KR20100024053A - Apparatus and method for estimating channel in a mobile communication system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A channel estimating device of a mobile communication system and a method for the same are provided to use MMSE(Minimum Mean Square Error) matrices of compression type in user of MMSE technique, thereby reducing memory capacity and processing time. CONSTITUTION: A first operator(510) changes initial channel estimation values into initial CIR(Channel Impulse Response). An aligner(512) defines sections in the initial CIR to groups. The aligner aligns the groups in descending order of electricity. A processor(514) consecutively revises group CIRs of the groups according to aligned order by compression matrices. A remover(518) generates optimized CIR. A second operator(520) changes the CIR into channel estimation values of frequency domain.

Description

이동통신 시스템의 채널 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM} Apparatus and method for channel estimation of mobile communication system {APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 이동통신 시스템에서 채널을 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile communication system, and more particularly, to an apparatus and method for estimating a channel in a mobile communication system.

과거의 이동통신 시스템은 음성 서비스를 위주로 발전해왔으나, 현재의 이동통신 시스템은 음성뿐만 아니라 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스를 지원할 수 있는 형태로 발전하고 있다. 이에 따라, 급증하는 사용자들의 요구를 충족시킬 정도의 광대역을 갖고 효율적으로 인터넷 서비스를 제공하기 위한 구조의 차세대 이동통신 시스템이 고려되고 있다. 따라서, 상기 차세대 이동통신 시스템의 물리 계층에 있어서, 높은 대역 이용의 효율을 갖는 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) 기반의 통신 방식이 고려되고 있다.In the past, mobile communication systems have been developed based on voice services, but current mobile communication systems are being developed to support not only voice but also data services and various multimedia services. Accordingly, next-generation mobile communication systems have been considered to efficiently provide Internet services with broadband enough to meet the increasing demands of users. Accordingly, in the physical layer of the next-generation mobile communication system, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (hereinafter referred to as 'OFDM') / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (hereinafter referred to as 'OFDM') having high bandwidth utilization efficiency Communication method based on 'OFDMA' is being considered.

상기 OFDM/OFDMA 기반의 신호 수신 과정은 다음과 같다. 수신단은 안테나를 통해 수신된 RF(Radio Frequency) 대역 신호는 기저대역 디지털 신호로 변환한 후, CP(Cyclic Prefix)를 제거하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역의 신호들을 생성한다. 이때, 상기 주파수 영역의 신호들은 데이터 신호들 및 파일럿(pilot) 신호들을 포함한다. 상기 파일럿 신호들은 수신단의 채널 추정을 위한 신호로서, 송신단 및 수신단 간 서로 약속된 위치를 통해 송신되며, 약속된 값을 갖는다. 따라서, 상기 수신단은 상기 파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정하고, 추정된 채널 값에 따라 데이터 신호들의 왜곡을 보상한 후, 데이터 신호를 복조 및 복호화한다.The OFDM / OFDMA based signal reception process is as follows. The receiver converts a radio frequency (RF) band signal received through an antenna to a baseband digital signal, removes a cyclic prefix (CP), and generates signals in a frequency domain through fast fourier transform (FFT). In this case, the signals in the frequency domain include data signals and pilot signals. The pilot signals are signals for channel estimation of a receiver, and are transmitted through positions promised to each other between the transmitter and the receiver and have a promised value. Accordingly, the receiver estimates a channel using the pilot signals, compensates for the distortion of the data signals according to the estimated channel value, and demodulates and decodes the data signal.

상술한 바와 같이, 차세대 이동통신 시스템에서, 수신단은 미리 약속된 파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정하고, 추정된 채널 값을 이용하여 데이터 신호들의 왜곡을 보상한다. 이때, 상기 채널 값이 정확하게 추정되지 않는다면, 수신단은 올바른 데이터를 획득할 수 없다. 일반적으로, 채널 추정의 정확도는 채널 추정을 위한 연산의 복잡도와 트레이드 오프(trade off) 관계에 있다. 따라서, 정확도는 높으면서 연산의 복잡도가 크지 않은 채널 추정 기법이 제안되어야 한다.As described above, in the next generation mobile communication system, the receiving end estimates a channel using pre-promised pilot signals and compensates for the distortion of the data signals using the estimated channel value. At this time, if the channel value is not accurately estimated, the receiver cannot obtain correct data. In general, the accuracy of channel estimation is in a trade off relationship with the complexity of the computation for channel estimation. Therefore, a channel estimation scheme with high accuracy and low computational complexity should be proposed.

따라서, 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 채널을 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating a channel in a mobile communication system.

본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 주파수 영역에서 추정된 채널 추정 값들을 시간 영역에서 최적화시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for optimizing channel estimation values estimated in the frequency domain in the time domain in a mobile communication system.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 주파수 영역에서 추정된 초기 채널 추정 값들로부터 생성된 초기 CIR(Channel Impulse Response)을 MMSE(Minimum Mean Square Error) 기법에 따라 최적화시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for optimizing an initial channel impulse response (CIR) generated from initial channel estimation values estimated in a frequency domain in a mobile communication system according to a minimum mean square error (MMSE) technique. have.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 초기 CIR 내에서 기준 이상의 전력을 나타내는 구간들에 대해 반복적으로 MMSE 기법에 따른 보정 및 간섭 제거를 수행함으로서 최적화된 CIR을 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for generating an optimized CIR by repeatedly performing correction and interference cancellation according to the MMSE technique for intervals indicating power above a reference in an initial CIR in a mobile communication system. have.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 반복적 MMSE 기법의 수행으로 인해 소요되는 메모리 용량 및 처리 시간을 단축시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for shortening the memory capacity and processing time required by performing an iterative MMSE technique in a mobile communication system.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 MMSE 기법 사용 시 압축된 형태의 MMSE 행렬을 사용함으로써 소요되는 메모리 용량 및 처리 시간을 단축시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for shortening the memory capacity and processing time required by using a compressed MMSE matrix when using the MMSE technique in a mobile communication system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 수신단 장치는, 수신된 파일럿(pilot) 신호들을 이용하여 추정된 초기 채널 추정 값들을 초기 CIR(Channel Impulse Response)로 변환하는 제1연산기와, 상기 초기 CIR 내에서 기준 이상의 전력을 나타내는 구간들을 그룹들로 정의하고, 상기 그룹들을 전력의 내림차순으로 정렬하는 정렬기와, MMSE(Minimum Mean Square Error) 행렬을 압축한 압축 행렬을 이용하여 상기 그룹들의 그룹 CIR들을 정렬된 순서에 따라 순차적으로 보정하는 처리기와, 상기 초기 CIR에서 보정된 그룹 CIR들로 인한 간섭 성분을 제거함으로써 최적화된 CIR을 생성하는 제거기와, 상기 최적화된 CIR을 주파수 영역의 채널 추정 값들로 변환하는 제2연산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a receiving end device in a mobile communication system converts the estimated initial channel estimates to initial channel impulse response (CIR) using received pilot signals. A first operator, an interval representing powers above a reference in the initial CIR, defined by groups, an orderer for sorting the groups in descending order of power, and a compression matrix that compresses a minimum mean square error (MMSE) matrix A processor for sequentially correcting the group CIRs of the groups in an ordered order, a canceller for generating an optimized CIR by removing interference components due to the group CIRs corrected in the initial CIR, and a frequency of the optimized CIR. And a second operator for converting the channel estimate values of the region.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 수신단의 채널 추정 방법은, 수신된 파일럿 신호들을 이용하여 추정된 초기 채널 추정 값들을 초기 CIR로 변환하는 과정과, 상기 초기 CIR 내에서 기준 이상의 전력을 나타내는 구간들을 그룹들로 정의하는 과정과, MMSE 행렬을 압축한 압축 행렬을 이용하여 상기 그룹들의 그룹 CIR들을 전력의 내림차순으로 보정하는 과정과, 상기 초기 CIR에서 보정된 그룹 CIR들로 인한 간섭 성분을 제거함으로써 최적화된 CIR을 생성하는 과정과, 상기 최적화된 CIR을 주파수 영역의 채널 추정 값들로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, a channel estimation method of a receiver in a mobile communication system, the process of converting the estimated initial channel estimates using the received pilot signals to the initial CIR, and the initial Defining sections representing powers above a reference in the CIR as groups, correcting the group CIRs of the groups in descending order of power using a compression matrix compressing an MMSE matrix, and correcting the group in the initial CIR. And removing the interference component due to the CIRs, thereby generating an optimized CIR, and converting the optimized CIR into channel estimation values in the frequency domain.

