KR20090048647A - Ｏｆｄｍ 채널 추정 - Google Patents

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KR20090048647A
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Abstract

다수의 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 심볼 세트들을 포함하는 OFDM 디지털 비디오 브로드캐스트(DVB) 신호를 수신하기 위한 수신기가 제시되며, 상기 OFDM DVB 신호는 전송 채널을 통해 상기 수신기로 전송된다. 상기 수신기는 상기 전송 채널을 통해 상기 OFDM DVB 신호를 수신하도록 구성되는 입력 모듈, 및 상기 입력 모듈과 연결되며 주파수 도메인에서 변환된 심볼 세트들을 생성하기 위해 상기 OFDM 심볼 세트들에 대하여 푸리에 변환들을 수행하고 상기 OFDM DVB 신호에 있는 파일롯 심볼들의 서브-세트를 사용하여 상기 변환된 심볼 세트들에 대한 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 등화를 수행함으로써 상기 전송 채널의 채널 추정들을 계산하도록 구성되는 채널 추정 모듈을 포함한다.

Description

ＯＦＤＭ 채널 추정{OFDM CHANNEL ESTIMATION}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 채널 추정에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, OFDM 디지털 비디오 브로드캐스트(DVB) 신호를 전송하기 위해 사용되는 전송 채널의 채널 추정에 관한 것이다.
오늘날, 정보의 많은 형태들은 텔레비전 컨텐트 제공자들과 같은 정보 소스들로부터 사람들의 집에 있는 텔레비전들과 같은 수신기들로 전송된다. 그리하여, 일한 정보의 일례는 디지털 텔레비전(DTV) 정보이다. 디지털 정보의 전송은 전형적으로 디지털 정보를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 아날로그 신호를 사용하여 RF(무선 주파수) 캐리어 주파수의 진폭 및/또는 위상을 변조하고, 대기와 같은 전파 매체를 통해 변조된 신호를 수신기로 전송하는 과정을 포함한다.
도 1과 관련하여, 통신 시스템(1)은 전송기(2) 및 수신기(4)를 포함한다. 전송기(2) 및 수신기(4)는 각각의 안테나들(6 및 8)을 가지며, 안테나들(6 및 8)이 전송기(2) 및 수신기(4)의 일부들로 간주될 수 있음에도 불구하고, 여기에서는 전송기(2) 및 수신기(4)에 대하여 외부에 도시되어 있다. 전송기(2)는 여기에서 지상 브로드캐스트 시스템인 전파 매체를 통해 (예를 들어, 신호들(14, 16 및 18)과 같은) 정보를 수신기(4)로 전송하도록 구성된다. 전파 매체를 통한 정보의 전송은 (예를 들어, 정적인) 잡음, 강도 변화들(페이딩), 위상 시프트 변화들, 도플러 확산, 도플러 페이딩, 다중 경로 지연들 등에 의해 야기되는 신호 왜곡을 발생시킨다. 다중 경로 지연들은 예컨대 빌딩(10)에서의 반사들에 기인하는 전파 매체를 통한 전송기 및 수신기 사이의 상이한 경로들을 따르거나 그리고/또는 리피터 스테이션(12)을 통해 중계되는 전송된 신호들로부터 기인한다. 전송된 신호 p(t)(예를 들어, 신호들(14, 16 및 18))의 상이한 경로들은 상이한 이득들 및 상이한 지연 시간들을 발생시키며, 상이한 지연 시간들은 직접-전송된 신호(16)와 비교되는 (에코(echo)와 같은) 상이한 시간들에서 수신기(4)로 도달하는 신호 p(t)의 시간-지연된 복사본들을 야기한다. 수신된 신호 r(t)는 직접-전송된 신호 및/또는, 임의의 존재한다면, 복사본들의 조합이다. 다중-경로 왜곡은 다른 심볼들의 가중된 기여분들이 현재 심볼에 부가되는 인터심볼 간섭(ISI) 및/또는 개별적인 서브-캐리어들이 서로에 대하여 간섭하는 인터채널 간섭을 발생시킨다. 신호 r(t)에 있는 잡음 및/또는 간섭은 또한 전송기와 같은 다른 소스들로부터 기인할 수 있다. 이러한 효과들은 전송기(2)로부터 수신기(4)로 가는 정보의 전달 및/또는 해석에서 에러들을 야기할 수 있다. 시스템의 비트 에러 레이트(BER)가 임계치를 초과하고 시스템의 에러 허용 한계를 넘어서면, 시스템은 실패(fail)하게 된다.
직교 주파수 분할 다중화(OFDM)는 전파 매체를 통해 다수의 DTV 신호들을 전송하기 위해 이용될 수 있다. OFDM 시스템은 각각의 서브-캐리어에 있는 하나 이상의 시간 슬롯들을 사용하여, 하나 이상의 서브-캐리어들을 통해 병렬로, 텔레비전 신호와 같은 신호를 전송한다. 각각의 서브-캐리어는 DTV 신호들을 전송하기 위해 사용되는 주파수 스펙트럼의 상이한 부분에 위치된다. 서브-캐리어들의 간격은 각각의 서브-캐리어의 주파수가 다른 서브-캐리어들의 주파수들 각각과 직교하도록 이루어진다(예를 들어, 서브-캐리어들의 주파수 간격은 실질적으로 OFDM 심볼 듀레이션의 역수(inverse)와 동일하다). 서브-캐리어 주파수들의 직교성은 비-직교적 주파수들이 서브-캐리어들로서 사용될 때보다 RF 간섭 및 다중-경로 왜곡에 대하여 더 큰 저항성을 제공한다. 각각의 서브-캐리어는 예컨대 데이터 심볼들, 파일럿 심볼들 및/또는 전송 파라미터 신호들(TPS) 심볼들을 포함하며, TPS 심볼들은 특별한 타입의 데이터 심볼이다. 파일럿 심볼들은 수신기가 전송 채널들을 추정하는데 도움을 주기 위해 사용되는 미리 결정된 알려진 신호들이다.
OFDM 신호(예를 들어, r(t))가 수신기(4)에 의해 수신되면, 전송된 신호(예를 들어, p(t)) 상의 왜곡 효과들을 소거하기 위해 채널 추정이 이용된다. 예를 들어, r(t)는 신호들(14, 16 및 18)의 선형 조합이기 때문에, 특정한 수학적 함수(즉, 전달 함수)가 p(t)와 r(t)의 관계를 설명할 수 있다. 전파 매체의 전달 함수가 알려져 있으면, 전파 매체의 전달 함수의 역함수인 필터가 전파 매체에 의해 발생되는 왜곡 효과들을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 전파 매체는 끊임없이 변하고 있기 때문에(예를 들어, 다중-경로 에러들을 발생시키는 물체들은 이동할 수 있으며, 날씨는 변할 수 있으며, 잡음 레벨들은 변할 수 있음 등), 임의의 주어진 전파 매체의 전달 함수는 또한 끊임없이 변하게 된다. 전파 매체가 빠르게 변화하고 있을 때, r(t)는 "빠른 페이딩" 전송 채널이 되며, 이러한 전송 채널은 추정 프로세스의 복잡도를 증가시킬 수 있다. 전파 매체가 긴 지연 확산을 가질 때 "긴(long) 채널들"이 발생한다. 예를 들어, 신호(18)가 수신기(4)로 도달하기 위해 이동하는 거리가 신호(16)와 비교하여 충분히 길다면, 신호(18)에 있는 심볼은 동일한 심볼이 신호(16)를 통해 도달한 후에 도달할 수 있으며, 그리하여 ISI를 발생시킨다.
여러 개의 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 심볼 세트들을 포함하는 OFDM 디지털 비디오 브로드캐스트(DVB) 신호를 수신하기 위한 수신기가 제시되며, 상기 OFDM DVB 신호는 전송 채널을 통해 상기 수신기로 전송된다. 상기 수신기는 상기 전송 채널을 통해 상기 OFDM DVB 신호를 수신하도록 구성되는 입력 모듈, 및 상기 입력 모듈과 연결되며 주파수 도메인에서 변환된 심볼 세트들을 생성하기 위해 상기 OFDM 심볼 세트들에 대하여 푸리에 변환들을 수행하고 상기 OFDM DVB 신호에 있는 파일롯 심볼들의 서브-세트를 사용하여 상기 변환된 심볼 세트들에 대한 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 등화를 수행함으로써 상기 전송 채널의 채널 추정들을 계산하도록 구성되는 채널 추정 모듈을 포함한다.
본 발명의 구현들은 다음과 같은 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 채널 추정 모듈은 수신된 OFDM 심볼 세트마다 하나의 푸리에 변환을 수행한다. 파일럿 심볼들의 서브-세트는 실질적으로 OFDM 심볼 세트에 있는 파일럿 심볼들 모두 보다는 적다. 채널 추정 모듈은, 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사(inspection) 하에서 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 낮은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송된 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들 및 검사 하에서 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 높은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송된 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하도록 구성된다. 채널 추정 모듈은, 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하에서 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 높은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송된 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하도록 구성된다. 채널 추정 모듈은, 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하에서 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 낮은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송된 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하도록 구성된다. 채널 추정 모듈은 OFDM 심볼 세트들 각각을 전송하기 위해 사용되는 각각의 서브-캐리어에 대응하는 채널 추정을 계산한다.
또한, 본 발명의 구현들은 다음과 같은 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 채널 추정 모듈은 병렬적으로 하나보다 많은 데이터 심볼들의 채널 추정들을 계산하도록 구성된다. 상수 N은 2이며, 채널 추정 모듈은 다음과 같이 데이터 심볼들 각각의 채널 추정을 수행하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00001
여기서, Cp는 각각의 필터 계수이고,
Figure 112009019086726-PCT00002
는 파일럿 심볼들의 서브-세트 각각에 대한 채널 추정이고, p는 파일럿 심볼들의 서브-세트 각각의 인덱스 값이다. 채널 추정 모듈은 다음과 같이 필터 계수들을 계산하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00003
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00004
이고,
Figure 112009019086726-PCT00005
이다.
