 112007059345546-PAT00159
In this case, since the signals spread in the frequency domain are gathered again, a frequency diversity gain occurs.

이하 본 발명은 상술한 방식에 따라 채널 추정 및 송신신호 검출을 수행하는 수신단의 구성 및 동작 절차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 상기 수신단이 기지국인 경우, 수신단의 신호 검출은 다수의 단말들로부터 수신된 신호들 중 하나의 단말의 송신신호를 검출하는 것이다. 반면, 상기 수신단이 단말인 경우, 수신단의 신호 검출은 기지국으로부터 수신된 신호들 중 자신에게 송신된 신호를 검출하는 것이다.Hereinafter, a configuration and an operation procedure of a receiver for performing channel estimation and transmission signal detection according to the above-described scheme will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, when the receiving end is a base station, signal detection of the receiving end detects a transmission signal of one terminal among signals received from a plurality of terminals. On the other hand, when the receiving end is a terminal, signal detection of the receiving end is to detect a signal transmitted to itself among the signals received from the base station.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다.1 is a block diagram of a receiver in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수신단은 RF(Radio Frequency)수신기(102), CP제거기(104), FFT연산기(106), 부반송파디매핑기(108), 신호검출기(110), 채널추정기(112), 역부호화기(114), 복조기(116)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the receiver includes an RF receiver 102, a CP remover 104, an FFT operator 106, a subcarrier mapper 108, a signal detector 110, and a channel estimator. 112, a decoder 114, and a demodulator 116.

상기 RF수신기(102)는 안테나를 통해 수신된 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환하고, 샘플링 주파수

Figure 112007059345546-PAT00160
인 디지털 신호로 변환한다. 상기 CP제거기(104)는 수신신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, 상기 OFDM 심벌에서 CP를 제거한다. 예를 들어, 상기 CP 제거된 후의 수신신호는 상기 <수학식 2>와 같다.The RF receiver 102 down-converts an RF band signal received through an antenna to a baseband signal, and sampling frequency
Figure 112007059345546-PAT00160
To digital signal. The CP remover 104 divides the received signal into OFDM symbol units and removes a CP from the OFDM symbol. For example, the received signal after the CP is removed is expressed by Equation 2 above.

상기 FFT연산기(106)는 FFT연산을 통해 상기 시간영역 OFDM 심벌을 주파수영역 신호들로 변환한다. 즉, 상기 FFT연산기(106)는 상기 시간영역 OFDM 심벌로부터 부반송파별 심벌들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(108)는 상기 부반송파별 심벌들을 각 사용자별 심벌들로 분류한다. 만일, 상기 수신단이 단말인 경우, 상기 부반송파디매핑기(108)는 자신에게 할당된 부반송파에 매핑된 심벌들만을 추출한다. The FFT operator 106 converts the time-domain OFDM symbol into frequency-domain signals through an FFT operation. That is, the FFT operator 106 recovers subcarrier symbols from the time-domain OFDM symbol. The subcarrier demapper 108 classifies the symbols for each subcarrier into symbols for each user. If the receiver is a terminal, the subcarrier demapper 108 extracts only symbols mapped to the subcarriers assigned thereto.

상기 신호검출기(110)는 해당 검출 기법을 이용하여 수신신호로부터 송신심벌 블록을 검출한다. 예를 들어, 상기 신호검출기(110)는 상기 <수학식 14>와 같이 MMSE 기법을 이용하여 송신심벌을 검출한다. 이때, 상기 신호검출기(110)는 송신심벌 검출에 앞서, 상기 채널추정기(112)에서 추정된 채널값을 이용하여 상기 <수학식 13>과 같이 수신신호에서 은닉 파일럿 신호를 제거한다. 그리고, 상기 신호검출기(110)는 검출된 송신심벌을 상기 채널추정기(112)로 제공한다.The signal detector 110 detects a transmission symbol block from the received signal by using a corresponding detection technique. For example, the signal detector 110 detects a transmission symbol using the MMSE technique as shown in Equation (14). At this time, the signal detector 110 removes the hidden pilot signal from the received signal using the channel value estimated by the channel estimator 112 prior to the transmission symbol detection. In addition, the signal detector 110 provides the detected transmission symbol to the channel estimator 112.

상기 채널추정기(112)는 채널을 추정하여 상기 신호검출기(110)로 채널 추정값을 제공한다. 이때, 상기 채널추정기(112)는 상기 신호검출기(110)에 의해 검출된 송신심벌 블록을 이용하여 채널을 추정하며, 상기 채널추정기(112)의 상세한 기능은 이하 도 2를 참조하여 설명한다.The channel estimator 112 estimates a channel and provides a channel estimate to the signal detector 110. In this case, the channel estimator 112 estimates a channel using the transmission symbol block detected by the signal detector 110, and a detailed function of the channel estimator 112 will be described with reference to FIG. 2.

상기 역부호화기(114)는 검출 완료된 송신심벌 블록을 역 사전 부호화한다. 즉, 상기 역부호화기(114)는 송신단에서 수행된 사전 부호화와 대응되는 역 사전 부호화를 수행하여 사전 부호화 전의 심벌들을 복원한다. 상기 복조기(116)는 상기 역 사전 부호화된 심벌들을 해당 방식에 따라 복조하여 비트열로 변환한다.The decoder 114 inverse pre-encodes the detected transmission symbol block. That is, the decoder 114 performs inverse pre-coding corresponding to the pre-coding performed by the transmitter to restore symbols before pre-coding. The demodulator 116 demodulates the inverse pre-coded symbols according to a corresponding scheme and converts them into bit strings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 채널추정기의 블록 구성을 도시하고 있다.2 is a block diagram of a channel estimator in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

싱기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 채널추정기(112)는 간섭 제거기(202), 전처리기(204), 채널값연산기(206), 도메인변환기(208)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the channel estimator 112 includes an interference canceller 202, a preprocessor 204, a channel value calculator 206, and a domain converter 208.