이동통신 시스템에서 채널 추정시 전력이 존재하는 위치에 대하여 MMSE(Minimum Mean Square Error) 기법 및 간섭 제거를 이용하여 최적의 CIR(Channel Impulse Response)을 추정함으로써, 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다. 더욱이, MMSE 기법 사용 시, 압축된 형태의 MMSE 행렬을 이용함으로써, 소요되는 메모리 용량 및 처리 시간을 단축시킬 수 있다.In the mobile communication system, channel estimation performance can be improved by estimating an optimal channel impulse response (CIR) using a minimum mean square error (MMSE) technique and interference cancellation for a location where power is present in channel estimation. Moreover, when using the MMSE technique, by using the compressed MMSE matrix, it is possible to reduce the memory capacity and processing time required.

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 이동통신 시스템에서 채널을 추정하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 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) 방식의 이동통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.Hereinafter, the present invention describes a technique for estimating a channel in a mobile communication system. Hereinafter, the present invention will be described using an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme as an example. The same applies to other wireless communication systems.

이하 설명의 편의를 위해 도 1과 같은 형태의 주파수 영역의 신호들을 가정한다. 상기 도 1에서, 가로축은 시간상의 변화를, 세로축은 주파수상의 변화를 의미한다. 수신단은 수신된 RF(Radio Frequency) 대역의 신호를 기저대역 디지털 신호로 변환하고, CP(Cyclic Prefix) 제거 및 FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 5회 반복 수행함으로써 상기 도 1과 같은 주파수 영역의 신호들을 복원한다.For convenience of explanation, the signals of the frequency domain of the type shown in FIG. 1 are assumed. In FIG. 1, the horizontal axis represents a change in time and the vertical axis represents a change in frequency. The receiver converts the received RF (Radio Frequency) band signal into a baseband digital signal, and repeats the cyclic prefix (CP) removal and the Fast Fourier Transform (FFT) operation five times. Restore them.

먼저, 수신단은 심벌#1(101) 및 심벌#5(105)에 포함된 6개의 파일럿 신호들(111 내지 116)을 이용하여 초기 채널 추정 값들을 추정한다. 즉, 파일럿 신호는 미리 약속된 값을 가지므로, 상기 수신단은 미리 약속된 값과 수신된 값을 비교함으로서 초기 채널 추정 값을 추정한다. 예를 들어, 파일럿 신호의 약속된 값이 1인 경우, 수신된 값이 초기 채널 추정 값이다. 이로 인해, 상기 6개의 파일럿 신호들(111 내지 116) 각각에 대응되는 6개의 초기 채널 추정 값이 얻어진다. 상기 초기 채널 추정 값은 하기 <수학식 1>과 같이 표현된다.First, the receiver estimates initial channel estimation values using six pilot signals 111 to 116 included in symbol # 1 101 and symbol # 5 105. That is, since the pilot signal has a predetermined value, the receiver estimates an initial channel estimation value by comparing the predetermined value with the received value. For example, if the promised value of the pilot signal is 1, the received value is the initial channel estimate value. As a result, six initial channel estimates corresponding to each of the six pilot signals 111 to 116 are obtained. The initial channel estimation value is expressed by Equation 1 below.

Figure 112008060192954-PAT00001
Figure 112008060192954-PAT00001

상기 <수학식 1>에서, 상기 Y는 주파수 영역의 초기 채널 추정 값 벡터, 상기 H는 채널 값 벡터, 상기 N은 잡음 벡터, 상기 F는 FFT 행렬, 상기 h는 시간 영역의 CIR(Channel Impulse Response)을 의미한다.In Equation 1, Y is an initial channel estimation value vector in a frequency domain, H is a channel value vector, N is a noise vector, F is an FFT matrix, and h is a channel impulse response in a time domain. ).

상기 <수학식 1>에 나타난 각 변수는 하기 <수학식 2>와 같이 표현된다.Each variable represented by Equation 1 is expressed as Equation 2 below.