여기서, M은 OFDM DVB 신호에 있는 서브-캐리어들의 전체 개수이고, l은 다중-경로 OFDM DVB 신호의 각각의 경로를 나타내는 인덱스이고, L은 채널(115)의 지연 확산을 나타내는 수이고, m은 상관이 계산되는 두 개의 선택된 채널들 사이에서 채널들의 간섭량을 나타내는 정수 값이며,
Figure 112009019086726-PCT00006
이다.
여기서, hl(k)는 전송 채널의 l번째 경로의 시간 k에서의 채널 임펄스 응답이다.
또한, 본 발명의 구현들은 다음과 같은 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 채널 추정 모듈은 전송 채널과 관련되는, 주파수 도메인에서의, 인터채널 간섭(ICI) 값을 계산하도록 구성된다. 채널 추정 모듈은 ICI 값을 사용하여 채널 추정을 수행하도록 구성된다. 채널 추정 모듈은 수신된 OFDM DVB 신호로부터 ICI 값을 뺀 후에 MMSE 등화를 수행하도록 구성된다. 채널 추정 모듈은 다음과 같이 채널 상관 값을 추정함으로써 채널 추정들을 계산하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00007
여기서, K는 (k2-k1)M=m을 만족하는 경우들의 개수이고, M은 OFDM DVB 신호에 있는 서브-캐리어들의 전체 개수이다. 추정된 채널 상관 값은 다음과 같이 평균화된다:
Figure 112009019086726-PCT00008
여기서, β는 미리 결정된 알려진 파라미터이다. 채널 추정 모듈은 비터비 디코더를 사용하도록 구성된다.
일반적으로, 다른 양상에서, 본 발명은 여러 개의 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 심볼 세트들을 포함하는 OFDM 디지털 비디오 브로드캐스트(DVB) 신호를 전송하기 위해 사용되는 전송 채널의 채널 추정들을 계산하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 전송 채널을 통해 수신기에서 OFDM DVB 신호를 수신하는 단계, 주파수 도메인에서 변환된 심볼 세트들을 생성하기 위해 상기 OFDM 심볼 세트들에 대하여 푸리에 변환들을 수행하고 상기 OFDM DVB 신호에 있는 파일롯 심볼들의 서브-세트를 사용하여 상기 변환된 심볼 세트들에 대한 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 등화를 수행함으로써 주파수 도메인에서 상기 전송 채널의 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 구현들은 다음과 같은 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 수신된 OFDM 심볼 세트마다 하나의 푸리에 변환을 수행함으로써 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 추가적으로 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하에서 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 낮은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송된 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들 및 검사 하에서 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 높은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송된 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 추가적으로 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하에서 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 낮은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송된 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 추가적으로 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하에서 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 높은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송된 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하는 단계를 포함한다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 병렬적으로 하나보다 많은 데이터 심볼들의 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 구현들은 다음과 같은 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 N은 2이며 다음과 같이 관심있는 데이터 심볼의 채널 추정을 계산하는 단계를 포함한다:
Figure 112009019086726-PCT00009
여기서, Cp는 각각의 필터 계수이고,
Figure 112009019086726-PCT00010
는 파일럿 심볼들의 서브-세트 각각에 대한 채널 추정이고, p는 파일럿 심볼들의 서브-세트 각각의 인덱스 값이다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 다음과 같이 필터 계수들을 계산하는 단계를 포함한다:
Figure 112009019086726-PCT00011
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00012
이고,
Figure 112009019086726-PCT00013
이다.
여기서, M은 OFDM DVB 신호에 있는 서브-캐리어들의 전체 개수이고, l은 다중-경로 OFDM DVB 신호의 각각의 경로를 나타내는 인덱스이고, L은 채널(115)의 지연 확산을 나타내는 수이고, m은 상관이 계산되는 두 개의 선택된 채널들 사이에서 채널들의 간섭량을 나타내는 정수 값이며,
Figure 112009019086726-PCT00014
이다.
여기서, hl(k)는 전송 채널의 l번째 경로의 시간 k에서의 채널 임펄스 응답이다.
또한, 본 발명의 구현들은 다음과 같은 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 OFDM DVB 신호를 전송하기 위해 사용되는 각각의 서브-캐리어에 대응하는 채널 추정을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 추가적으로 전송 채널과 관련되는, 주파수 도메인에서의, 인터채널 간섭(ICI) 값을 계산하는 단계를 포함한다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 ICI 값을 사용하여 전송 채널의 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함한다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 수신된 OFDM DVB 신호로부터 ICI 값을 뺀 후에 MMSE 등화를 수행하는 단계를 포함한다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 추가적으로 다음과 같이 채널 상관 값을 추정함으로써 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함한다:
Figure 112009019086726-PCT00015
여기서, K는 (k2-k1)M=m을 만족하는 경우들의 개수이고, M은 OFDM DVB 신호에 있는 서브-캐리어들의 전체 개수이다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 다음과 같이 추정된 채널 상관 값을 평균화하는 단계를 포함한다:
Figure 112009019086726-PCT00016
여기서, β는 미리 결정된 알려진 파라미터이다. 채널 추정들을 계산하는 단계는 추가적으로 비터비 디코딩을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다양한 양상들은 다음과 같은 하나 이상의 능력들을 제공할 수 있다. DTV 채널 추정 모듈에 의해 수행되는 계산들은 이전의 기법들과 비교하여 감소될 수 있다. DTV 채널 추정 모듈에 대한 구현 비용은 이전의 기법들과 비교하여 감소될 수 있다. 채널 추정은 OFDM DTV 신호의 각각의 채널을 통해 수신되는 각각의 심볼에 대하여 하나의 푸리에 변환을 사용하여 수행될 수 있다. 1-차원 채널 추정은 주파수 도메인에서 수행될 수 있다. 최소 평균 제곱 에러 추정은 OFDM DTV 신호를 통해 제공되는 파일롯 심볼들의 서브-세트를 사용하여 수행될 수 있다. 파일럿 심볼들의 서브세트(예를 들어, 4개)는 선택된 채널의 채널 추정을 계산하기 위해 사용될 수 있다. (두번째로 가장 낮은-주파수 서브-캐리어에서 시작하는) 매 3번째 심볼의 결합 및 파일럿 심볼들의 사용은 8K DVB-T/H 시스템에서 모든 서브-캐리어들을 사용하는 것과 유사한 성능을 가진다. 본 발명과 함께 본 발명의 이러한 그리고 다른 능력들은 다음의 도면들, 상세한 설명 및 청구항들에 대한 리뷰를 통해 보다 상세하게 이해될 것이다.
도 1은 전송 채널에 대하여 도시된 다이어그램이다.
도 2는 전송기 및 수신기를 포함하는 베이스밴드 OFDM 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 3은 도 2에 도시된 전송기에 의해 전송되는 OFDM 프레임의 다이어그램이다.
도 4는 도 2에 도시된 수신기의 기능적 엘리먼트들의 블록 다이어그램이다.
도 5는 도 2에 도시된 OFDM 전송 시스템에서 채널 추정을 수행하는 프로세스에 대한 플로우차트이다.
본 발명의 실시예들은, 주파수 도메인에서, 전체 사용가능한 파일럿 심볼들의 서브-세트를 사용하는 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 등화 및 인터채널 간섭(ICI) 추정을 결합함으로써 디지털 비디오 브로드캐스트(DVB) 전송들의 전송 채널 추정 및 등화를 수행하기 위한 기법들을 제공한다. 예를 들어, DTV 시스템은 전송기 및 수신기를 포함한다. 전송기는 파일럿 심볼들을 포함하는 OFDM 신호를 생성한다. 전송기는 수신기를 향하여 OFDM 신호를 브로드캐스트한다. 수신기는 주파수-도메인 MMSE 등화를 이용하여 채널 추정들을 계산한다. MMSE 등화는 채널 상관 정보 및 OFDM 신호에 포함된 파일럿들의 서브-세트를 사용하여 수행된다. 채널 추정들은 전송기에 의해 전송된 신호를 추정하기 위해 수신기에 의해 사용된다. 수신기는 전송기에 의해 수신기로 전송된 신호와 실질적으로 유사한 결과 신호를 출력한다. 다른 실시예들은 본 발명의 범위 내에 있다.
도 2와 관련하여, OFDM 전송 시스템(100)은 전송기(105) 및 수신기(110)를 포함한다. 시스템(100)은 아래에서 설명되는 기능들을 구현하기 위해 적절한 하드웨어, 펌웨어 및/또는 (컴퓨터-판독가능한, 바람직하게는, 컴퓨터-실행가능한 명령들을 포함하는) 소프트웨어를 포함한다. 전송기(105) 및 수신기(110)는 다양한 타입들의 정보를 통신하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 제한이 아닌 단지 일례로서, 전송기(105)는 DTV 신호들을 위한 전송기이고, 수신기(110)는 디지털 텔레비전 또는 셋톱 박스 및 디지털 텔레비전의 결합과 같은 DTV 수신기이다. 예를 들어, 시스템(100)은 (도 2에 미도시된) 안테나들을 통해 DVB-T/H 표준에 따라 지상 DTV 신호들을 전송 및 수신하도록 구성된다. 전송기(105) 및 수신기(110)는 전송 채널(115)에 의해 링크된다. 전송 채널(115)은 (지상 브로드캐스트의 경우에) 대기와 같은 전파 매체이며, 다른 전파 매체들도 가능하다(예를 들어, 적절한 전송기들 및 수신기들과 함께 케이블의 사용). 전송기(105)는 입력 신호(120)를 수신하고 수신기(110)로 OFDM 신호(125)를 브로드캐스트하도록 구성된다. 전송 채널(115)은 신호(125)에 영향을 주며 상기 신호(125)를 신호(130)로 변환한다. 수신기(110)는 신호(130)를 수신하고 출력 신호(135)를 출력하도록 구성되며, 상기 출력 신호(135)는 바람직하게는 실질적으로 상기 신호(125)와 동일하다.