상기 간섭 제거기(202)는 검출된 송신신호를 이용하여 수신된 시간영역 OFDM 심벌에서의 간섭을 제거한다. 여기서, 상기 간섭은 채널을 추정하고자 하는 사용자의 데이터 신호 성분을 의미한다. 예를 들어, 상기 간섭 제거기(202)의 간섭 제거는, 상기 <수학식 4>와 같이, 수신된 시간영역 OFDM 심벌에서 이전 반복단계의 채널값과 이전 반복단계의 검출된 송신심벌의 곱을 감산함으로써 수행된다.The interference canceller 202 removes the interference in the received time-domain OFDM symbol using the detected transmission signal. Here, the interference refers to the data signal component of the user who wants to estimate the channel. For example, the interference cancellation of the interference canceller 202 may be performed by subtracting the product of the previous iteration step and the detected transmission symbol of the previous iteration step from the received time-domain OFDM symbol, as shown in Equation 4. Is performed.

상기 전처리기(204)는 은닉 파일럿 신호를 이용하여 상기 간섭 제거기(202)의 출력에서 간섭을 제거한다. 여기서, 상기 간섭은 채널을 추정하고자 하는 사용 자의 데이터 신호 성분, 채널을 추정하고자 하는 사용자 외 사용자의 데이터 신호 성분 및 은닉 파일럿 신호 성분을 의미한다. 예를 들어, 상기 전처리기(204)의 간섭 제거는, 상기 <수학식 5>와 같이, 상기 간섭 제거기(202)에서 간섭 제거된 신호에 은닉 파일럿 신호 관련 항을 곱함으로써 수행된다. 여기서, 상기 은닉 파일럿 신호 관련 항은 송신단의 IFFT행렬, 송신단의 부반송파 할당 행렬, 은닉 파일럿 신호의 곱을 원소로 하는 순환 행렬이다.The preprocessor 204 removes interference at the output of the interference canceller 202 using a hidden pilot signal. Here, the interference means a data signal component of a user who wants to estimate a channel, a data signal component of a user other than the user who wants to estimate a channel, and a hidden pilot signal component. For example, the interference cancellation of the preprocessor 204 is performed by multiplying a signal related to a hidden pilot signal by the interference canceled signal in the interference canceller 202 as shown in Equation 5 above. Here, the hidden pilot signal related term is a cyclic matrix whose element is the product of the IFFT matrix of the transmitter, the subcarrier assignment matrix of the transmitter, and the hidden pilot signal.

상기 채널값연산기(206)는 상기 전처리기(204)에서 간섭 제거된 신호를 이용하여 해당 사용자의 채널값을 추정한다. 예를 들어, 상기 채널값연산기(206)의 채널 추정은, 상기 <수학식 8>과 같이, 상기 전처리기(204)로부터의 신호를 은닉 파일럿 신호 관련항의 제곱으로 나눔으로써 수행된다. 상기 도메인변환기(208)는 상기 채널값연산기(206)에서 추정된 채널값을 주파수영역으로 변환하여 상기 신호검출기(110)로 제공한다.The channel value operator 206 estimates a channel value of the corresponding user by using the signal from which the preprocessor 204 has been canceled. For example, channel estimation of the channel value operator 206 is performed by dividing the signal from the preprocessor 204 by the square of the hidden pilot signal relation term, as shown in Equation (8). The domain converter 208 converts the channel value estimated by the channel value calculator 206 into a frequency domain and provides the signal to the signal detector 110.

상기 도 1 및 상기 도 2에 도시된 구성을 이용하여 본 발명의 송신신호 검출을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 안테나를 통해 수신된 신호는 상기 RF수신기(102), CP제어기(104)를 거쳐 CP가 제거된 시간영역 OFDM 심벌로 변환된다. 상기 시간영역 OFDM 심벌은 상기 채널추정기(112)로 제공된다.Referring to FIG. 1 and FIG. 2, the transmission signal detection according to the present invention will be described below. First, the signal received through the antenna is converted into a time domain OFDM symbol from which the CP is removed through the RF receiver 102 and the CP controller 104. The time domain OFDM symbol is provided to the channel estimator 112.

이전 반복 단계가 없는 시작 단계인 경우에는 이전 단계의 추정된 송신심벌 블록이 없으므로, 이 경우 상기 간섭제거기(202)는 이전 단계의 추정된 송신심벌 블록 값을 0으로, 즉, 제공되는 시간영역 OFDM 심벌을 바이패스(bypass)한다. 그리 고, 상기 전처리기(204)에서는 상기 <수학식 5>와 같이 시간영역 OFDM 심벌을 상기 은닉 파일럿 신호 관련항과 곱하고, 상기 채널값연산기(206)는 상기 <수학식 8>과 같이 상기 전처리기(204)로부터의 값에 은닉 파일럿 신호 관련항의 제곱으로 나눔으로써 채널값이 추정된다. 그리고, 상기 도메인변환기(208)는 상기 추정된 채널값을 주파수영역으로 변환하여 상기 신호검출기(110)로 제공한다.Since there is no estimated transmission symbol block of the previous step in the case of the start step without the previous repetition step, in this case, the interference canceller 202 sets the estimated transmission symbol block value of the previous step to 0, that is, the time-domain OFDM provided. Bypass the symbol. In addition, the preprocessor 204 multiplies the time-domain OFDM symbol with the hidden pilot signal related term as shown in Equation 5, and the channel value operator 206 performs the preprocessing as shown in Equation 8. The channel value is estimated by dividing the value from processor 204 by the square of the hidden pilot signal relation term. The domain converter 208 converts the estimated channel value into a frequency domain and provides the signal to the signal detector 110.