Figure 112008060192954-PAT00002
Figure 112008060192954-PAT00002

Figure 112008060192954-PAT00003
Figure 112008060192954-PAT00003

Figure 112008060192954-PAT00004
Figure 112008060192954-PAT00004

Figure 112008060192954-PAT00005
Figure 112008060192954-PAT00005

Figure 112008060192954-PAT00006
Figure 112008060192954-PAT00006

상기 <수학식 2>에서, 상기 Y는 주파수 영역의 초기 채널 추정 값 벡터, 상기 Y(kp)는 p번째 파일럿 신호의 수신 값, 상기 X(kp)는 p번째 파일럿 신호의 송신 값, 상기 H는 채널 값 벡터, 상기 H(kp)는 p번째 파일럿 신호에 대응되는 채널 값, 상기 N은 잡음 벡터, 상기 N(kp)는 p번째 파일럿 신호에 대응되는 잡음 값, 상기 h는 CIR, 상기 hl은 상기 CIR의 l번째 값, 상기 L은 상기 CIR의 길이, 상기 F는 FFT 행렬을 의미한다.In Equation 2, Y is an initial channel estimation value vector in a frequency domain, Y (k p ) is a reception value of a p-th pilot signal, X (k p ) is a transmission value of a p-th pilot signal, H is a channel value vector, H (k p ) is a channel value corresponding to a p-th pilot signal, N is a noise vector, N (k p ) is a noise value corresponding to a p-th pilot signal, and h is CIR, where h l is the l-th value of the CIR, L is the length of the CIR, and F is an FFT matrix.

이후, 각 파일럿 신호로부터 추정된 초기 채널 추정 값들은 시간 영역의 값들, 즉, 초기 CIR로 변환되고, 시간 영역 상에서 최적화된 후, 다시 주파수 영역의 값들로 변환된다. 상기 시간 영역에서의 최적화 과정을 살펴보면 다음과 같다. 상기 수신단은 동일한 심벌 내에 포함되는 파일럿 신호들을 대상으로 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 연산을 수행함으로써, 주파수 영역의 초기 채널 추정 값들을 초기 CIR로 변환한다. 예를 들어, 상기 심벌#1(101)의 경우, 상기 수신단은 데이터 신호들의 위치에 0을 삽입하고, 3개의 파일럿 신호들(111 내지 113)의 위치에 상기 3개의 파일럿 신호들(111 내지 113)과 대응되는 3개의 초기 채널 추정 값들을 삽입함으로써 초기 채널 추정 값만을 갖는 가상의 심벌을 구성하고, 상기 가상의 심벌에 대해 IDFT 연산을 수행한다. 이로 인해, 초기 CIR이 생성된다. 상기 초기 CIR은 하기 <수학식 3>과 같이 표현된다.The initial channel estimates estimated from each pilot signal are then transformed into values in the time domain, i.e., the initial CIR, optimized on the time domain, and then converted back to values in the frequency domain. The optimization process in the time domain is as follows. The receiver performs an inverse discrete fourier transform (IDFT) operation on pilot signals included in the same symbol, thereby converting initial channel estimation values in a frequency domain into initial CIR. For example, in the case of symbol # 1 101, the receiver inserts 0 at positions of data signals, and the three pilot signals 111 to 113 at positions of three pilot signals 111 to 113. ) By constructing a virtual symbol having only the initial channel estimate value by inserting three initial channel estimate values corresponding to the < RTI ID = 0.0 > As a result, an initial CIR is generated. The initial CIR is represented by Equation 3 below.

Figure 112008060192954-PAT00007
Figure 112008060192954-PAT00007

Figure 112008060192954-PAT00008
Figure 112008060192954-PAT00008

상기 <수학식 3>에서, 상기 y는 초기 CIR, 상기 P는 평준화 계수, 상기 F는 FFT 행렬, 상기 Y는 주파수 영역의 초기 채널 추정 값 벡터, 상기 h는 CIR, 상기 N는 잡음 벡터를 의미한다.In Equation 3, y denotes an initial CIR, P denotes a leveling coefficient, F denotes an FFT matrix, Y denotes an initial channel estimate value vector in a frequency domain, h denotes a CIR, and N denotes a noise vector. do.

상기 <수학식 3>과 같이 생성된 초기 CIR은 MMSE(Minimum Mean Square Error) 기법에 따라 보다 정확하게 채널을 표현하는 값으로 보정된다. 상기 MMSE 기법에 의해 보정된 초기 CIR은 하기 <수학식 4>와 같다.The initial CIR generated as shown in Equation 3 is corrected to a value representing a channel more accurately according to a minimum mean square error (MMSE) technique. The initial CIR corrected by the MMSE technique is expressed by Equation 4 below.

Figure 112008060192954-PAT00009
Figure 112008060192954-PAT00009

상기 <수학식 4>에서, 상기

Figure 112008060192954-PAT00010
는 MMSE 기법에 의해 보정된 초기 CIR, 상기
Figure 112008060192954-PAT00011
는 MMSE 행렬, 상기 y는 초기 CIR, 상기
Figure 112008060192954-PAT00012
는 FFT 행렬의 허미션 행렬 및 상기 FFT 행렬의 곱을 평준화 계수로 나눈 행렬, 상기
Figure 112008060192954-PAT00013
는 잡음 가중치 계수, 상기
Figure 112008060192954-PAT00014
는 잡음 전력을 의미한다.In Equation 4,
Figure 112008060192954-PAT00010
Is the initial CIR corrected by the MMSE technique,
Figure 112008060192954-PAT00011
Is the MMSE matrix, y is the initial CIR, and
Figure 112008060192954-PAT00012
Is a matrix obtained by dividing the product of the hermition matrix of the FFT matrix and the FFT matrix by the leveling coefficient,
Figure 112008060192954-PAT00013
Is the noise weighting factor,
Figure 112008060192954-PAT00014
Means noise power.

하지만, 상기 수신단은 상기 <수학식 4>와 같이 초기 CIR 전체에 대해 MMSE 기법을 적용하지 않고, 기준 이상의 전력을 갖는 값들이 나타나는 구간에 대해 반복적 MMSE(iterative MMSE) 기법을 적용한다. 예를 들어, 도 2와 같은 초기 CIR이 생성되었다고 가정하자. 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 초기 CIR 내에서 기준 이상의 전력을 갖는 값들이 나타나는 구간들이 존재한다. 이에 따라, 상기 수신단은 상기 기준 이상의 전력 값을 갖는 구간들 각각을 그룹으로 정의하고, 각 그룹을 전력의 내림차순으로 정렬한다. 따라서, 상기 도 2와 같은 초기 CIR에서, 그룹1(201), 그룹2(202), 그룹3(203)이 정의되고, 각 그룹은 상기 그룹1(201), 상기 그룹2(202), 상기 그룹3(203)의 순서로 정렬된다. 여기서, 정렬된 그룹들은 하기 <수학식 5>와 같이 표현될 수 있다.However, the receiver does not apply the MMSE technique to the entire initial CIR as shown in Equation 4, but applies an iterative MMSE technique for a section in which values having a power above the reference appear. For example, assume that an initial CIR as shown in FIG. 2 is generated. As shown in FIG. 2, there are intervals in which values having power above a reference appear in the initial CIR. Accordingly, the receiving end defines each of the sections having a power value equal to or greater than the reference as a group, and sorts each group in descending order of power. Therefore, in the initial CIR as shown in FIG. 2, Group 1 201, Group 2 202, and Group 3 203 are defined, and each group is Group 1 201, Group 2 202, It is arranged in the order of group 3 (203). Here, the sorted groups may be expressed as in Equation 5 below.