신호들(125 및 130)의 관계는 시간-도메인에서 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00017
여기서, y(k)는 신호(130)이고, l은 시간 도메인에서 채널 탭들을 나타내는 (전송 채널(115)의) 채널 경로의 인덱스이고, x(k-l)은 신호(125)이고, hl(k)는 전송 채널(115)의 l번째 경로의 시간 k에서의 채널 임펄스 응답(CIR)이고, n(k)(0≤k≤M-1)는 실수 및 허수 성분들 모두에 대하여 평균이 0이고 분산이 σ2인 시간 도메인에서의 독립적인 복소-값 랜덤 가우시안 변수들(예를 들어, 가산 백색 가우시안 잡음(AWGN))이고, L은 채널(115)의 지연 확산을 나타내는 수이고, M은 전송기(105)에 의해 사용되는 서브-캐리어들의 양이다. CIR hl(k)(0≤l≤L-1)는 가우시안 분포 를 가지는 상이한 경로들에 대한 독립적인 복소-값 랜덤 변수들일 수 있으며, 이는 다음과 같은 주파수 선택적 레일리 페이딩(Rayleigh fading)을 가지는 채널을 표현할 수 있다.
Figure 112009019086726-PCT00018
시간 경과에 따른 전송 채널(115)의 변동은 fdTs로 특징지워질 수 있으며, fd는 도플러 주파수이고 Ts는 OFDM 심볼 세트 듀레이션이다. 또한, 레일리 페이딩 프로세스의 전력 스펙트럼(예를 들어, 신호(또는 신호 분산(dispersion))의 시간-확산 및/또는 전송 채널(115)의 시변(time-variant) 특성)은 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00019
여기서, 시간 도메인에서 CIR 탭(예를 들어, 다중-경로 신호 중 하나의 경로에 대한 CIR)의 상관은 다음과 같이 특징지워질 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00020
여기서, J0(ㆍ)는 다음과 같은 제 1 종류의 0차 베셀(Bessel) 함수이다:
Figure 112009019086726-PCT00021
전송기(105)는 변조 유니트(140), 직렬-대-병렬(S/P) 컨버터(150), 프로세서들(155 및 160), 및 병렬-대-직렬(P/S) 컨버터(165)를 포함한다. 변조 유니트(140)는 정보(예를 들어, 비디오 이미지를 나타내는 정보)를 포함하는 주파수-도메인 신호(120)를 수신하고 여러가지 변조 방식들 중 하나(또는 그 이상)를 이용하여 상기 신호(120)를 변조하도록 구성된다. 예를 들어, 변조 유니트(140)는 직교 위상 편이 변조(QPSK) 또는 직교 진폭 변조(QAM)(예를 들어, 16QAM 또는 64QAM)와 같은 변조 방식을 이용하여 신호(120)를 배열(constellation)로 매핑할 수 있으며, 다른 변조 방식들도 가능하다. 변조 방식은 각각의 서브-캐리어에 대하여 다를 수 있거나(예를 들어, 하나의 서브-캐리어는 16QAM을 이용하여 변조될 수 있고, 다른 서브-캐리어는 QPSK를 이용하여 변조될 수 있음), 또는 모든 서브-캐리어들은 동일한 변조 방식을 이용할 수 있다. 변조 유니트(140)는 복소 데이터 변수들(예를 들어, X(0),...,X(M-1))을 포함할 수 있는 변조된 신호(145)를 출력하도록 구성되며, 여기서 M은 서브-캐리어들의 개수(예를 들어, 하나의 OFDM 심볼에 있는 샘플들의 개수)이다. 변조 유니트(140)는 변조된 신호(145)를 S/P 컨버터(150)로 제공하도록 구성된다. S/P 컨버터(150)는 신호(145)를 병렬 정보 신호(152)로 변환하도록 구성되며, 병렬 정보 신호(152)는 병렬 스트림들을 통해 프로세서(155)로 제공될 수 있다. 병렬 스트림들의 개수는 구현되는 DVB 시스템의 타입(예를 들어, 2K, 4K 또는 8K 시스템)에 따라 좌우될 수 있다. 프로세서(155)는 신호(145)를 출력 심볼들 x(0),...,x(M-1)을 포함하는 시간-도메인 신호(157)로 변환하기 위해 신호(152)에 대하여 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하도록 구성된다. 프로세서(160)는 프로세서(155)에 의해 생성된 각각의 출력 심볼의 시작부에 사이클릭 프리픽스를 추가하여 신호(162)를 생성하도록 구성된다. 프레임 x의 사이클릭 프리픽스는 프레임 x-1의 일부를 복제할 수 있으며, 인터심볼 간섭(ISI)의 효과들을 줄이기 위해 사용될 수 있다. P/S 컨버터(165)는 신호(162)를 직렬 전송 신호(125)로 변환하도록 구성된다. 전송기(105)는 상기 신호(125)를 (도 2에 미도시된) 안테나를 통해 브로드캐스트하도록 구성된다. 전송기(105)는 다수의 프로세서들 및 하드웨어 부분들을 포함하는 것으로 설명되었으나, 전송기(105)에 의해 제공되는 기능은 예컨대 각각의 작업들을 수행하는 다수의 소프트웨어 모듈들을 포함하는 단일 칩으로 결합될 수 있다.
또한 도 3과 관련하여, 신호(125)는 OFDM 심볼 세트들(210)을 포함하는 OFDM 프레임(205)을 포함한다. OFDM 심볼 세트들(210) 각각은 구별되는 서브-캐리어 주파수들에 의해 변조된 다수의 심볼들(215)을 포함한다. 각각의 OFDM 심볼 세트(210)는 파일럿 심볼들(220), 데이터 심볼들(225) 및 TPS 심볼들(227)을 포함하며, 다른 구성들도 가능하다. 파일럿 심볼들(220)은 OFDM 심볼 세트들(210) 각각에 있는 동일한 서브-캐리어 주파수에 의해 변조되는 연속적인 파일럿 심볼 들(221), 및 상이한 심볼 세트들(210)에 있는 상이한 서브-캐리어 위치들에 배치된 산재된(scattered) 파일럿 심볼들(222)을 포함한다. 산재된 파일럿 심볼들(222) 각각의 간격은 심볼 세트에 있는 매 12번째 심볼 위치가 산재된 파일럿 심볼에 의해 점유되도록 12 심볼 위치들이다. 연속적인 파일럿 심볼들(221) 및 산재된 파일럿 심볼들(222)의 발생들은 일치할 수 있다(예를 들어, 파일럿 심볼(223)). OFDM 프레임(205)은 12개의 OFDM 심볼 세트들(210)을 포함하도록 도 3에 도시되어 있으나, 다른 양의 심볼 세트들(210)도 가능하다. 또한, 파일럿 심볼들(220), 데이터 심볼들(225) 및 TPS 심볼들(227)의 배치는 도 3에 도시된 배치로부터 변경될 수 있다.
수신기(110)는 S/P 컨버터(170), 프로세서들(175, 180, 185, 190 및 191) 및 복조 유니트(200)를 포함한다. 수신기(110)는 신호(130)를 수신하고 신호(135)를 출력하도록 구성된다. 신호(130)는 시간-도메인 정보(예를 들어, 심볼들 y(0),...,y(M-1), 여기서 M은 신호(130)를 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어들의 개수임)를 포함한다. S/P 컨버터(170)는 신호(130)를 수신하고 상기 신호(130)를 병렬 신호(172)로 변환하도록 구성된다. S/P 컨버터(170)는 신호(172)의 병렬 경로들(1721 내지 172n) 각각이 상이한 서브-캐리어 주파수들을 사용하여 전송되는 심볼들을 포함하도록 구성된다. 신호(172)에 있는 병렬 스트림들의 개수는 OFDM 심볼 세트들(210) 각각에 있는 심볼들(215)의 양과 동일하며, 다른 구성들도 가능하다. S/P 컨버터(170)는 신호(172)를 프로세서(175)로 제공하도록 구성된다. 프 로세서(175)는 신호(172)를 수신하고 프로세서(160)에 의해 추가된 사이클릭 프리픽스를 제거하도록 구성된다. 프로세서(175)는 시간-도메인 신호(177)를 프로세서(180)로 제공하도록 구성된다. 프로세서(180)는 시간-도메인 신호(177)를 주파수-도메인 신호(182)로 변환하기 위해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하도록 구성된다. 프로세서(191)는 푸리에 변환에서 사용하기 위한 OFDM 시간 도메인 OFDM 심볼 세트의 시작 심볼을 획득할 수 있는 심볼 동기화를 제공하도록 구성된다.
프로세서(180)에 의해 수행된 FFT 동작은 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00022
여기서, Y(m)은 신호(182)이고, X(n)은 신호(152)이고, N(m)은 주파수 도메인에서 설명된 AWGN이며, Hl(m-n)은 다음과 같이 제공된다:
Figure 112009019086726-PCT00023
수학식 (6)은 벡터 형태로 다음과 같이 재표현될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00024
여기서, 채널 행렬 H의 m번째 행 및 n번째 열에 있는 엘리먼트는 다음과 같다:
Figure 112009019086726-PCT00025
프로세서들(185 및 190)은 각각 프로세서(180)로부터 제공되는 신호(182)를 수신하도록 구성된다. 프로세서(185)는 선택된 변조 방법의 배열에서 샘플들의 위치를 추정하기 위해 프로세서(190)에 의해 제공되는 정보(예를 들어, 아래에서 설명되는 바와 같은, 최종 채널 추정들)를 사용하도록 구성된다. 예를 들어, 신호(182)에 있는 병렬 정보 스트림들 각각은 변조 심볼들(예를 들어, 16QAM, 64QAM 및/또는 QPSK)을 포함하며, 프로세서(185)는 프로세서(190)에 의해 제공되는 최종 채널 추정들을 사용하여 변조 심볼들을 대응하는 배열 포인트들로 매핑할 수 있다. 수신기(110)는 다수의 프로세서들 및 다른 하드웨어 부분들을 포함하는 것으로서 설명되었으나, 수신기(110)에 의해 제공되는 기능은 예컨대 각각의 기능을 제공하는 다수의 소프트웨어 모듈들을 포함하는 단일 칩으로 결합될 수 있다.