그리고, 상기 CP제거기(104)에서 출력된 시간영역 OFDM 심벌은 상기 FFT연산기(106)를 거쳐 주파수영역 신호들로 변환되고, 상기 부반송파디매핑기(108)는 사용자k의 부반송파별 심벌들을 추출한다. 상기 신호검출기(110)는 상기 <수학식 13>과 같이 상기 추정된 채널값을 이용하여 상기 사용자k의 부반송파별 심벌들에서 은닉 파일럿 신호 성분을 제거하고, 해당 기법에 따라 송신심벌을 검출한다. 이때, 상기 신호검출기(110)는 반복 단계를 진행할 것인지 판단한다. 즉, 상기 신호검출기(110)는 검출된 송신심벌 블록을 이용하여 다시 채널을 재추정하고, 재추정된 채널을 이용하여 송신심벌 블록을 재검출할지 판단한다. 예를 들어, 상기 신호검출기(110)는 최대 반복 횟수를 만족할 때까지 반복 단계를 진행하거나, 또는, 에러율을 측정하여 임계값 이하로 낮아질 때까지 반복 단계를 진행한다. 만일, 반복 단계를 진행하도록 판단되면, 상기 신호검출기(110)는 검출된 송신심벌 블록을 상기 채널추정기(112)로 제공하고, 반복 단계를 진행하지 않도록 판단되면, 상기 신호검출기(110)는 검출된 송신심벌 블록을 상기 역부호화기(114)로 제공한다. 상기 역부호화기(114)는 검출된 송신심벌 블록을 역 사전 부호화하고, 상기 복조기(116)는 해당 변조방식에 따라 심벌들을 복조하여 비트열을 복원한다.The time domain OFDM symbol output from the CP remover 104 is converted into frequency domain signals via the FFT operator 106, and the subcarrier demapping unit 108 extracts symbols of subcarriers of user k. . The signal detector 110 removes the hidden pilot signal component from the subcarrier symbols of the user k using the estimated channel value as shown in Equation 13, and detects a transmission symbol according to the corresponding scheme. In this case, the signal detector 110 determines whether to proceed with the repetition step. That is, the signal detector 110 re-estimates a channel again using the detected transmission symbol block, and determines whether to redetect the transmission symbol block using the reestimated channel. For example, the signal detector 110 performs the repetition step until the maximum number of repetitions is satisfied, or the signal detector 110 performs the repetition step until the error rate is lowered below the threshold value. If it is determined to proceed with the repetition step, the signal detector 110 provides the detected transmission symbol block to the channel estimator 112, and if it is determined not to proceed with the repetition step, the signal detector 110 detects it. The decoded transmission symbol block to the decoder 114. The inverse encoder 114 inverse pre-codes the detected transmission symbol block, and the demodulator 116 demodulates the symbols according to a corresponding modulation scheme to restore the bit string.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 수신단의 송신신호 검출 절차를 도시하고 있다. 이하 설명에서, 송신심벌 검출 대상을 사용자k로 가정한다.3 is a flowchart illustrating a transmission signal detection procedure of a receiver in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention. In the following description, it is assumed that the transmission symbol detection target is user k.

상기 도 3을 참조하면, 상기 수신단은 301단계에서 송신단으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.Referring to FIG. 3, the receiver checks whether a signal is received from the transmitter in step 301.

신호가 수신되면, 상기 수신단은 303단계로 진행하여 수신신호를 기저대역 신호로 하향변환하고, 샘플링 주파수

Figure 112007059345546-PAT00161
인 디지털 신호로 변환한다. 그리고, 상기 수신단은 수신신호를 OFDM 심벌 단위로 분류하고, CP를 제거한다.When the signal is received, the receiver proceeds to step 303 and downconverts the received signal to a baseband signal, and the sampling frequency.
Figure 112007059345546-PAT00161
To digital signal. The receiver classifies the received signal into OFDM symbol units and removes the CP.

이어, 상기 수신단은 305단계로 진행하여 은닉 파일럿 신호를 이용하여 시간영역 OFDM 심벌에서의 간섭을 제거한다. 여기서, 상기 간섭은 사용자k의 데이터 신호 성분, 사용자k 외 사용자의 데이터 신호 및 은닉 파일럿 신호 성분을 의미한다. 예를 들어, 상기 305단계의 간섭 제거는, 상기 <수학식 5>와 같이, 수신 신호에 은닉 파일럿 신호 관련 항을 곱함으로써 수행된다. 여기서, 상기 은닉 파일럿 신호 관련 항은 송신단의 IFFT행렬, 송신단의 부반송파 할당 행렬, 사용자k의 은닉 파일럿 신호의 곱을 원소로 하는 순환 행렬이다.In step 305, the receiving end removes interference in the time-domain OFDM symbol by using a hidden pilot signal. Here, the interference means a data signal component of user k, a data signal of a user other than user k, and a hidden pilot signal component. For example, the interference cancellation in step 305 is performed by multiplying a received signal with a hidden pilot signal related term as in Equation 5 above. The term related to the hidden pilot signal is a cyclic matrix whose element is the product of the IFFT matrix of the transmitter, the subcarrier assignment matrix of the transmitter, and the hidden pilot signal of the user k.

상기 간섭 제거 후, 상기 수신단은 307단계로 진행하여 사용자k의 채널값을 연산, 즉, 채널값을 추정한다.한다. 예를 들어, 상기 수신단은 상기 <수학식 8>과 같이, 상기 305단계에서 간섭 제거된 신호를 은닉 파일럿 신호 관련항의 제곱으로 나눔으로써 수행된다. After removing the interference, the receiver proceeds to step 307 to calculate the channel value of the user k, that is, estimate the channel value. For example, as shown in Equation 8, the receiving end is performed by dividing the interference canceled signal by the square of the hidden pilot signal related term in step 305.

상기 채널값을 추정한 후, 상기 수신단은 309단계로 진행하여 추정된 채널값을 주파수영역 값으로 변환한다.After estimating the channel value, the receiver proceeds to step 309 and converts the estimated channel value into a frequency domain value.