Figure 112008060192954-PAT00015
Figure 112008060192954-PAT00015

상기 <수학식 5>에서, 상기

Figure 112008060192954-PAT00016
는 그룹 집합, 상기
Figure 112008060192954-PAT00017
는 g번째 그룹, 상기
Figure 112008060192954-PAT00018
는 그룹의 개수를 의미한다. In Equation 5,
Figure 112008060192954-PAT00016
Is a group set, said
Figure 112008060192954-PAT00017
Is the g group,
Figure 112008060192954-PAT00018
Means the number of groups.

상기 수신단은 정렬된 순서에 따라 하나의 그룹에 대해 상기 <수학식 4>와 같이 MMSE 기법을 적용하고, 얻어진 값들을 이용하여 초기 CIR에 포함된 오류 성분을 제거한다. 그리고, 상기 수신단은 다음 순서의 그룹에 대해 동일한 과정을 반복한다. 이때, 각 그룹에 대한 MMSE 기법 적용 시, 각 그룹의 MMSE 행렬이 사용되며, 상기 각 그룹의 MMSE 행렬은 E 행렬의 원소들 중 해당 그룹에 대응되는 원소들만으로 구성된 E 행렬의 부분 행렬로부터 산출된다. 상기 각 그룹의 MMSE 행렬은 하기 <수학식 6>과 같이 산출된다.The receiving end applies the MMSE technique to one group according to the sorted order as shown in Equation 4, and removes the error component included in the initial CIR using the obtained values. The receiving end repeats the same process for the next group of sequences. In this case, when the MMSE technique is applied to each group, the MMSE matrix of each group is used, and the MMSE matrix of each group is calculated from a partial matrix of the E matrix including only elements corresponding to the corresponding group among the elements of the E matrix. The MMSE matrix of each group is calculated as in Equation 6 below.

Figure 112008060192954-PAT00019
Figure 112008060192954-PAT00019

상기 <수학식 6>에서, 상기

Figure 112008060192954-PAT00020
는 g번째 그룹의 MMSE 행렬, 상기
Figure 112008060192954-PAT00021
는 g번째 그룹에 대응되는 E 행렬의 부분 행렬, 상기
Figure 112008060192954-PAT00022
는 잡음 가중치 계수, 상기
Figure 112008060192954-PAT00023
는 잡음 전력, 상기
Figure 112008060192954-PAT00024
는 그룹의 개수를 의미한다.In Equation 6,
Figure 112008060192954-PAT00020
Is the MMSE matrix of group g,
Figure 112008060192954-PAT00021
Is the partial matrix of the matrix E corresponding to the g th group,
Figure 112008060192954-PAT00022
Is the noise weighting factor,
Figure 112008060192954-PAT00023
Is noise power, said
Figure 112008060192954-PAT00024
Means the number of groups.

그리고, 반복적 MMSE 기법은 하기 <수학식 7>과 같이 표현된다.And, the iterative MMSE technique is expressed as Equation 7 below.

Figure 112008060192954-PAT00025
Figure 112008060192954-PAT00025

상기 <수학식 7>에서, 상기

Figure 112008060192954-PAT00026
는 MMSE 기법에 의해 보정된 초기 CIR, 상기 y는 초기 CIR, 상기
Figure 112008060192954-PAT00027
는 그룹의 개수, 상기
Figure 112008060192954-PAT00028
는
Figure 112008060192954-PAT00029
의 전체 원소들 중 g번째 그룹에 대응되는 원소들, 상기
Figure 112008060192954-PAT00030
는 g번째 그룹의 MMSE 행렬, 상기
Figure 112008060192954-PAT00031
는 초기 CIR 중 g번째 그룹에 대응되는 원소들, 상기
Figure 112008060192954-PAT00032
는 FFT 행렬의 허미션 행렬 및 상기 FFT 행렬의 곱을 평준화 계수로 나눈 행렬을 의미한다.In Equation 7,
Figure 112008060192954-PAT00026
Is the initial CIR corrected by the MMSE technique, y is the initial CIR,
Figure 112008060192954-PAT00027
Is the number of groups, said
Figure 112008060192954-PAT00028
Is
Figure 112008060192954-PAT00029
Elements corresponding to the g th group of all elements of
Figure 112008060192954-PAT00030
Is the MMSE matrix of group g,
Figure 112008060192954-PAT00031
Are the elements corresponding to the g-th group of the initial CIR,
Figure 112008060192954-PAT00032
Denotes a matrix obtained by dividing the product of the hermition matrix of the FFT matrix and the FFT matrix by the leveling coefficient.

상기 <수학식 7>와 같이 반복적 MMSE 기법에 따라 최적화된 CIR를 산출한 후, 상기 수신단은 DFT(Discrete Fourier Transform) 연산을 통해 상기 최적화된 CIR을 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터로 변환한다. 이에 따라, 상기 파일럿 신호를 포함한 심벌들 각각의 부반송파별 채널 추정 값 벡터들이 얻어진다. 이후, 상기 수신단은 선형 보간법(linear interpolation)에 따라 상기 파일럿 신호를 포함하는 심벌들에 대한 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터들로부터 상기 파일럿 신호를 포함하지 않는 심벌들에 대한 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터들을 산출한다.After calculating the optimized CIR according to the iterative MMSE technique as shown in Equation (7), the receiver converts the optimized CIR into a channel estimation value vector in the frequency domain through a Discrete Fourier Transform (DFT) operation. Accordingly, channel estimation value vectors for each subcarrier of the symbols including the pilot signal are obtained. Subsequently, the receiving end obtains the frequency estimation channel vector of the frequency domain for the symbols that do not include the pilot signal from the channel estimation value vectors of the frequency domain for the symbols including the pilot signal according to linear interpolation. Calculate them.