수신기(110)가 신호(130)를 통해 전송기(105)로부터 수신하는 각각의 OFDM 심볼 세트에 대하여, 프로세서(190)는 아래의 동작들을 수행하도록 구성된다:
ㆍ
Figure 112009019086726-PCT00026
의 IFFT를 미리-계산(또는 메모리로부터 검색)한다;
ㆍ 초기 채널 상관 추정, 보간 및 신호(182)에 있는 파일럿 심볼들의 서브-세트를 사용하여 MMSE 필터링 계수들을 계산한다;
ㆍ 계산된 MMSE 필터링 계수들을 사용하여 MMSE 채널 추정을 수행한다;
ㆍ MMSE 채널 추정의 결과 및 (프로세서(190)에 포함된) 1-탭 등화기를 사용하여 신호(125)를 추정한다;
ㆍ 전송 채널(115)의 주파수 도메인 변동을 계산한다;
ㆍ 전송된 신호(125)를 재-추정하기 위해 ICI 소거 계획을 수행한다;
ㆍ 이전에 계산된 MMSE 계수들을 사용하여 추정된 ICI가 감산되었던 신호(130)의 버전에 대하여 MMSE 등화를 수행한다;
ㆍ 신호(125) 및 신호(130)의 최종 추정들을 사용하여 전송 채널(115)의 전달 함수에 대한 추정을 획득한다;
ㆍ 주파수 도메인에서 채널 상관을 추정하고 업데이트한다;
ㆍ MMSE 필터링 계수들을 업데이트한다; 그리고
ㆍ 프로세서(185)로 최종 채널 추정(예를 들어, 전달 함수)을 제공한다.
도 2 및 3과 관련하여, 프로세서(190)는 전송 채널(115)의 특성들을 추정하기 위해 알려진 앵커(anchor) 포인트들로서 선험적으로(a priori) 알려진 파일럿 심볼들을 사용하도록 구성된다. 수신기(110)는 OFDM 프레임들(205) 각각에서 특정한 주파수들 및/또는 시간들에서 파일럿 심볼들을 예상하도록 구성된다. 프로세서(190)는 전송 채널(115)에 의해(예를 들어, 수학식 (1)에 도시된 전달 함수에 따라) 영향을 받았던 파일럿 심볼들에 대하여 신호(130)를 검색하도록 구성된다. 프로세서(190)는 OFDM 심볼 세트들(210) 각각에 있는 수신된 산재된 파일럿 심볼들(222)의 서브-세트(예를 들어, 4개)를 사용하여 전송 채널(115)의 채널 추정들을 계산하도록 구성되며, 상기 OFDM 심볼 세트들(210)은 바람직하게는 추정될 심 볼(215)을 둘러싸고 있으며 가장 인접하게 위치해 있다. 예를 들어, 심볼(245)에 대한 채널 추정을 수행하기 위해, 파일럿 심볼들(246, 247, 248 및 249)이 사용될 수 있다. 가장 낮은 그리고 가장 높은 주파수 서브-캐리어들(예를 들어, 각각 심볼(250) 및 심볼(255) 근처에서 발생하는 심볼들(215)에 대한 채널 추정들은 4개의 파일럿 심볼들보다 적은 파일럿 심볼들을 사용하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 심볼(253)에 대한 채널 추정을 계산하기 위해, 파일럿 심볼들(246 및 247)이 사용될 수 있거나, 또는 파일럿 심볼들(246, 247, 248 및 249)이 사용될 수 있다. 파일럿 심볼들의 서브-세트는 산재된 파일럿 심볼들(222) 중 2개 및/또는 4개로서 설명되었으나, 다른 양들도 가능하다. 산재된 파일럿 심볼들(222)의 서브-세트를 사용하여, MMSE 등화는 빠르게-변화하는 전송 채널들 및/또는 긴 전송 채널들과 함께 사용될 수 있는 채널 추정 알고리즘을 제공하기 위해 주파수 도메인에서 적용될 수 있다.
또한 도 4와 관련하여, 프로세서(190)는 모듈들(300 및 305), 버스(310) 및 메모리(315)를 포함한다. 모듈들(300 및 305)은 예컨대 프로세서를 통해 동작하는 소프트웨어 함수들일 수 있으며, 다른 구성들(예를 들어, 개별적인 소프트웨어 부분들)도 가능하다. 프로세서(190)는 수신기(110)에 의해 수신된 OFDM 심볼 세트들(210) 각각에 있는 각각의 심볼들(215)의 복사본들을 수신하고 프로세서(185)로 최종 채널 추정들을 출력하도록 구성된다. 메모리(315)는 프로세서(180)로부터 수신된 심볼들(215)의 복사본들을 저장하도록 구성된다. 프로세서(190)는 버스(310)를 포함하도록 구성되어 있으나, 다른 토폴로지들(예를 들어, 포인트 대 포인트 접 속들)도 가능하다. 프로세서(191)는 S/P 컨버터(170)의 출력에 기반하여 원하는 푸리에 변환 윈도우를 계산하도록 구성된다. 예를 들어, 프로세서(191)는 OFDM 심볼 세트의 사이클릭 프리픽스가 이전 OFDM 심볼 세트의 테일 엔드(tail end)의 반복인 특성을 이용하도록 구성된다.
모듈(300)은 파일럿 심볼들(222)을 사용하는 초기 채널 상관 및 보간을 수행하도록 구성된다. 상관은 제 2 서브-캐리어의 전달 함수에 대한 측정에 기반하여 제 1 서브-캐리어의 전달 함수가 얼마나 잘 예측될 수 있는지에 대한 측정이다. 두 개의 서브-캐리어들 사이의 보다 높은 상관 값은 제 2 캐리어의 관측들에 기반하여 제 1 서브-캐리어의 특성(예를 들어, 전달 함수)을 예측할 수 있는 가능성이 보다 높다는 것을 나타낸다. 그리하여, 보다 큰 상관 값들은 서브-캐리어 주파수들이 서로에 대하여 매우 유사한 전달 함수를 가지고 있으며, 그리하여 두 개의 서브-캐리어들 사이에서 보다 높은 레벨의 예측성을 허용한다는 것을 나타낼 수 있다. 보다 작은 상관 값은 채널들이 독립적이며, 그리하여 두 개의 서브-캐리어들 간의 예측성 레벨을 낮아지게 한다는 것을 나타낼 수 있다. 모듈(300)은 다음과 같은 가정된 상관을 이용하여 두 개의 서브-캐리어들 간의 초기 상관을 계산하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00027
여기서, M은 서브-캐리어들의 전체 개수이고, L은 채널(115)의 지연 확산을 나타내는 수이고, l은 시간 도메인에서 채널 탭들을 나타내는 (전송 채널(115)의) 채널 경로의 인덱스이다. 수학식 (10)은 바람직하게는 수신기(110)에 의해 수신되었던 이전 OFDM 심볼 세트(210)가 없을 때(예를 들어, 시작시에) 사용되나, 수학식 (10)은 이전 OFDM 심볼 세트들(210)이 수신되었을 때라도 사용될 수 있다.
OFDM 심볼 세트들(210) 각각에 있는 각각의 심볼(215)에 대하여, 모듈(300)은 4개의 가장 인접한 파일럿들(222)의 위치를 결정하도록 구성된다. 관심있는 서브-캐리어에 가장 인접한 4개의 파일럿들을 선택하기 위해, 모듈(300)은 관심있는 서브-캐리어보다 높은 서브-캐리어 인덱스들을 가지는 2개의 가장 인접한 산재된 파일럿 심볼들(222)을 선택하고 관심있는 서브-캐리어보다 낮은 서브-캐리어 인덱스들을 가지는 2개의 가장 인접한 산재된 파일럿 심볼들(222)을 선택하도록 구성된다. 예를 들어, 심볼(245)에 대한 채널 추정을 계산하기 위해, 모듈(300)은 파일럿 심볼들(246 및 247)(관심있는 서브-캐리어보다 낮은 인덱스들을 가지는 2개의 가장 인접한 파일럿 심볼들(222))을 선택하고, 파일럿 심볼들(248 및 249)(관심있는 서브-캐리어보다 큰 인덱스들을 가지는 2개의 가장 인접한 파일럿들(222))을 선택하도록 구성된다.