이후, 상기 수신단은 311단계로 진행하여 FFT 연산을 통해 시간영역 OFDM 심벌을 주파수영역 신호들로 변환하고, 주파수영역 신호들을 디매핑한다. 다시 말해, 상기 수신단은 시간영역 OFDM 심벌로부터 부반송파별 심벌들을 복원하고, 사용자k의 신호들을 분류한다.In step 311, the receiving end converts the time-domain OFDM symbol into frequency-domain signals through an FFT operation and demaps the frequency-domain signals. In other words, the receiver recovers subcarrier symbols from the time-domain OFDM symbol and classifies signals of user k.

상기 사용자k의 신호들을 분류한 후, 상기 수신단은 313단계로 진행하여 추정된 채널값을 이용하여 수신신호에서 은닉 파일럿 신호를 제거한다. 예를 들어, 상기 수신단은 상기 <수학식 13>과 같이 수신신호에서 은닉 파일럿 신호 성분을 제거한다.After classifying the signals of the user k, the receiver proceeds to step 313 to remove the hidden pilot signal from the received signal using the estimated channel value. For example, the receiver removes the hidden pilot signal component from the received signal as shown in Equation (13).

상기 은닉 파일럿 신호 성분을 제거한 후, 상기 수신단은 315단계로 진행하여 해당 검출 기법을 이용하여 수신신호로부터 송신심벌 블록을 검출한다. 예를 들어, 상기 수신단은 상기 <수학식 14>와 같이 MMSE 기법을 이용하여 송신심벌을 검출한다.After removing the hidden pilot signal component, the receiver proceeds to step 315 to detect a transmission symbol block from the received signal using a corresponding detection technique. For example, the receiver detects a transmission symbol using the MMSE technique as shown in Equation (14).

상기 송신심벌 블록을 검출한 후, 상기 수신단은 317단계로 진행하여 반복 단계를 진행할 것인지 판단한다. 즉, 상기 수신단은 검출된 송신심벌 블록을 이용하여 다시 채널을 재추정하고, 재추정된 채널을 이용하여 송신심벌 블록을 재검출할지 판단한다. 예를 들어, 상기 수신단은 최대 반복 횟수를 만족할 때까지 반복 단계를 진행하거나, 또는, 에러율을 측정하여 임계값 이하로 낮아질 때까지 반복 단계를 진행한다.After detecting the transmission symbol block, the receiver determines in step 317 whether to proceed with the repetition step. That is, the receiving end re-estimates the channel using the detected transmission symbol block, and determines whether to redetect the transmission symbol block using the re-estimated channel. For example, the receiving end performs the repeating step until the maximum number of repetitions is satisfied, or the repeating step is performed until the error rate is measured and lowered below the threshold.

만일, 상기 반복 단계를 진행하도록 판단되면, 상기 수신단은 319단계로 진행하여 검출된 송신심벌을 이용하여 시간영역 OFDM 심벌에서의 간섭을 제거한 후, 상기 305단계로 되돌아간다. 여기서, 상기 간섭은 사용자k의 데이터 신호 성분을 의미한다. 예를 들어, 상기 319단계의 간섭 제거는, 상기 <수학식 4>와 같이, 수신된 시간영역 OFDM 심벌에서 이전 반복단계의 채널값과 이전 반복단계의 검출된 송신심벌의 곱을 감산함으로써 수행된다.If it is determined to proceed with the repetition step, the receiver proceeds to step 319 to remove the interference in the time-domain OFDM symbol by using the detected transmission symbol, and then returns to step 305. Here, the interference refers to the data signal component of user k. For example, the interference cancellation in step 319 is performed by subtracting the product of the previous repetition step and the detected transmission symbol of the previous repetition step from the received time-domain OFDM symbol.

반면, 상기 반복 단계를 진행하지 않도록 판단되면, 상기 수신단은 321단계로 진행하여 역 사전 부호화 및 복조를 수행하여 비트열을 복원한다.On the other hand, if it is determined not to proceed with the repetition step, the receiver proceeds to step 321 to perform inverse pre-coding and demodulation to restore the bit string.

도 4는 본 발명에 따른 검출 기법의 성능을 도시하고 있다. 상기 도 4는 본 발명에 따른 신호 검출을 수행하는 시스템과 본 발명에 따르지 않는 시스템의 비트 에러율(BER : Bit Error Rate)을 측정한 모의실험의 결과 그래프를 도시하고 있다. 상기 모의실험에서 본 발명에 따른 시스템과 본 발명에 따르지 않는 종래 시스템의 시스템 변수는 하기 <표 1>과 같다.4 illustrates the performance of a detection technique in accordance with the present invention. 4 shows a graph of simulation results of measuring bit error rates (BERs) of a system for performing signal detection and a system not according to the present invention. In the simulation, the system parameters of the system according to the present invention and the conventional system not according to the present invention are shown in Table 1 below.

본 발명의 시스템  System of the Invention 종래의 시스템 Conventional system 변조방식Modulation method QPSKQPSK QPSKQPSK 사용자 당 데이터 심벌 개수Number of data symbols per user 126126 127127 사용자 당 데이터 부반송파 개수Number of data subcarriers per user 127127 115115 사용자 당 파일럿 부반송파 개수Pilot subcarriers per user 128128 1212 사용자 당 널(null) 부반송파 개수Null Subcarriers Per User 1One 1One 사용자 당 사용되는 부반송파 개수Number of subcarriers used per user 128128 128128 사용자 수Number of users 22 22 채널 특성Channel characteristics i.i.d. 12-tap Exp.i.i.d. 12-tap Exp. i.i.d. 12-tap Exp.i.i.d. 12-tap Exp. CP 길이CP length 1212 1212 채널 추정 방식Channel estimation 제안된 방식Proposed method LS(Least Square)LS (Least Square) 검출 방식Detection method MMSEMMSE ML(Maximum Likelihood)Maximum Likelihood (ML)