상술한 반복적 MMSE 기법에 따른 초기 CIR 보정을 위해, 각 그룹의 MMSE 행 렬들이 사용된다. 이때, 상기 E 행렬의 토플리츠(toeplitz) 특성으로 인해, 그룹들의 경로(path) 수가 동일하다면, 상기 각 그룹에 대응되는 MMSE 행렬들은 동일하다. 따라서, 수신단은 상기 각 그룹에 대응되는 MMSE 행렬들을 매번 산출하지 않고, 미리 산출된 MMSE 행렬들 중 하나를 사용할 수 있다. 상기 MMSE 행렬을 산출하는데 있어서 영향을 주는 변수는, 파일럿 신호 패턴 및 잡음 전력 크기이다. 따라서, 상기 파일럿 신호 패턴 및 상기 잡음 전력 크기의 조합들 각각에 대해 미리 산출된 MMSE 행렬들이 미리 산출되고, 상기 수신단에 저장된다. 이에 따라, 채널 추정 시, 상기 수신단은 MMSE 행렬을 산출하지 않고, 저장된 MMSE 행렬들 중 현재의 파일럿 신호 패턴 및 현재의 잡음 전력 크기에 대응되는 MMSE 행렬을 읽어들인다. 이때, 상기 MMSE 행렬은 상기 MMSE 행렬의 특성을 이용하여 압축된 형태로 저장된다. For initial CIR correction according to the repetitive MMSE technique described above, each group of MMSE matrices is used. In this case, due to the toeplitz characteristic of the E matrix, if the number of paths of the groups is the same, the MMSE matrices corresponding to each group are the same. Accordingly, the receiving end may use one of the pre-calculated MMSE matrices without calculating the MMSE matrices corresponding to each group each time. Variables influencing the MMSE matrix are pilot signal pattern and noise power magnitude. Thus, the pre-calculated MMSE matrices for each of the combinations of the pilot signal pattern and the noise power magnitude are precalculated and stored at the receiving end. Accordingly, during channel estimation, the receiver does not calculate an MMSE matrix, but reads an MMSE matrix corresponding to a current pilot signal pattern and a current noise power level among stored MMSE matrices. In this case, the MMSE matrix is stored in a compressed form using the characteristics of the MMSE matrix.

상기 MMSE 행렬은 다음과 같은 특성을 갖는다. 첫째, 대각(diagonal) 원소들은 실수(real) 성분만을 갖는다. 둘째, i행 j열의 원소와 j행 i열의 원소는 서로 켤례(conjugate) 관계에 있다. 즉, 대각 원소들을 제외한 나머지 원소들은 상삼각(upper triangular) 원소 집합 또는 하삼각(lower triangular) 원소 집합 중 하나의 집합으로부터 유추될 수 있다. 그리고, 생기 대각 원소들 중 절반을 실수 성분으로, 나머지 절반을 허수 성분으로 표현함으로써, 상기 대각 원소들은 상기 대각 원소들의 개수의 절반만큼 개수의 복소수들로 표현될 수 있다. 결과적으로, 상기 MMSE 행렬의 모든 원소들은 상기 MMSE 행렬의 원소 개수의 절반만큼 개수의 복소수들로 표현될 수 있다.The MMSE matrix has the following characteristics. First, diagonal elements have only real components. Second, the elements in row i, column j, and column j in row j are conjugate. That is, the elements other than the diagonal elements may be inferred from one of the upper triangular element set or the lower triangular element set. And, by expressing half of the raw diagonal elements as real components and the other half as imaginary components, the diagonal elements may be represented by as many complex numbers as half the number of diagonal elements. As a result, all elements of the MMSE matrix may be represented by as many complex numbers as half the number of elements of the MMSE matrix.

예를 들어, MMSE 행렬이 도 3의 (a)와 같은 경우, 상기 MMSE 행렬은 상기 도 3의 (b)와 같이 저장될 수 있다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이, MMSE 행렬의 대각 원소들이 실수 성분만으로 구성된다는 특성을 이용하여, 2개의 대각 원소들이 1개의 복소수로 압축된다. 즉, W00(311)은 압축 행렬의 0행 0열 원소의 실수 성분으로서, W11(311)은 압축 행렬의 0행 0열 원소의 허수(imaginary) 성분으로서 저장된다. 또한, W22(322) 및 W33(333)는 압축 행렬의 1행 1열 원소의 실수 성분 및 허수 성분으로서 저장된다. 그리고, 서로 대칭되는 원소들 간 켤레 관계라는 특성을 이용하여, 서로 대칭되는 2개의 원소들 중 1개의 원소만이 저장된다. 즉, W10_I+W10_Q(310) 및 W01_I+W01_Q(301)은 서로 켤레 관계이므로, 상기 W10_I+W10_Q(310)은 저장되지 않고, 상기 W01_I+W01_Q(301)만 저장된다.For example, when the MMSE matrix is the same as (a) of FIG. 3, the MMSE matrix may be stored as shown in (b) of FIG. 3. As shown in FIG. 3, two diagonal elements are compressed into one complex number by using the property that the diagonal elements of the MMSE matrix are composed only of real components. That is, W00 311 is stored as a real component of the 0 row 0 column element of the compression matrix, and W11 311 is stored as an imaginary component of the 0 row 0 column element of the compression matrix. In addition, W22 322 and W33 333 are stored as the real and imaginary components of the one-row, one-column element of the compression matrix. Then, only one element of two elements that are symmetrical to each other is stored using a property of a conjugate relationship between elements that are symmetrical to each other. That is, since W10_I + W10_Q 310 and W01_I + W01_Q 301 are conjugated to each other, the W10_I + W10_Q 310 is not stored, and only the W01_I + W01_Q 301 is stored.

도 4를 참고하여, 상기 도 3의 (b)와 같은 형태로 압축된 MMSE 행렬을 이용하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 상기 도 4에서, Mij는 MMSE 행렬의 i행 j열의 원소를 의미한다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 압축된 형태의 MMSE 행렬을 '압축 행렬', MMSE 행렬과 곱해지는 해당 그룹에 대응되는 전체 CIR의 일부를 '그룹 CIR'이라 칭한다. 먼저, 상기 수신단은 MMSE 행렬과 곱해질 그룹 CIR(401)을 프리로딩(pre-loading)하고, 하나의 사이클(cycle) 동안 상기 MMSE 행렬의 하나의 행의 곱을 수행한다. 즉, 상기 수신단은 상기 MMSE 행렬을 저장하고 있는 메모리(memory)를 2×1 크기의 4개의 인스턴스(instance)들로 구분하고, 하나의 사이클 동안 4개의 인스턴스들로부터 값들을 읽어들인다. 다시 말해, 상기 수신단은 첫 번째 사이클에서 압축 행렬의 첫 번째 행(411)의 원소들을 읽어들인다. 이로 인해, 상기 첫 번째 행(411)으로부터 M00, M01, M02, M03 및 M11이 직접적으로 획득되며, M10, M20 및 M30이 간접적으로 획득된다.Referring to FIG. 4, the process of using the compressed MMSE matrix in the form as shown in FIG. 3B is as follows. In FIG. 4, M ij denotes an element of row i and column j of the MMSE matrix. In the following description, for convenience of description, the present invention refers to a part of the entire CIR corresponding to the corresponding group to multiply the compressed MMSE matrix by the 'compression matrix' and the MMSE matrix as a 'group CIR'. First, the receiver pre-loads the group CIR 401 to be multiplied with the MMSE matrix, and multiplies one row of the MMSE matrix for one cycle. That is, the receiving end divides the memory storing the MMSE matrix into four instances of size 2 × 1, and reads values from the four instances during one cycle. In other words, the receiving end reads the elements of the first row 411 of the compression matrix in the first cycle. Due to this, M 00 , M 01 , M 02 , M 03 and M 11 is obtained directly and M 10 , M 20 and M 30 are obtained indirectly.