"가장자리(edge)" 서브-캐리어들(예를 들어, 파일럿(246) 및 파일럿(247) 사이에서 심볼들(215)을 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어들)에 대하여, 모듈(300)은 추정 프로세스에서 4개보다 적은 개수의 파일럿들을 사용하도록 구성된다. 예를 들어, 심볼(253)보다 더 낮은-주파수 서브-캐리어를 사용하여 전송되는 오직 하나의 파일럿 심볼(222)(예를 들어, 파일럿 심볼(246))이 존재한다. 마찬가 지로, 심볼(254)보다 더 높은-주파수 서브-캐리어를 사용하여 전송되는 오직 하나의 파일럿 심볼(222), 즉, (파일럿 심볼(256)이 "산재된" 파일럿 심볼로 간주된다고 가정하여) 파일럿 심볼(256)이 존재한다. 가장자리 서브-캐리어들에 대하여 채널 추정들을 계산하기 위해 모듈(300)에 의해 사용되는 파일럿들은 대칭적이거나 또는 비대칭적일 수 있다. 예를 들어, 심볼(253)에 대한 채널 추정을 계산하기 위해, 파일럿 심볼들(246 및 247), 파일럿 심볼들(246 및 248), 파일럿 심볼들(247 및 248) 또는 파일럿 심볼들(248 및 249)이 사용될 수 있다. 대안적으로, 모듈(300)은 가장자리 서브-캐리어들을 추정하기 위해 사용될 4개(또는 그 이상의) 파일럿들의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 모듈(300)은 심볼(253)에 대한 채널 추정을 계산하기 위해 파일럿 심볼들(246, 247, 248 및 249)을 선택하도록 구성될 수 있다. 가장자리 서브-캐리어들을 추정하기 위해 4개보다 적은 2개의 파일럿 심볼들을 사용하는 것은 추정 프로세스에서 사용되는 계산들의 횟수를 줄일 수 있다.
모듈(300)은 수신기(110)에 의해 수신되는 OFDM 심볼 세트들(210) 각각에 대한 MMSE 필터링 계수들의 적어도 12개의 세트들을 계산하도록 구성된다. MMSE 필터링 계수들의 각각의 세트는 파일롯 심볼들(247 및 248) 사이의 심볼들(215) 중 하나에 대응하며 하나의 계수 세트는 파일럿 심볼(248)에 대응한다. 또한, MMSE 필터링 계수들의 각각의 세트는 (둘러싸고 있는 산재된 파일럿 심볼들(222)과 관련하여) 개별적인 심볼 위치에 대응한다. 예를 들어, 제 1 MMSE 계수 세트는 산재된 파일럿 심볼들(222)의 인덱스들보다 1만큼 큰 인덱스를 가지는 데이터 심볼들(225) 에 대응하고(예를 들어, 제 1 MMSE 계수 세트는 심볼들 260, 270, 280,...에 대응함), 제 2 MMSE 계수 세트는 산재된 파일럿 심볼들(222)의 인덱스들보다 2만큼 큰 인덱스를 가지는 데이터 심볼들(225)에 대응하고(예를 들어, 제 2 MMSE 계수 세트는 심볼들 261, 271, 281,...에 대응함), 제 3 MMSE 계수 세트는 산재된 파일럿 심볼들(222)의 인덱스들보다 3만큼 큰 인덱스를 가지는 데이터 심볼들(225)에 대응하며(예를 들어, 제 3 MMSE 계수 세트는 심볼들 260, 270, 280,...에 대응함), 나머지 MMSE 계수 세트들도 같은 방식으로 데이터 심볼들에 대응한다. MMSE 계수 세트들 중 하나(예를 들어, 12번째 세트)는 산재된 파일럿 심볼들(222)에 대응한다. 모듈(300)은 다음의 수학식에 따라 MMSE 필터링 계수들의 12개의 세트들을 계산하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00028
여기서, (ㆍ)M은 모듈러(modular) 연산이고,
Figure 112009019086726-PCT00029
이다.
여기서, R은 바람직하게는 OFDM 심볼 세트들(210) 중 하나가 수신기(110)에 의해 수신될 때마다 계산된다. 그러나, R은 수신된 OFDM 심볼 세트(210)마다 한 번 보다 많은 횟수만큼 계산될 수 있다.
모듈(300)은 신호(125)를 전송하기 위해 사용되는 가장 높은 그리고 가장 낮은 서브-캐리어 주파수 근처의 서브-캐리어들에 대응하는 추가적인 MMSE 필터링 계수들을 계산하도록 구성된다. 모듈(300)에 의해 계산되는 추가적인 MMSE 계수들의 양은 파일럿 심볼들(220)의 패턴에 따라 좌우된다. 도 3에 도시된 OFDM 심볼 세트들(210)은 산재된 파일럿 심볼들(222)의 4개의 상이한 구성들을 가진다. 예를 들어, 산재된 파일럿 심볼들(222)의 구성은 OFDM 프레임들(211 및 216), OFDM 프레임들(212 및 217), OFDM 프레임들(213 및 218) 및 OFDM 프레임들(214 및 219)에서 동일하다. 프로세서(190)에 의해 계산되는 추가적인 MMSE 계수 세트들의 양은 가장 낮은 주파수 서브-캐리어 및 가장 낮은 주파수의 산재된 파일럿 심볼(222)(또는 가장 낮은 주파수의 연속적인 파일럿 심볼(221)이 가장 낮은 주파수의 산재된 파일럿 심볼(222)과 일치하는 경우에 두번째로 가장 낮은 주파수의 산재된 파일럿 심볼(222)) 사이의 데이터 심볼들(225)의 양에 따라 좌우될 수 있다. 예를 들어, 가장 낮은 주파수의 파일럿 심볼(222)이 네번째로 가장 낮은 서브-캐리어를 사용하여 전송되었다면, 4개의 추가적인 MMSE 계수 세트들이 계산된다. 가장 낮은 주파수의 파일럿 심볼(222)이 7번째로 가장 낮은 서브-캐리어를 사용하여 전송되었다면, 7개의 추가적인 MMSE 계수 세트들이 계산된다. 마찬가지로, 상기 프로세서에 의해 계산되는 추가적인 MMSE 계수 세트들의 양은 가장 높은 주파수 서브-캐리어 및 가장 높은 주파수의 산재된 파일럿 심볼(222)(또는 가장 높은 주파수의 연속적인 파일럿 심볼(221)이 가장 높은 주파수의 산재된 파일럿 심볼(222)과 일치하는 경우에 두번 째로 가장 높은 주파수의 산재된 파일럿 심볼(222)) 사이의 데이터 심볼들(225)의 양에 따라 좌우된다. 수학식 (12)는 파일럿 심볼들(220)의 패턴에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 파일럿 심볼들(220) 중 2개가 가장자리 서브-캐리어들에 대한 채널 추정들을 위해 계산되는 경우에, 수학식 (12)는 다음과 같이 재표현될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00030
여기서, S는 채널 추정을 계산하기 위해 사용되는 파일럿 심볼들(220)의 간격이다. 예를 들어, OFDM 프레임(213)에 대하여, 수학식 (12)는 다음과 같이 재표현될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00031
OFDM 프레임(214)에 대하여, 수학식 (12)는 다음과 같이 재표현될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00032
OFDM 프레임(216)에 대하여, 수학식 (12)는 다음과 같이 재표현될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00033
OFDM 프레임(217)에 대하여, 수학식 (12)는 다음과 같이 재표현될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00034
모듈(300)은 4개, 7개, 10개 또는 13개의 추가적인 MMSE 계수들을 계산하도록 설명되었으나, 다른 양들의 계수들도 계산될 수 있다.
위의 필터링 계수들을 사용하여, 모듈(300)은 다음과 같이 관심있는 서브-캐리어의 채널 추정을 계산하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00035
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00036
는 (위에서 설명된 바와 같이 선택된) 파일럿 심볼들(220)의 선택된 서브-세트를 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어들의 채널 추정들이며, 다음과 같다:
Figure 112009019086726-PCT00037
cp(m)은 대응하는 MMSE 필터링 계수들이다.
모듈(300)은 수학식 (13)을 이용하여 획득된 초기 채널 추정들을 사용하여 전송기(105)에 의해 전송된 신호(예를 들어, 신호(125))를 추정하도록 구성된다. 모듈(300)은 신호(125)를 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어들 모두의 채널 추정들을 사용하여 전송기(105)에 의해 전송된 신호를 추정하도록 구성된다. 모듈(300)은 다음과 같은 1-탭 등화를 이용하여 신호(125)의 추정을 계산하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00038
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00039
은 전송된 신호(여기에서, 신호(125))의 추정된 버전이고, Y(m)은 신호(130)의 푸리에 변환이고,
Figure 112009019086726-PCT00040
은 수학식 (13)을 이용하여 획득된 채널 추정들이다.
모듈(300)은 수신된 파일럿 심볼들을 실제 전송된 파일럿 심볼들(220)로 대체하고 수신된 TPS 심볼들(227)을 추정된 TPS 심볼들로 대체하도록 구성된다. 수신된 파일럿 심볼들(220)을 실제 파일럿 심볼들로 대체하는 것과 수신된 TPS 심볼들(227)을 추정된 TPS 심볼들로 대체하는 것은 프로세서(190)에 의해 계산된 채널 추정들의 정확성을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 산재된 파일럿 심볼(247)은 (위에서 설명된 바와 같이) 전송 채널(115)에 의해 영향을 받는다. 그러나, 수신 기(110)는 선험적으로 파일럿 심볼(247)의 값을 알고 있다. 그리하여, 모듈(300)은 파일럿 심볼(247)의 수신된 버전을 파일럿 심볼(247)의 실제 버전으로 대체할 수 있다. 모듈(300)은 추가적으로 추가적인 알려진 기준 포인트들을 설정하기 위해 수신된 TPS 심볼들(227)을 추정된 TPS 심볼들로 대체하도록 구성된다. 수신된 TPS 심볼들(227)을 추정된 TPS 심볼들을 대체하기 위해, 모듈(300)은 다음과 같이 하나의 OFDM 심볼 세트(210)에 있는 모든 TPS 심볼들의 평균을 취함으로써 TPS 심볼들(227)을 추정하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00041
대체된 파일럿 심볼들(220) 및 평균화된 TPS 심볼들(227)의 사용에 의한 채널 상관 계산의 정확도 증가는 채널 추정 프로세스의 정확도를 증가시킬 수 있다. 그리하여, 모듈(300)은 수학식 (10)을 이용하여 계산된 초기 채널 상관 값들을 수정하도록 구성된다. 모듈(300)은 다음과 같이 채널 추정들의 또다른 반복을 계산함으로써 초기 채널 상관을 수정하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00042
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00043
은 이제 대체된 파일럿 심볼들 및 대체된 TPS 심볼들을 가지 는 신호(125)의 추정된 버전이다. 모듈(300)은 다음과 같이 채널 상관의 추정을 계산(그리하여 수학식 (10)에서 이루어진 가정을 대체함)하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00044
여기서, K는 (k2-k1)M=m을 만족하는 경우들의 개수이다. 채널 상관 모듈(300)은 메모리(315)에
Figure 112009019086726-PCT00045
을 저장하도록 구성된다. 파일럿 심볼들(220) 및 TPS 심볼들(227)은 바람직하게는 채널 상관을 계산하기 위해 사용되며, 이는 이러한 심볼들을 사용하여 획득된 채널 추정들이 데이터 심볼들을 사용하는 것보다 더 신뢰성이 있기 때문이다. 파일럿 심볼들(220)을 선험적으로 알고 있으면, 프로세서(190)는 보다 정확한 채널 상관을 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 실제 전송된 파일럿 심볼을 전송된 파일럿 심볼의 수신된 버전과 비교함으로써 (개별적인 파일럿 심볼들(220) 각각의 특정한 시간 및 주파수에서) 실질적으로 정확한 채널 추정을 계산할 수 있다. 파일럿 심볼들(220)의 실질적으로 정확한 채널 추정을 사용하여, 프로세서(190)는 보다 높은 가능성을 가지고 보다 정확한 채널 상관 값을 계산할 수 있다. (예를 들어, 파일럿 또는 TPS 심볼이 아닌) 다른 채널들은 예컨대 선택 기준으로서 신호-대-잡음비를 사용하는 기준 포인트들로서 선택될 수 있다.