상기 도 4에서, 가로축은 비트에너지 대 잡음전력(Eb/No), 세로축은 평준화 전송률(NTE : Normalized Transmission Efficiency)을 나타낸다. 그리고, 상기 도 4에서, (a)와 (c)는 반복 단계를 수행하지 않은 경우, (b)와 (d)는 2회 반복 수행한 경우이며, (a)와 (b)는 파일럿 신호와 데이터 신호의 전력 비율이 3:7인 경우, (c)와 (d)는 파일럿 신호와 데이터 신호의 전력 비율이 7:3인 경우이다. 그리고, 각 그래프의 범례(legend)에서, '본 발명/채널정보' 및 '종래/채널정보'는 채널 상태 정보(CSI : Channel State Information)을 정확하게 알고 있다고 가정한 경우이다.In FIG. 4, the horizontal axis represents bit energy to noise power (Eb / No), and the vertical axis represents a normalized transmission efficiency (NTE). And, in Figure 4, (a) and (c) is not performed the repetition step, (b) and (d) is a case of performing two repetitions, (a) and (b) is a pilot signal and When the power ratio of the data signal is 3: 7, (c) and (d) are cases where the power ratio of the pilot signal and the data signal is 7: 3. In the legend of each graph, the present invention / channel information and the conventional / channel information are assumed to know channel state information (CSI) accurately.

상기 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검출 기법을 적용한 시스템이 종래의 시스템에 비하여 높은 전송률을 나타낸다. 또한, 반복 단계를 수행함에 따라 전송률의 증가 폭이 더 커지는 것이 확인된다.As shown in FIG. 4, the system to which the detection scheme according to the present invention is applied exhibits a higher data rate than the conventional system. In addition, it is confirmed that as the repetition step is performed, the increase rate of the transmission rate becomes larger.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible 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 determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,1 is a block diagram of a receiving end in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 채널 추정기의 블록 구성을 도시하는 도면,2 is a block diagram of a channel estimator in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 수신단의 송신신호 검출 절차를 도시하는 도면,3 is a diagram illustrating a transmission signal detection procedure of a receiver in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 검출 기법의 성능을 도시하는 도면.4 illustrates the performance of a detection technique in accordance with the present invention.

Claims (27)