상기 수신단은 상기 압축 행렬의 첫 번째 행(411)을 이용하여 상기 MMSE 행렬의 첫 번째 행(421)을 구성한 후, 상기 MMSE 행렬의 첫 번째 행(421) 및 상기 그룹 CIR(401)의 곱셈을 수행한다. 그리고, 상기 압축 행렬의 첫 번째 행(411)의 첫 번째 원소의 허수 성분 M11을 임시 저장(buffering)하고, 두 번째 원소 M01, 세 번째 원소 M02, 네 번째 원소 M03의 켤레 복소수들을 임시 저장한다. The receiving end configures the first row 421 of the MMSE matrix using the first row 411 of the compression matrix, and then multiplies the first row 421 of the MMSE matrix and the group CIR 401. To perform. Then, the imaginary component M 11 of the first element of the first row 411 of the compression matrix is buffered, and the complex conjugates of the second element M 01 , the third element M 02 , and the fourth element M 03 are stored. Temporarily save.

이어, 상기 수신단은 상기 압축 행렬의 두 번째 행(412)을 읽어들인다. 그리고, 상기 수신단은 상기 압축 행렬의 두 번째 행(412) 중 세 번째 원소 M12, 네 번째 원소 M13, 임시 저장된 M01의 켤레 복소수 및 임시 저장된 M11을 이용하여 상기 MMSE 행렬의 두 번째 행(422)을 구성한 후, 상기 MMSE 행렬의 두 번째 행(422) 및 상기 그룹 CIR(401)의 곱셈을 수행한다. 그리고, 상기 수신단은 상기 압축 행렬의 첫 번째 행(212)의 첫 번째 원소 M23, 두 번째 원소의 실수 성분 M22, 두 번째 원소의 허수 성분 M33을 임시 저장하고, 첫 번째 원소 M23, 세 번째 원소 M12, 네 번째 원소 M13의 켤레 복소수들을 임시 저장한다.The receiving end then reads the second row 412 of the compression matrix. The receiving end uses the third element M 12 of the second row 412 of the compression matrix, the fourth element M 13 , the conjugate complex number of the temporarily stored M 01 , and the second row of the MMSE matrix using the temporarily stored M 11 . After configuring 422, multiplication of the second row 422 of the MMSE matrix and the group CIR 401 is performed. And, the receiving end the first element of the first row 212 of the compressed matrix M 23, the second real component element M 22, the second imaginary component of an element temporarily stores the M 33 and the first element M 23, Temporarily store the complex conjugates of the third element M 12 and the fourth element M 13 .

이후, 상기 수신단은 임시 저장된 M02의 켤레 복소수, M12의 켤레 복소수, M22, M23을 이용하여 MMSE 행렬의 세 번째 행(423)을 구성한 후, 상기 MMSE 행렬의 세 번째 행(423) 및 상기 그룹 CIR(401)의 곱셈을 수행한다. 그리고, 상기 수신단은 임시 저장된 M03의 켤레 복소수, M13의 켤레 복소수, M23, M33을 이용하여 MMSE 행렬의 네 번째 행(424)을 구성한 후, 상기 MMSE 행렬의 네 번째 행(424) 및 상기 그룹 CIR(401)의 곱셈을 수행한다. Thereafter, the receiving end configures the third row 423 of the MMSE matrix by using the temporarily stored complex conjugates of M 02, the conjugate complexes of M 12 , and M 22 , M 23 , and then the third row 423 of the MMSE matrix. And multiply the group CIR 401. Then, the receiving end configures the fourth row 424 of the MMSE matrix by using the temporarily stored complex conjugate of M 03, the conjugate complex of M 13 , and M 23 , M 33, and then the fourth row 424 of the MMSE matrix. And multiply the group CIR 401.

상기 도 4를 참고하여 설명한 바와 같이, 4×2 크기의 메모리에 저장된 압축 행렬을 이용하여 4×4 크기의 MMSE 행렬 및 그룹 CIR(401) 간 곱셈이 수행된다. 이때, 상술한 곱셈의 과정을 사이클 진행(430)에 따라 살펴보면 다음과 같다. 상기 도 4에 도시된 사이클 진행(430)을 참고하면, 사이클0 동안, 상기 사이클0에서 읽혀진 4개의 값들이 직접 상기 그룹 CIR(401)와의 곱셈에 사용된다. 사이클1 동안, M10 및 M11은 상기 사이클0에서 읽혀진 값들로부터 얻어지고, M12 및 M13은 메모리에서 읽혀진 후, 상기 그룹 CIR(401)와의 곱셈에 사용된다. 사이클2 및 사이클3 동안, 상기 사이클0 및 상기 사이클1에서 읽혀진 값들이 상기 그룹 CIR(401)와의 곱셈에 사용된다.As described with reference to FIG. 4, multiplication is performed between the 4 × 4 MMSE matrix and the group CIR 401 using a compression matrix stored in a 4 × 2 memory. In this case, the above-described multiplication process will be described according to the cycle progression 430. Referring to the cycle progression 430 shown in FIG. 4, during cycle 0, the four values read in cycle 0 are used directly for multiplication with the group CIR 401. During cycle 1, M 10 and M 11 are obtained from the values read in cycle 0 and M 12 and M 13 are read from memory and then used for multiplication with the group CIR 401. During cycle 2 and cycle 3, the values read in cycle 0 and cycle 1 are used for multiplication with the group CIR 401.