채널 상관 모듈(300)은 다음과 같이 시간 도메인에서 채널(115)의 추정된 평 균화된 상관을 획득하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00046
여기서, β는 이전의 상관 추정의 일부를 교체하기 위해 사용되는 미리 결정된 알려진 파라미터(예를 들어, 1/16, 1/8)이다. 평균 채널 상관을 계산하기 위해 사용되는 심볼 세트들(210)의 양을 증가시키는 것은 실제 채널 상관에 대하여 보다 매끄러운(smooth) 그리고/또는 보다 근접한 채널 상관을 출력할 수 있다. 채널 상관 모듈(300)은 메모리(315)에
Figure 112009019086726-PCT00047
을 저장하도록 구성된다.
빠르게-변화하는 전송 채널들에 대한 채널 추정을 수행하기 위해, 수신기(110)는 채널 추정 계산들에서 ICI를 포함시켜야 한다. 전송 채널(115)이 하나의 OFDM 심볼 세트(210) 내에서 일정하지 않으면, 인터채널 간섭이 발생할 수 있다. ICI는 다음과 같이 수학식 (6)을 재표현함으로써 MMSE 계산들에서 설명될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00048
여기에서,
Figure 112009019086726-PCT00049
이고,
H(m)은 특정한 OFDM 심볼 내에서 평균 CIR의 FFT이며,
Figure 112009019086726-PCT00050
이고,
ICI(m)은 전송 채널(115)에서의 시간 변화에 의해 야기되는 간섭이다.
모듈(305)은 신호(130)에 있는 ICI를 고려함으로써 빠르게-변화하는 채널들을 설명하도록 구성된다. 모듈(305)은 신호(130)에 있는 주파수-도메인 ICI를 추정하고 추정된 신호(예를 들어,
Figure 112009019086726-PCT00051
)로부터 상기 ICI를 감산하도록 구성된다. 모듈(305)은 2개의 OFDM 심볼 세트들(210) 사이에서의 전송 채널(115)의 시간-도메인 변동이 선형이라고 가정하도록 구성되나, 다른 가정들도 이루어질 수 있다. 이러한 가정을 이용하여, 모듈(305)은 다음과 같이 현재 수신되는 OFDM 심볼 세트(210)의 채널 추정들 및 이전에 수신된 OFDM 심볼 세트(210)의 채널 추정들 간의 차이를 계산하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00052
여기에서,
Figure 112009019086726-PCT00053
는 현재 OFDM 심볼 세트(210)의 채널 추정들이고,
Figure 112009019086726-PCT00054
는 (예를 들어, 메모리(315)로부터 검색된) 이전 OFDM 심볼 세트(210)의 채널 추정들이고, G는 선험적으로 알려져 있는 보호 간격의 길이이다.
Figure 112009019086726-PCT00055
및
Figure 112009019086726-PCT00056
는 아래 에서 설명되는 바와 같이 계산될 수 있다.
채널 슬로프(slope) 및 ICI 항들 간의 관계를 이해하기 위해, 다음과 같이 수학식 (6)을 재구성하는 것이 유용하다:
Figure 112009019086726-PCT00057
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00058
은 N(m) 및 |q|>Q에 대한 나머지 항들을 포함하며, q는 서브-캐리어의 인덱스이다. 수학식 (23)을 이용하여, 모듈(305)은 다음과 같이 전송 채널(115)의 임펄스 응답을 나타내도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00059
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00060
이고,
Figure 112009019086726-PCT00061
은 채널 변동의 슬로프이다. 그리하여, 수학식 (22)는 다음과 같이 단순화될 수 있다:
Figure 112009019086726-PCT00062
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00063
(즉,
Figure 112009019086726-PCT00064
의 IFFT)이며, K((q)M)은 미리-계산될 수 있으며(예를 들어, 수신기(110) 제조시에 메모리에 저장됨), 그리고
Figure 112009019086726-PCT00065
Figure 112009019086726-PCT00066
(즉, 는 주파수 도메인에서의 채널 슬로프 추정임). 모듈(305)은 다음과 같이 CIR 슬로프를 추정하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00067
여기서,
Figure 112009019086726-PCT00068
는 주파수 도메인에서 표현된
Figure 112009019086726-PCT00069
이다. 모듈(305)은 모듈(300)로 계산된 정보를 제공하도록 구성된다.
모듈(300)은 모듈(305)에 의해 제공되는 정보(예를 들어, ICI 정보)를 사용하여 전송된 신호(예를 들어, 신호(125))를 추정하도록 구성된다. 모듈(300)은 다음과 같이 수신된 신호(예를 들어, 신호(130))로부터 모듈(305)에 의해 제공된 ICI 정보를 감산함으로써 전송된 신호(예를 들어, 신호(125))를 추정하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00070
여기서, Q는 작은 정수(예를 들어, 1 또는 2이며, 다른 정수들도 가능함)이다.
모듈(300)은 수학식 (30)의 추가적인 반복들을 계산하도록 구성되며, 수학식 (30)의 추가적인 반복들은 최종 채널 추정들의 성능을 향상시킬 수 있다. 모듈(300)은 다음과 같이 ICI-감산된 신호에 대하여 주파수-도메인 MMSE 채널 추정을 수행하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00071
요구된다면, 모듈들(300 및 305)에 의해 ICI 소거의 추가적인 반복들 및/또는 추가적인 MMSE 등화가 수행될 수 있다. 또한, 수학식 (9)를 사용하여 모듈(300)에 의해 계산되는 채널 추정은 수학식 (12)를 사용하여 업데이트될 수 있다. 모듈(300)은 다음과 같이 최종 채널 추정들을 계산하기 위해 수학식들 (30) 및 (31)을 이용하도록 구성된다:
Figure 112009019086726-PCT00072
모듈(300)은
Figure 112009019086726-PCT00073
을 메모리(315)에 저장하도록 구성된다. 관심있는 각각의 서브-캐리어에 대하여, 메모리(315)는 수학식 (32)를 이용하여 프로세서(185)로 최종 채널 추정들을 제공하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 메모리(315)는 수학식 (32)로부터 획득된 최종 채널 추정들이 메모리에 저장되고 필요할 때 프로세서(185)에 의해 검색되도록 구성될 수 있다. 프로세서(190)에 의해 제공되는 정보를 사용하여, 프로세서(185)는 심볼들(215) 중 수신된 심볼들을 대응하는 배열 포인트들(예를 들어, QPSK, 16QAM 또는 64QAM 배열들)로 매핑함으로써 신호(130)의 최종 추정을 계산하도록 구성된다.
비터비 디코더는 계산된 채널 추정들의 정확도를 높이고 서브-캐리어들 간의 ICI를 줄이기 위해 채널 추정 프로세스 동안 사용될 수 있다. 예를 들어, 모듈(300)은 비터비 알고리즘을 이용하여 수학식 (23)의 출력을 분석하도록 구성된다. 모듈(300)은 추가적으로 배열 포인트들에 의해 표현되는 추정된 전송된 신호들(예를 들어, 신호(125))을 획득하기 위해 예컨대 DVB-T/H 표준에 따라 비터비 디코딩된 비트들을 인코딩하도록 구성된다. 모듈(300)은 또한 비터비 알고리즘을 이용하여 예컨대 하드 및/또는 소프트 결정들을 분석함으로써 획득되는 채널 슬로프 추정들을 사용하여 ICI 소거를 수행하도록 구성된다. 비터비 디코더를 사용할 때, 모듈(300)은 추가적인 채널 추정들을 획득하기 위해 ICI 감산된 신호들을 사용하여 MMSE를 수행하도록 구성된다. ICI 감산된 신호들을 사용하는 MMSE 단계는 채널 추정 프로세스의 복잡도를 줄이기 위해 생략될 수 있다.
도 5와 관련되고, 그리고 추가적으로 도 2-4와 관련되는 동작에서, 시스템(100)을 사용하여 채널 추정을 수행하기 위한 프로세스(400)는 도시된 스테이지들을 포함한다. 그러나, 프로세스(400)는 예시적인 것이며 이에 제한되지 않는다. 프로세스(400)는 예컨대 스테이지들을 추가하고, 제거하고 또는 재배열함으로써 변경될 수 있다.