광대역 무선통신 시스템에서 사용자k의 송신신호를 검출하는 수신단 장치에 있어서,A receiving end device for detecting a transmission signal of user k in a broadband wireless communication system, (n-1)번째 반복 단계에서 검출된 송신심벌 블록 및 은닉 파일럿(hidden pilot) 신호를 이용하여 (n)번째 반복 단계의 채널값을 추정하는 추정기와,an estimator for estimating a channel value of the (n) -th repetition step by using the transmission symbol block and the hidden pilot signal detected in the (n-1) -th repetition step, 상기 (n)번째 반복 단계의 채널값을 이용하여 수신신호로부터 송신심벌 블록을 검출하고, (n+1)번째 반복 단계의 채널값 추정을 위해 검출된 송신심벌 블록을 상기 추정기로 제공하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.A detector for detecting a transmission symbol block from the received signal using the channel value of the (n) th repetition step and providing the detected transmission symbol block to the estimator for the channel value of the (n + 1) th repetition step Apparatus comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출기는, 상기 채널값을 이용하여 수신신호에서 은닉 파일럿 신호 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 장치.And the detector removes a hidden pilot signal component from a received signal using the channel value. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 검출기는, 하기 수식과 같이 수신신호에서 은닉 파일럿 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 장치,The detector is characterized in that for removing the hidden pilot signal from the received signal as shown in the following equation,
Figure 112007059345546-PAT00162
Figure 112007059345546-PAT00162
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00163
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 은닉 파일럿 신호 성분이 제거된 i번째 수신신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00164
는 사용자k의 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00165
는 사용자k의 n번째 반복에서 추정된 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00166
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00167
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00168
는 사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00169
는 부반송파 할당 행렬의 허미션(hermitian), FFT(Fast Fourier Transform) 행렬, 백색잡음의 곱을 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00163
Is the i th received signal from which the hidden pilot signal component has been removed in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00164
Is a matrix obtained by diagonalizing the channel frequency response of user k,
Figure 112007059345546-PAT00165
Is a matrix of the channel frequency response estimated at the nth iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00166
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00167
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00168
Is the hidden pilot signal of user k,
Figure 112007059345546-PAT00169
Denotes the product of the hermitian, the fast fourier transform (FFT) matrix, and the white noise of the subcarrier allocation matrix.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 추정기는,The estimator, 상기 (n-1)번째 반복 단계에서 검출된 송신심벌 블록을 이용하여 상기 수신신호에서 사용자k의 데이터 신호 성분을 제거하는 제거기와,A canceller for removing the data signal component of user k from the received signal using the transmission symbol block detected in the (n-1) th iteration step; 상기 은닉 파일럿 신호를 이용하여 상기 제거기로부터의 출력에서 상기 사용자k 외 다른 사용자의 데이터 신호 성분 및 은닉 파일럿 신호 성분을 제거하는 처리기와,A processor which removes the data signal component and the hidden pilot signal component of the user other than the user k from the output from the canceler using the hidden pilot signal; 상기 처리기로부터의 출력을 이용하여 채널값을 추정하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And an operator for estimating a channel value using the output from said processor. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제거기는, 하기 수식과 같이 상기 사용자k의 데이터 신호 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 장치,The eliminator is characterized in that for removing the data signal component of the user k as shown in the following equation,
Figure 112007059345546-PAT00170
Figure 112007059345546-PAT00170
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00171
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 선 간섭 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00172
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00173
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00174
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱,
Figure 112007059345546-PAT00175
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00176
은 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00177
는 사용자 k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00178
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00179
는 사용자k'의 채널벡터, 상기
Figure 112007059345546-PAT00180
는 백색잡음을 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00171
Is an i th time-domain OFDM symbol whose line interference has been removed in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00172
Is the first column in the (n) th iteration of
Figure 112007059345546-PAT00173
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00174
Is the product of k's IFFT matrix, subcarrier assignment matrix, precoding matrix,
Figure 112007059345546-PAT00175
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00176
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00177
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00178
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00179
Is the channel vector of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00180
Means white noise.
제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 처리기는, 하기 수식과 같이 상기 사용자k 외 다른 사용자의 데이터 신호 성분 및 은닉 파일럿 신호 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 장치,The processor is characterized in that for removing the data signal components and hidden pilot signal components of the user other than the user k, as shown in the following equation,
Figure 112007059345546-PAT00181
Figure 112007059345546-PAT00181
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00182
는 사용자k'의 (n)번째 단계에서 전처리된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00183
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00184
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00185
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00186
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00187
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00188
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 선 간섭 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 즉, 상기 제거기의 출력,
Figure 112007059345546-PAT00189
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00190
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00191
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00192
은 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00193
는 백색잡음을 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00182
Is the i-th time-domain OFDM symbol preprocessed in step (n) of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00183
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00184
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00185
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00186
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00187
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, and the pre-coding matrix,
Figure 112007059345546-PAT00188
Is the i-th time-domain OFDM symbol whose line interference has been removed in the (n) th iteration of user k ', i.e.
Figure 112007059345546-PAT00189
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00190
Is the first column in the (n) th iteration of
Figure 112007059345546-PAT00191
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00192
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00193
Means white noise.
제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기
Figure 112007059345546-PAT00194
는, 하기 수식과 같은 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 장치,
remind
Figure 112007059345546-PAT00194
Is an apparatus characterized by satisfying the conditions as follows:
Figure 112007059345546-PAT00195
Figure 112007059345546-PAT00195
Figure 112007059345546-PAT00196
Figure 112007059345546-PAT00196
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00197
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00198
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00199
는 사용자k'의 IFFT 행렬, 부반송파 할당 행렬, 은닉 파일럿 신호의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00200
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱의 i번째 열을 이용한 컬럼 와이즈(column-wise) 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00201
는 사용자 인덱스를 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00197
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00198
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00199
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, the hidden pilot signal,
Figure 112007059345546-PAT00200
Is a column-wise cyclic matrix using the i th column of the product of the IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, and the pre-coding matrix of the user k ',
Figure 112007059345546-PAT00201
Means user index.
제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 연산기는, 하기 수식과 같이 채널값을 추정하는 것을 특징으로 하는 장치,The calculator, characterized in that for estimating the channel value as shown in the following equation,
Figure 112007059345546-PAT00202
Figure 112007059345546-PAT00202
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00203
는 사용자k'의 채널벡터, 상기
Figure 112007059345546-PAT00204