상기 도 4를 참고하여 설명한 MMSE 행렬 및 그룹 CIR의 곱셈 과정에서, 압축 행렬로부터 얻어지는 MMSE 행렬의 열 개수와 상기 그룹 CIR의 원소 개수는 동일하다. 하지만, 상기 압축 행렬로부터 얻어지는 MMSE 행렬은 전체 시간 영역 값들에 대응되는 MMSE 행렬이므로, 일반적으로 상기 그룹 CIR의 원소 개수보다 많은 개수 의 열들을 포함한다. 따라서, MMSE 행렬의 각 행 및 상기 그룹 CIR 간 벡터 곱셈 시, 상기 수신단은 상기 MMSE 행렬에서 상기 그룹 CIR의 크기에 대응되는 크기의 부분 MMSE 행렬을 추출하고, 상기 부분 MMSE 행렬을 이용한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 그룹 CIR의 원소 개수만큼의 횟수의 벡터 곱셈을 수행하며, 동시에, 상기 MMSE 행렬의 각 행에서 상기 그룹 CIR의 원소 개수만큼의 원소들만을 사용한다. In the multiplication process of the MMSE matrix and the group CIR described with reference to FIG. 4, the number of columns of the MMSE matrix obtained from the compression matrix and the number of elements of the group CIR are the same. However, since the MMSE matrix obtained from the compression matrix is an MMSE matrix corresponding to all time domain values, the MMSE matrix generally includes more columns than the number of elements of the group CIR. Accordingly, when multiplying a vector between each row of the MMSE matrix and the group CIR, the receiver extracts a partial MMSE matrix having a size corresponding to the size of the group CIR from the MMSE matrix and uses the partial MMSE matrix. In other words, the receiving end performs the vector multiplication by the number of elements of the group CIR, and at the same time, uses only the number of elements of the group CIR in each row of the MMSE matrix.

이하 본 발명은 상술한 방식에 따라 채널을 추정하는 수신단의 블록 구성 및 동작 절차에 대해 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a block configuration and an operation procedure of a receiver for estimating a channel according to the above-described scheme will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다.5 is a block diagram of a receiver in a mobile communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 5를 참고하면, 상기 수신단은 RF(Radio Frequency)수신기(502), OFDM복조기(504), 부반송파디매핑기(506), 초기추정기(508), IDFT연산기(510), 그룹정렬기(512), MMSE처리기(514), 압축행렬관리기(516), 간섭제거기(518), DFT연산기(520), 보간법연산기(522)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the receiver includes an RF receiver 502, an OFDM demodulator 504, a subcarrier mapper 506, an initial estimator 508, an IDFT operator 510, and a group sorter ( 512, the MMSE processor 514, the compression matrix manager 516, the interference canceller 518, the DFT operator 520, and the interpolation operator 522.

상기 RF수신기(502)는 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 상기 OFDM복조기(504)는 상기 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, CP(Cyclic Prefix)를 제거한 후, IFFT 연산을 통해 주파수 영역의 신호들을 복원한다. 상기 부반송파매핑기(506)는 상기 주파수 영역의 신호들을 처리 단 위에 따라 분류한다. 특히, 상기 부반송파매핑기(506)는 파일럿 신호의 위치를 통해 수신된 신호들, 즉, 수신된 파일럿 신호들을 상기 초기추정기(508)로 제공한다.The RF receiver 502 converts an RF band signal received through an antenna into a baseband signal. The OFDM demodulator 504 divides the baseband signal into OFDM symbol units, removes a cyclic prefix (CP), and restores signals in a frequency domain through an IFFT operation. The subcarrier mapper 506 classifies the signals in the frequency domain according to processing units. In particular, the subcarrier mapper 506 provides the initial estimator 508 with the received signals, i.e., the received pilot signals, through the position of the pilot signal.

상기 초기추정기(508)는 상기 수신된 파일럿 신호를 이용하여 초기 채널 추정 값들을 추정한다. 즉, 상기 초기추정기(508)는 미리 약속된 파일럿 신호의 값과 수신된 파일럿 신호의 값을 비교함으로써 주파수 영역의 초기 채널 추정 값들을 추정한다.The initial estimator 508 estimates initial channel estimates using the received pilot signal. In other words, the initial estimator 508 estimates initial channel estimates in the frequency domain by comparing the value of the pilot signal received in advance with the value of the received pilot signal.

상기 IDFT연산기(510)는 상기 주파수 영역의 초기 채널 추정 값들을 OFDM 심벌별 초기 CIR로 변환한다. 즉, 상기 IDFT연산기(510)는 동일한 OFDM 심벌 내에 포함되는 파일럿 신호들을 대상으로 IDFT 연산을 수행함으로써, 상기 주파수 영역의 초기 채널 추정 값들을 초기 CIR로 변환한다. 이때, 상기 IDFT연산기(510)는 파일럿 신호 외의 신호들의 위치들에 0을 대입한 후, IDFT 연산을 수행한다.The IDFT operator 510 converts the initial channel estimation values of the frequency domain into initial CIR per OFDM symbol. That is, the IDFT operator 510 converts initial channel estimation values of the frequency domain into initial CIR by performing an IDFT operation on pilot signals included in the same OFDM symbol. In this case, the IDFT operator 510 substitutes 0 into positions of signals other than the pilot signal and then performs an IDFT operation.

상기 그룹정렬기(512)는 상기 초기 CIR의 전력 분포에 따라 그룹들을 정의하고, 상기 그룹들을 전력의 내림차순으로 정렬한다. 다시 말해, 상기 그룹정렬기(512)는 상기 초기 CIR 내에서 기준 이상의 전력 값을 갖는 구간들 각각을 그룹으로 정의하고, 각 그룹을 전력의 내림차순으로 정렬한다. 그리고, 상기 그룹정렬기(512)는 가장 큰 전력을 갖는 그룹의 그룹 CIR를 상기 MMSE처리기(514)로 제공한 후, 상기 간섭제거기(518)로부터 간섭 제거된 CIR이 제공될 때마다, 다음 순서의 그룹 CIR를 상기 MMSE처리기(514)로 제공한다. 이때, 상기 그룹 CIR은 초기 CIR에서 간섭이 제거됨에 따라 변화할 수 있다.The group sorter 512 defines groups according to the power distribution of the initial CIR, and sorts the groups in descending order of power. In other words, the group sorter 512 defines each of the sections having a power value higher than or equal to the reference in the initial CIR as a group, and sorts each group in descending order of power. Then, the group aligner 512 provides the group CIR of the group with the largest power to the MMSE processor 514, and then, whenever the interference canceled CIR is provided from the interference canceller 518, the next order. Provides a group CIR of MMSE to the MMSE processor 514. In this case, the group CIR may change as interference is removed from the initial CIR.