스테이지(405)에서, 수신기(110)는 전송 채널(115)을 통해 전송기(105)에 의해 전송된 신호(125)(예를 들어, 신호(130)로 변환되었던 OFDM DVB-T/H 신호)를 수신한다. 수신기(110)에 의해 수신된 각각의 OFDM 심볼 세트(210)에 대하여, S/P 컨버터(170)는 OFDM 심볼 세트(210)를 병렬 신호(172)로 변환한다. 각각의 스트림(예를 들어, 1721 내지 172n)은 전송 채널(115)을 통해 신호(125)를 전송하기 위해 사용되는 상이한 서브-캐리어에 대응한다. 프로세서(175)는 S/P 컨버터(170)로부터 신호(172)를 수신한다. 프로세서(175)는 프로세서(160)에 의해 추가된 사이클릭 프리픽스를 제거한다. 프로세서(175)는 신호(177)를 프로세서(180)로 제공한다. 프로세서(180)는 신호(177)에 대하여 FFT를 수행하여 주파수 도메인 신호(182)로 변환한다. 프로세서(180)는 각각의 OFDM 심볼 세트(210)를 프로세서들(185 및 190)로 제공한다.
스테이지(410)에서, 프로세서(190)는 초기 채널 상관 추정을 수행한다. 모 듈(300)은 수신된 OFDM 심볼 세트(210)에 대응하는 R을 계산하며, 메모리(315)에 R을 저장한다. 모듈(300)은 수학식 (11)을 이용하여 MMSE 필터 계수들의 적어도 12개의 세트들을 계산하며, MMSE 계수 세트들 각각은 둘러싸고 있는 파일럿 심볼들(220)과 관련하여 데이터 심볼들(225)의 개별적인 위치에 대응한다. 모듈(300)은 메모리(315)에 MMSE 필터 계수들을 저장한다. 모듈(300)은 신호(125)를 전송하기 위해 사용되는 가장 낮은 주파수 및 가장 높은 주파수에 인접한 서브-캐리어들에 대응하는 추가적인 MMSE 필터 계수들을 계산한다. 프레임(205)에 대하여, 심볼 세트(210)에 있는 산재된 파일럿 심볼들(222)의 구성에 따라, 모듈(300)은 수학식 (11)을 이용하여 4개, 7개, 10개 또는 13개의 추가적인 계수들을 계산한다.
스테이지(415)에서, 모듈(300)은 채널 추정들을 계산하기 위해 사용될 파일럿들(220)의 서브-세트를 결정한다. 데이터 심볼들(225) 및 TPS 심볼들(227) 각각에 대하여, 모듈(300)은 검사 하에서 심볼(215)을 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어 및 신호(125)를 전송하기 위해 사용되는 가장 낮은 그리고 가장 높은 주파수의 서브-캐리어 사이에 적어도 2개의 산재된 파일럿 심볼들(222)이 존재하는지 여부를 결정한다. 검사 하에서 심볼(215)을 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어 및 가장 낮은 그리고 가장 높은 주파수의 서브-캐리어들 사이에 적어도 2개의 산재된 파일럿 심볼들(222)이 존재한다면, 모듈(300)은 MMSE 등화에서 사용하기 위한 4개의 파일럿 심볼들(222)을 선택한다. 예를 들어, 모듈(300)은 검사 하에서 심볼(215)보다 낮은 서브-캐리어 주파수를 가지는 2개의 가장 인접한 산재된 파일럿 심볼들(222) 및 검사 하에서 심볼(215)보다 높은 서브-캐리어 주파수를 가지는 2개 의 가장 인접한 산재된 파일럿 심볼들(222)을 선택한다. 예를 들어, 심볼(245)의 채널 추정을 계산할 때, 모듈(300)은 파일럿 심볼들(246, 247, 248 및 249)을 선택한다. 검사 하의 심볼(215)이 검사 하의 심볼을 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어 및 신호(125)를 전송하기 위해 사용되는 가장 낮은 또는 가장 높은 주파수의 서브-캐리어 사이에서 2개보다 적은 산재된 파일럿 심볼들(222)을 가진다면, 모듈(300)은 (가장 낮은 또는 가장 높은 주파수의 서브-캐리어를 가지는) 2개의 가장 인접한 파일럿들(222)을 선택한다. 예를 들어, 심볼(253)에 대한 채널 추정을 계산할 때 파일럿들(222)의 어떤 서브-세트를 사용할 것인지 결정하는 경우에, 상기 모듈은 파일럿 심볼들(246 및 247)을 선택한다. 모듈(300)은 검사 하의 각각의 서브-캐리어에 대하여 초기 채널 추정을 획득하기 위해 수학식 (13)을 이용하여 검사 하의 심볼들(215) 각각에 대하여 MMSE 등화를 수행한다. 가장자리 채널들의 추정을 계산하기 위해 2개보다 많거나 또는 적은 파일럿들(222)이 사용될 수 있다.
스테이지(420)에서, 모듈(300)은 수학식 (14) 및 스테이지 415에서 계산된 초기 채널 추정들을 이용하여 신호(125)의 추정을 계산한다. 모듈(300)은 추정된 파일럿 심볼들을 실제 파일럿 심볼들로 교체한다. 모듈(300)은 추가적으로 수학식 (15)를 이용하여 검사 하의 OFDM 심볼 세트(210)에 있는 TPS 심볼들(227) 모두를 평균화함으로써 TPS 심볼 추정의 정확도를 개선(refine)한다. 모듈(300)은 (대체된 파일럿 및 TPS 심볼들을 가지는) 신호(125)의 추정 및 수학식 (16)을 이용하여 전송 채널(115)의 채널 추정을 계산한다. 모듈(300)은 메모리(315)에 저장된 수학식 (17)을 이용하여 업데이트된 채널 상관을 계산한다. 모듈(300)은 추가적으로 수학식 (18)을 이용하여 추정된 평균 상관을 계산한다.
스테이지(425)에서, 모듈(305)은 신호(130)에 있는 주파수 도메인 ICI를 추정하고 추정된 신호(예를 들어,
Figure 112009019086726-PCT00074
)로부터 감산한다. 모듈(305)은 두 개의 OFDM 심볼 세트들(210) 사이에서의 시간 변동이 선형이라고 가정하고 수신되는 OFDM 심볼 세트(210)의 채널 추정들 및 수신된 이전 OFDM 심볼 세트(210)의 채널 추정들 간의 차이를 계산한다. 모듈(305)은 수학식 (22)를 이용하여 현재 및 이전 채널 추정 간의 차이를 계산한다. 모듈(300)은 수학식 (31)을 이용하여 ICI-감산된 추정된 신호를 사용하여 MMSE 채널 추정을 수행하기 위해 (예를 들어, 버스(310)를 통해 직접적으로 또는 메모리(315)를 통해 간접적으로) 모듈(305)에 의해 제공되는 ICI 정보를 사용한다. ICI 소거의 추가적인 반복들 및/또는 추가적인 MMSE 등화는, 필요하다면, 모듈들(300 및 305)에 의해 수행될 수 있다.
스테이지(430)에서, 모듈(300)은 전송 채널(115)의 최종 채널 추정들을 계산하고 채널 상관을 업데이트한다. 모듈(300)은 수학식 (32)를 이용하여 전송 채널(115)의 최종 채널 추정들을 계산한다.
스테이지(435)에서, 프로세서(190)는 수신기(110)가 다른 OFDM 심볼 세트(210)를 수신하였는지 여부를 결정한다. 대답이 예이면, 프로세스(400)는 스테이지(405)로 리턴한다. 그렇지 않으면, 프로세스(400)는 종료된다.
다른 실시예들도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들어, 소프트웨어의 특성에 기인하여, 위에서 설명된 기능들은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 하드와이어 링 또는 이들의 결합을 사용하여 구현될 수 있다. 기능들을 구현하는 특징들은 또한 물리적으로 다양한 위치들에 위치될 수 있으며, 상기 다양한 위치들은 기능들의 일부들이 상이한 물리적 위치들에서 구현되도록 분산되어 있는 것을 포함한다. 예를 들어, 도 4는 다수의 모듈들을 도시하고 있으며, 이들 각각은 특정한 기능들을 수행하도록 기재되어 있지만, 상기 모듈들 각각에 의해 제공되는 기능은 하나의 모듈로 결합되거나 그리고/또는 추가적인 모듈들로 분리될 수 있다. 수신기(110)는 병렬 프로세싱을 이용하여 실질적으로 동시에 다수의 채널 추정들을 처리하도록 구성될 수 있다. 메모리(315)는 프로세서(190)의 일부로서 도시되지만, 다른 구성들도 가능하다(예를 들어, 메모리(315)는 프로세서(185) 내에 위치될 수 있거나 또는 네트워크 접속을 통해 원격으로 위치될 수 있다).
도 5와 관련하여, 프로세스(400)는 시간에 따라 변화하는 전력 프로파일을 가지는 전송 채널을 지원하기 위해 수정될 수 있다. 예를 들어, 프로세스(400)는 상관이 현재 채널 추정에 기반하고 추가적인 MMSE가 ICI 소거를 적용하기 전에 수행되는 스테이지들을 포함할 수 있다. 또한, 스테이지(420) 동안 수행되는 MMSE는 스테이지(410) 동안 수행될 수 있으며 채널 상관 추정은 스테이지(430)에서 스테이지(410)로 옮겨질 수 있다.
본 발명은 산재된 파일럿 심볼들(222)을 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어들의 간격이 12인 DVB-T/H 표준과 관련하여 설명되었지만, 다른 구성들도 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 산재된 파일럿 심볼들(222)을 전송하기 위해 사용되는 서브-캐리어들의 간격이 3인 전송 표준들을 이용하여 실시되도록 적응될 수 있다.