는 사용자k'의 (n)번째 단계에서 전처리된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 즉, 상기 처리기의 출력, 상기
Figure 112007059345546-PAT00205
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00206
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬을 의미한다.
Where
Figure 112007059345546-PAT00203
Is the channel vector of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00204
Is the i-th time-domain OFDM symbol preprocessed in step (n) of user k ', that is, the output of the processor,
Figure 112007059345546-PAT00205
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00206
A cyclic matrix of phosphorus size N × (L + 1).
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출기는, MMSE(Miminum Mean Square Error) 기법에 따라 송신심벌 블록을 검출하는 것을 특징으로 하는 장치.The detector is characterized in that for detecting the transmission symbol block according to the MMSE (Miminum Mean Square Error) technique. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 검출기는, 하기 수식과 같이 송신심벌 블록을 검출 및 송신단의 사전 부호화와 대응되는 방식으로 역 사전 부호화하는 것을 특징으로 하는 장치,The detector is characterized in that for pre-decoding the transmission symbol block in a manner corresponding to the pre-coding of the detection and transmitting end, as shown in the following equation,
Figure 112007059345546-PAT00207
Figure 112007059345546-PAT00207
Figure 112007059345546-PAT00208
Figure 112007059345546-PAT00208
Figure 112007059345546-PAT00209
Figure 112007059345546-PAT00209
Figure 112007059345546-PAT00210
Figure 112007059345546-PAT00210
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00211
은 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00212
은 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 MMSE 검출 및 역 사전 부호화 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00213
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 은닉 파일럿 신호 성분이 제거된 i번째 수신신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00214
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00215
는 사용자 당 송신전력, 상기
Figure 112007059345546-PAT00216
은 심벌 블록에 포함된 심벌들의 개수, 상기
Figure 112007059345546-PAT00217
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 추정된 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00218
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00219
는 사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00220
는 부반송파 할당 행렬의 허미션, FFT 행렬, 백색잡음의 곱을 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00211
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00212
Is the MMSE detection and inverse precoding matrix in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00213
Is the i th received signal from which the hidden pilot signal component has been removed in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00214
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00215
Is the transmit power per user,
Figure 112007059345546-PAT00216
Is the number of symbols included in the symbol block,
Figure 112007059345546-PAT00217
Is a matrix of the channel frequency response estimated in the (n) th iteration of user k, wherein
Figure 112007059345546-PAT00218
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00219
Is the hidden pilot signal of user k,
Figure 112007059345546-PAT00220
Denotes the product of the hermit of the subcarrier allocation matrix, the FFT matrix, and the white noise.
제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 검출기는, 반복 단계 진행을 판단하고, 반복 단계를 진행하도록 판단되면, 상기 검출된 송신심벌 블록을 상기 추정기로 제공하고, 반복 단계를 진행하지 않도록 판단되면, 상기 검출된 송신심벌을 상기 역부호화기로 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.The detector determines the progress of the repetition step and, if it is determined to proceed with the repetition step, provides the detected transmission symbol block to the estimator. Apparatus characterized in that provided by. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 반복 단계는, 최대 반복 횟수를 만족할 때까지 진행되는 것을 특징으로 하는 장치.The repeating step, characterized in that proceeds until the maximum number of repetitions is satisfied. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 안테나를 통해 수신되는 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 RF(Radio Frequency) 수신기와,A radio frequency (RF) receiver for sampling a signal received through an antenna and converting the signal into a digital signal; 상기 디지털 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌 단위로 분류하여 CP(Cyclic Prefix)를 제거한 후, 상기 추정기 및 FFT 연산기로 제공하는 CP 제거기와,A CP canceller for classifying the digital signal into orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol units to remove a cyclic prefix (CP) and providing the estimator and the FFT operator; FFT 연산을 통해 시간영역 OFDM 심벌을 주파수영역 신호들로 변환하는 FFT 연산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And an FFT operator for converting time-domain OFDM symbols into frequency-domain signals through an FFT operation. 광대역 무선통신 시스템에서 사용자k의 송신신호 검출 방법에 있어서,A transmission signal detection method of user k in a broadband wireless communication system, (n-1)번째 반복 단계에서 검출된 송신심벌 블록 및 은닉 파일럿(hidden pilot) 신호를 이용하여 (n)번째 반복 단계의 채널값을 추정하는 과정과,estimating a channel value of the (n) th repetition step by using the transmission symbol block and the hidden pilot signal detected in the (n-1) th repetition step, 상기 (n)번째 반복 단계의 채널값을 이용하여 수신신호로부터 송신심벌 블록을 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And detecting a transmission symbol block from the received signal using the channel value of the (n) -th iteration step. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 채널값을 이용하여 수신신호에서 은닉 파일럿 신호 성분을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And removing the hidden pilot signal component from the received signal using the channel value. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 수신신호에서 은닉 파일럿 신호의 제거는, 하기 수식과 같이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법,Removing the hidden pilot signal from the received signal, characterized in that the method is performed as follows:
Figure 112007059345546-PAT00221
Figure 112007059345546-PAT00221
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00222
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 은닉 파일럿 신호 성분이 제거된 i번째 수신신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00223
는 사용자k의 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00224
는 사용자k의 n번째 반복에서 추정된 채널 주파수 응답을 대 각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00225
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00226
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00227
는 사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00228
는 부반송파 할당 행렬의 허미션(hermitian), FFT(Fast Fourier Transform) 행렬, 백색잡음의 곱을 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00222
Is the i th received signal from which the hidden pilot signal component has been removed in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00223
Is a matrix obtained by diagonalizing the channel frequency response of user k,
Figure 112007059345546-PAT00224
Is a matrix of the channel frequency response estimated at the nth iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00225
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00226
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00227
Is the hidden pilot signal of user k,
Figure 112007059345546-PAT00228
Denotes the product of the hermitian, the fast fourier transform (FFT) matrix, and the white noise of the subcarrier allocation matrix.
제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 채널값을 추정하는 과정은,Estimating the channel value, 상기 (n-1)번째 반복 단계에서 검출된 송신심벌 블록을 이용하여 상기 수신신호에서 사용자k의 데이터 신호 성분을 제거하는 과정과,Removing the data signal component of user k from the received signal by using the transmission symbol block detected in the (n-1) th iteration; 상기 은닉 파일럿 신호를 이용하여 사용자k의 데이터 신호 성분이 제거된 신호에서 상기 사용자k 외 다른 사용자의 데이터 신호 성분 및 은닉 파일럿 신호 성분을 제거하는 과정과,Removing the data signal component and the hidden pilot signal component of the user other than the user k from the signal from which the data signal component of the user k is removed using the hidden pilot signal; 사용자k의 데이터 신호 성분, 상기 사용자k 외 다른 사용자의 데이터 신호 성분 및 은닉 파일럿 신호 성분이 제거된 수신신호를 이용하여 채널값을 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Estimating a channel value using the received signal from which the user k data signal component, the user k other than the user k data signal component, and the hidden pilot signal component are removed. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 사용자k의 데이터 신호 성분 제거는, 하기 수식과 같이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법,The method of removing the data signal component of the user k is performed as follows.
Figure 112007059345546-PAT00229
Figure 112007059345546-PAT00229
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00230
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 선 간섭 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00231
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00232
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00233
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱,
Figure 112007059345546-PAT00234
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00235
은 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00236
는 사용자 k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00237
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00238
는 사용자k'의 채널벡터, 상기
Figure 112007059345546-PAT00239
는 백색잡음을 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00230
Is an i th time-domain OFDM symbol whose line interference has been removed in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00231