프로세서(190)는 산재된 파일럿 심볼들(222)을 사용하도록 설명되었지만, 다른 파일럿 심볼들도 사용될 수 있다. 예를 들어, 연속적인 파일럿들(221) 중 선택된 파일럿이 산재된 파일럿 심볼(222)과 위치가 일치하지 않는 경우라도, 프로세서(190)는 연속적인 파일럿들(221)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 3과 관련하여, 심볼(250)은 심볼(251)에 대한 채널 추정을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 산재된 파일럿 심볼들(222)과 위치가 일치하지 않는 연속적인 파일럿 심볼들(221)의 사용은 예컨대 수학식들 (11) 및 (12)에 추가적인 항들을 추가함으로써 프로세서(190)에 의해 수행되는 계산들의 복잡도를 증가시킬 수 있다.
특정한 값들 및/또는 양들이 하나 이상의 수학식들을 사용하여 계산되도록 설명되었으나, 다른 구성들도 가능하다. 예를 들어, 특정한 값을 계산하기 보다는, 상기 값은 미리-계산되고 메모리(315)로부터 검색될 수 있다.
본 발명은 디지털 텔레비전의 브로드캐스트와 관련하여 설명되었으나, 본 발명은 셀룰러 통신, 위성 통신, 위성 무선 브로드캐스트, 지상 무선 브로드캐스트, 무선 네트워킹(예를 들어, WiFi) 등과 같은 다른 모바일 또는 무선 채널들에서 사용될 수 있다.
또한, 위의 설명은 본 발명에 관한 것이지만, 상기 설명은 하나보다 많은 발명을 포함할 수 있다.

Claims (31)

  1. 다수의 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 심볼 세트들을 포함하는 OFDM 디지털 비디오 브로드캐스트(DVB) 신호를 수신하기 위한 수신기로서, 상기 OFDM DVB 신호는 전송 채널을 통해 상기 수신기로 전송되며, 상기 수신기는,
    상기 전송 채널을 통해 상기 OFDM DVB 신호를 수신하도록 구성되는 입력 모듈; 및
    상기 입력 모듈과 연결되며, 주파수 도메인에서 변환된 심볼 세트들을 생성하기 위해 상기 OFDM 심볼 세트들에 대하여 푸리에 변환들을 수행하고 상기 OFDM DVB 신호에 있는 상기 파일럿 심볼들의 서브-세트를 사용하여 상기 변환된 심볼 세트들에 대한 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 등화를 수행함으로써 상기 전송 채널의 채널 추정들을 계산하도록 구성되는 채널 추정 모듈을 포함하는, 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 수신된 OFDM 심볼 세트마다 하나의 푸리에 변환을 수행하는, 수신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼들의 서브-세트는 실질적으로 상기 OFDM 심볼 세트에 있는 파일럿 심볼들 모두보다 적은, 수신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사(inspection) 하의 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 낮은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들 및 검사 하의 상기 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 높은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하도록 구성되는, 수신기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하의 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 높은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하도록 구성되는, 수신기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하의 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 낮은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하도록 구성 되는, 수신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 OFDM 심볼 세트들 각각을 전송하기 위해 사용되는 각각의 개별적인 서브-캐리어에 대응하는 채널 추정을 계산하는, 수신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 병렬적으로 상기 데이터 심볼들 중 하나보다 많은 심볼들의 채널 추정들을 계산하도록 구성되는, 수신기.
  9. 제 4 항에 있어서,
    N은 2이고, 상기 채널 추정 모듈은 아래의 식에 따라 상기 데이터 심볼들 각각의 채널 추정을 수행하도록 구성되며:
    Figure 112009019086726-PCT00075
    Cp는 각각의 필터 계수이고,
    Figure 112009019086726-PCT00076
    는 상기 파일럿 심볼들의 서브-세트 각각에 대한 채널 추정이고, p는 상기 파일럿 심볼들의 서브-세트 각각의 인덱스 값인, 수신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 아래의 식에 따라 필터 계수들을 계산하도록 구성되며:
    Figure 112009019086726-PCT00077
    여기서,
    Figure 112009019086726-PCT00078
    이고,
    Figure 112009019086726-PCT00079
    이며,
    여기서, M은 상기 OFDM DVB 신호에 있는 서브-캐리어들의 전체 개수이고, l은 다중-경로 OFDM DVB 신호의 각각의 경로를 나타내는 인덱스이고, L은 채널(115)의 지연 확산을 나타내는 수이고, m은 상관이 계산되는 두 개의 선택된 채널들 사이에서 채널들의 간섭량을 나타내는 정수 값이고,
    Figure 112009019086726-PCT00080
    이며,
    여기서, hl(k)는 전송 채널의 l번째 경로의 시간 k에서의 채널 임펄스 응답인, 수신기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 주파수 도메인에서 상기 전송 채널과 관련된 인터채 널 간섭(ICI) 값을 계산하도록 구성되는, 수신기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 ICI 값을 사용하여 상기 채널 추정을 수행하도록 구성되는, 수신기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 수신된 OFDM DVB 신호로부터 상기 ICI 값을 감산한 후에 MMSE 등화를 수행하도록 구성되는, 수신기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 아래의 식에 따라 채널 상관 값을 추정함으로써 채널 추정들을 계산하도록 구성되며:
    Figure 112009019086726-PCT00081
    여기서, K는 (k2-k1)M=m을 만족하는 경우들의 개수이고, M은 상기 OFDM DVB 신호에 있는 서브-캐리어들의 전체 개수인, 수신기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 추정된 채널 상관 값은 아래의 식에 따라 평균화되며:
    Figure 112009019086726-PCT00082
    여기서, β는 미리 결정된 알려진 파라미터인, 수신기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 비터비 디코더를 사용하도록 구성되는, 수신기.
  17. 다수의 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 심볼 세트들을 포함하는 OFDM 디지털 비디오 브로드캐스트(DVB) 신호를 전송하기 위해 사용되는 전송 채널의 채널 추정들을 계산하기 위한 방법으로서,
    전송 채널을 통해 수신기에서 상기 OFDM DVB 신호를 수신하는 단계; 및
    주파수 도메인에서 변환된 심볼 세트들을 생성하기 위해 OFDM 심볼 세트들에 대하여 푸리에 변환들을 수행하고 상기 OFDM DVB 신호에 있는 파일롯 심볼들의 서브-세트를 사용하여 상기 변환된 심볼 세트들에 대한 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 등화를 수행함으로써 주파수 도메인에서 상기 전송 채널의 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 수신된 OFDM 심볼 세트마다 하나의 푸리에 변환을 수행함으로써 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하의 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 낮은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들 및 검사 하의 상기 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 높은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하의 데이터 심볼을 전송하기 위해 사용되는 주파수보다 낮은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼들의 서브-세트로서, 검사 하의 데이터 심볼을 전송하기 위 해 사용되는 주파수보다 높은 주파수들을 가지는 서브-캐리어들을 사용하여 전송되는 N개의 가장 인접한 파일럿 심볼들을 선택하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 병렬적으로 상기 데이터 심볼들 중 하나보다 많은 심볼들의 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 N은 2이고 아래의 식에 따라 관심있는 데이터 심볼의 채널 추정을 계산하는 단계를 포함하며:
    Figure 112009019086726-PCT00083
    Cp는 각각의 필터 계수이고,
    Figure 112009019086726-PCT00084
    는 상기 파일럿 심볼들의 서브-세트 각각에 대한 채널 추정이고, p는 상기 파일럿 심볼들의 서브-세트 각각의 인덱스 값인, 채널 추정 계산 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 아래의 식에 따라 필터 계수들을 계산하는 단계를 포함하며:
    Figure 112009019086726-PCT00085
    여기서,
    Figure 112009019086726-PCT00086
    이고,
    Figure 112009019086726-PCT00087
    이며,
    여기서, M은 상기 OFDM DVB 신호에 있는 서브-캐리어들의 전체 개수이고, l은 다중-경로 OFDM DVB 신호의 각각의 경로를 나타내는 인덱스이고, L은 채널(115)의 지연 확산을 나타내는 수이고, m은 상관이 계산되는 두 개의 선택된 채널들 사이에서 채널들의 간섭량을 나타내는 정수 값이고,
    Figure 112009019086726-PCT00088
    이며,
    여기서, hl(k)는 전송 채널의 l번째 경로의 시간 k에서의 채널 임펄스 응답인, 채널 추정 계산 방법.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 상기 OFDM DVB 신호를 전송하기 위해 사용되는 각각의 서브-캐리어에 대응하는 채널 추정을 계산하는 단계를 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  26. 제 17 항에 있어서,
    주파수 도메인에서 상기 전송 채널과 관련된 인터채널 간섭(ICI) 값을 계산하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 상기 ICI 값을 사용하여 상기 전송 채널의 채널 추정들을 계산하는 단계를 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 상기 OFDM DVB 신호로부터 상기 ICI 값을 감산한 후에 MMSE 등화를 수행하는 단계를 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
  29. 제 17 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 아래의 식에 따라 채널 상관 값을 추정함으로써 채널 추정들을 계산하는 단계를 더 포함하며:
    Figure 112009019086726-PCT00089
    여기서, K는 (k2-k1)M=m을 만족하는 경우들의 개수이고, M은 상기 OFDM DVB 신호에 있는 서브-캐리어들의 전체 개수인, 채널 추정 계산 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 아래의 식에 따라 상기 추정된 채널 상관 값을 평균화하는 단계를 더 포함하며:
    Figure 112009019086726-PCT00090
    여기서, β는 미리 결정된 알려진 파라미터인, 채널 추정 계산 방법.
  31. 제 17 항에 있어서,
    상기 채널 추정들을 계산하는 단계는 비터비 디코딩을 수행하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 계산 방법.
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