Is the first column in the (n) th iteration of
Figure 112007059345546-PAT00232
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00233
Is the product of k's IFFT matrix, subcarrier assignment matrix, precoding matrix,
Figure 112007059345546-PAT00234
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00235
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00236
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00237
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00238
Is the channel vector of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00239
Means white noise.
제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 사용자k 외 다른 사용자의 데이터 신호 성분 및 은닉 파일럿 신호 성분 제거는, 하기 수식과 같이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법,Removing the data signal component and the hidden pilot signal component of the user other than the user k, characterized in that performed as follows:
Figure 112007059345546-PAT00240
Figure 112007059345546-PAT00240
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00241
는 사용자k'의 (n)번째 단계에서 전처리된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 상기
Figure 112007059345546-PAT00242
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00243
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00244
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00245
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00246
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00247
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 선 간섭 제거된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 즉, 상기 제거기의 출력,
Figure 112007059345546-PAT00248
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00249
는 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00250
인 N×N 크기의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00251
은 사용자k'의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00252
는 백색잡음을 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00241
Is the i-th time-domain OFDM symbol preprocessed in step (n) of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00242
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00243
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00244
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00245
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00246
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, and the pre-coding matrix,
Figure 112007059345546-PAT00247
Is the i-th time-domain OFDM symbol whose line interference has been removed in the (n) th iteration of user k ', i.e.
Figure 112007059345546-PAT00248
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00249
Is the first column in the (n) th iteration of
Figure 112007059345546-PAT00250
Circulating matrix of size N × N, where
Figure 112007059345546-PAT00251
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00252
Means white noise.
제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기
Figure 112007059345546-PAT00253
는, 하기 수식과 같은 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 방법,
remind
Figure 112007059345546-PAT00253
Is characterized by satisfying the same conditions as the following formula,
Figure 112007059345546-PAT00254
Figure 112007059345546-PAT00254
Figure 112007059345546-PAT00255
Figure 112007059345546-PAT00255
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00256
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00257
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00258
는 사용자k'의 IFFT 행렬, 부반송파 할당 행렬, 은닉 파일럿 신호의 곱, 상기
Figure 112007059345546-PAT00259
는 사용자k'의 IFFT행렬, 부반송파 할당 행렬, 사전 부호화 행렬의 곱의 i번째 열을 이용한 컬럼 와이즈(column-wise) 순환 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00260
는 사용자 인덱스를 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00256
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00257
Circular matrix of size N × (L + 1),
Figure 112007059345546-PAT00258
Is the product of the kFT's IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, the hidden pilot signal,
Figure 112007059345546-PAT00259
Is a column-wise cyclic matrix using the i th column of the product of the IFFT matrix, the subcarrier allocation matrix, and the pre-coding matrix of the user k ',
Figure 112007059345546-PAT00260
Means user index.
제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 채널값은, 하기 수식과 같이 추정되는 것을 특징으로 하는 방법,The channel value is estimated by the following formula,
Figure 112007059345546-PAT00261
Figure 112007059345546-PAT00261
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00262
는 사용자k'의 채널벡터, 상기
Figure 112007059345546-PAT00263
는 사용자k'의 (n)번째 단계에서 전처리된 i번째 시간영역 OFDM 심벌, 즉, 상기 처리기의 출력, 상기
Figure 112007059345546-PAT00264
는 사용자k'의 첫째 열이
Figure 112007059345546-PAT00265
인 크기 N×(L+1)의 순환 행렬을 의미한다.
Where
Figure 112007059345546-PAT00262
Is the channel vector of user k ',
Figure 112007059345546-PAT00263
Is the i-th time-domain OFDM symbol preprocessed in step (n) of user k ', that is, the output of the processor,
Figure 112007059345546-PAT00264
Is the first column of user k '
Figure 112007059345546-PAT00265
A cyclic matrix of phosphorus size N × (L + 1).
제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 송신심벌 블록 검출은, MMSE(Miminum Mean Square Error) 기법에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.The transmission symbol block detection is performed according to a MMSE technique. 제 22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 검출된 송신심벌 블록을 송신단에서의 사전 부호화와 대응되는 방식으로 역 사전 부호화하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And inversely pre-coding the detected transmission symbol block in a manner corresponding to pre-coding at the transmitting end. 제 23항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 송신심벌 블록 검출 및 역 사전 부호화는, 하기 수식과 같이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법,The transmission symbol block detection and inverse pre-coding are performed as follows.
Figure 112007059345546-PAT00266
Figure 112007059345546-PAT00266
Figure 112007059345546-PAT00267
Figure 112007059345546-PAT00267
Figure 112007059345546-PAT00268
Figure 112007059345546-PAT00268
Figure 112007059345546-PAT00269
Figure 112007059345546-PAT00269
여기서, 상기
Figure 112007059345546-PAT00270
은 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 검출된 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00271
은 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 MMSE 검출 및 역 사전 부호화 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00272
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 은닉 파일럿 신호 성분이 제거된 i번째 수신신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00273
는 사용자k의 사전 부호화기, 상기
Figure 112007059345546-PAT00274
는 사용자 당 송신전력, 상기
Figure 112007059345546-PAT00275
은 심벌 블록에 포함된 심벌들의 개수, 상기
Figure 112007059345546-PAT00276
는 사용자k의 (n)번째 반복 단계에서 추정된 채널 주파수 응답을 대각화한 행렬, 상기
Figure 112007059345546-PAT00277
는 사용자k의 i번째 송신심벌 블록, 상기
Figure 112007059345546-PAT00278
는 사용자k의 은닉 파일럿 신호, 상기
Figure 112007059345546-PAT00279
는 부반송파 할당 행렬의 허미션, FFT 행렬, 백색잡음의 곱을 의미함.
Where
Figure 112007059345546-PAT00270
Is the i th transmit symbol block detected in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00271
Is the MMSE detection and inverse precoding matrix in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00272
Is the i th received signal from which the hidden pilot signal component has been removed in the (n) th iteration of user k,
Figure 112007059345546-PAT00273
Is the user's pre-encoder,
Figure 112007059345546-PAT00274
Is the transmit power per user,
Figure 112007059345546-PAT00275
Is the number of symbols included in the symbol block,
Figure 112007059345546-PAT00276
Is a matrix of the channel frequency response estimated in the (n) th iteration of user k, wherein
Figure 112007059345546-PAT00277
Is the i th transmit symbol block of user k,
Figure 112007059345546-PAT00278
Is the hidden pilot signal of user k,
Figure 112007059345546-PAT00279
Denotes the product of the hermit of the subcarrier allocation matrix, the FFT matrix, and the white noise.
제 24항에 있어서,The method of claim 24, 반복 단계 진행을 판단하고, 반복 단계를 진행하도록 판단되면, 상기 검출된 송신심벌 블록을 이용하여 채널값을 재추정하는 과정과,Determining the progress of the repetition step and re-estimating a channel value using the detected transmission symbol block if it is determined to proceed with the repetition step; 반복 단계를 진행하지 않도록 판단되면, 상기 검출된 송신심벌 블록을 상기 역 사전 부호화하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.If it is determined not to proceed with the repetition step, further comprising inversely pre-coding the detected transmission symbol block. 제 25항에 있어서,The method of claim 25, 상기 반복 단계는, 최대 반복 횟수를 만족할 때까지 진행되는 것을 특징으로 하는 방법.The repeating step, characterized in that proceeds until the maximum number of repetitions is satisfied. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 안테나를 통해 수신되는 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 과정과,Sampling the signal received through the antenna and converting the signal into a digital signal; 상기 디지털 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌 단위로 분류하여 CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 과정과,Classifying the digital signal into orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol units to remove a cyclic prefix (CP); FFT 연산을 통해 시간영역 OFDM 심벌을 주파수영역 신호들로 변환하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And converting the time-domain OFDM symbol into frequency-domain signals through an FFT operation.
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