상기 MMSE처리기(514)는 상기 그룹정렬기(512)로부터 제공되는 그룹 CIR를 MMSE 기법에 따라 보정한다. 즉, 상기 MMSE처리기(514)는 상기 그룹 CIR와 해당 그룹의 MMSE 행렬과의 곱셈을 수행하며, 상기 MMSE 행렬은 미리 저장된 압축된 형태의 MMSE 행렬, 즉, 압축 행렬로부터 얻어진다. 이때, 상기 MMSE처리기(514)는 상기 압축행렬관리기(516)로부터 상기 압축 행렬을 제공받는다. 이를 위해, 상기 MMSE처리기(514)는 현재의 파일럿 신호 패턴 및 잡음 전력 크기를 상기 압축행렬관리기(516)로 알린다.The MMSE processor 514 corrects the group CIR provided from the group sorter 512 according to the MMSE technique. That is, the MMSE processor 514 performs a multiplication of the group CIR and the MMSE matrix of the group, and the MMSE matrix is obtained from a prestored compressed MMSE matrix, that is, a compression matrix. In this case, the MMSE processor 514 receives the compression matrix from the compression matrix manager 516. To this end, the MMSE processor 514 informs the compressed matrix manager 516 of the current pilot signal pattern and noise power magnitude.

그리고, 상기 MMSE처리기(514)는 다음과 같은 동작을 통해 상기 압축행렬관리기(516)로부터 제공되는 압축 행렬을 이용하여 MMSE 기법에 따라 상기 그룹정렬기(512)로부터 제공되는 그룹 CIR을 보정한다. 먼저, 상기 MMSE처리기(514)는 곱셈을 위해 사용될 메모리에 기록한다. 이후, 상기 MMSE처리기(514)는 하나의 사이클 동안 상기 압축 행렬의 1번째 행의 모든 원소들을 로딩하고, 상기 MMSE 행렬의 1번째 행을 구성한다. 그리고, 상기 MMSE처리기(514)는 상기 압축 행렬의 1번째 행에 포함된 원소들로부터 유추될 수 있는 모든 MMSE 행렬의 원소들 중 상기 1번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 임시 저장한다. 여기서, 상기 사용되지 않은 값들은 MMSE 행렬의 대각 원소를 위한 압축 행렬의 원소의 실수 성분, MMSE 행렬의 대각 원소를 위한 압축 행렬의 원소의 허수 성분, MMSE 행렬의 대각 원소 외의 원소를 위한 압축 행렬의 원소들, MMSE 행렬의 대각 원소 외의 원소를 위한 압축 행렬의 원소들의 켤레 복소수들 중 상기 1번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 모두 포함하는 의미이다.The MMSE processor 514 corrects the group CIR provided from the group sorter 512 using the compression matrix provided from the compression matrix manager 516 according to the MMSE technique through the following operation. First, the MMSE processor 514 writes to a memory to be used for multiplication. Thereafter, the MMSE processor 514 loads all the elements of the first row of the compression matrix for one cycle and constitutes the first row of the MMSE matrix. The MMSE processor 514 temporarily stores values not used to form the first row among the elements of all the MMSE matrices that can be inferred from the elements included in the first row of the compression matrix. Where the unused values are the real components of the elements of the compression matrix for the diagonal elements of the MMSE matrix, the imaginary components of the elements of the compression matrix for the diagonal elements of the MMSE matrix, the elements of the compression matrix for elements other than the diagonal elements of the MMSE matrix. It is meant to include all unused values of the conjugate complex numbers of the elements of the elements of the compression matrix for elements other than the diagonal elements of the MMSE matrix.

이어, 상기 MMSE처리기(514)는 MMSE 행렬의 1번째 행의 일부 원소들 및 그룹 CIR의 곱셈을 수행한다. 즉, 구성된 MMSE 행렬의 1번째 행은 전체 MMSE 행렬의 1번째 행이므로, 상기 MMSE처리기(514)는 상기 전체 MMSE 행렬의 1번째 행에서 상기 그룹 CIR에 대응되는 개수의 원소들만을 이용하여 곱셈을 수행한다. Subsequently, the MMSE processor 514 performs multiplication of the group CIR and some elements of the first row of the MMSE matrix. That is, since the first row of the constructed MMSE matrix is the first row of the entire MMSE matrix, the MMSE processor 514 performs multiplication using only the number of elements corresponding to the group CIR in the first row of the entire MMSE matrix. To perform.

이후, 상기 MMSE처리기(514)는 상술한 과정과 유사하게 MMSE 행렬의 행을 구성하고, 구성된 행의 일부 원소들 및 상기 그룹 CIR의 곱셈을 수행하는 동작을 상기 그룹 CIR의 샘플 개수만큼 반복함으로써, 상기 그룹 CIR을 보정한다. 이때, 상기 상기 MMSE 행렬의 행을 구성하는 동작은 몇 번째 행을 구성하느냐에 따라 달라진다. 만일, MMSE 행렬의 n번째 행 구성 시, 상기 n이 1보다 크고 상기 압축 행렬의 행 개수보다 작거나 같은 경우, 상기 MMSE처리기(514)는 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들을 로딩하고, 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들 및 임시 저장된 원소들을 이용하여 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성한다. 그리고, 상기 MMSE처리기(514)는 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 임시 저장한다. 반면, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행 구성 시, 상기 n이 상기 압축 행렬의 행 개수보다 큰 경우, 상기 MMSE처리기(514)는 임시 저장된 원소들만을 이용하여 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성한다.Thereafter, the MMSE processor 514 constructs a row of the MMSE matrix similarly to the above-described process, and repeats the multiplication of some elements of the configured row and the group CIR by the number of samples of the group CIR, Correct the group CIR. In this case, the operation of configuring the rows of the MMSE matrix depends on the number of rows. When the nth row of the MMSE matrix is constructed, if n is greater than 1 and less than or equal to the number of rows of the compression matrix, the MMSE processor 514 loads the elements included in the nth row of the compression matrix. The nth row of the MMSE matrix is configured by using the elements included in the nth row of the compression matrix and the temporarily stored elements. The MMSE processor 514 temporarily stores values not used to form the nth row of the MMSE matrix. On the other hand, in the nth row configuration of the MMSE matrix, when n is larger than the number of rows of the compression matrix, the MMSE processor 514 configures the nth row of the MMSE matrix using only temporarily stored elements.

상기 압축행렬관리기(516)는 파일럿 신호 패턴 및 잡음 전력 크기의 조합들 각각에 대응되는 압축된 MMSE 행렬들을 저장하고 있는 메모리를 포함하며, 상기 MMSE처리기(514)의 요청에 의해 압축된 MMSE 행렬들 중 하나를 상기 MMSE처리기(514)로 제공한다. 즉, 상기 MMSE처리기(514)로부터 현재의 파일럿 신호 패턴 및 잡음 전력 크기가 통지되면, 상기 압축행렬관리기(516)는 현재의 파일럿 신호 패턴 및 잡음 전력 크기에 대응되는 압축된 MMSE 행렬을 상기 MMSE처리기(514)로 제공한다.The compressed matrix manager 516 includes a memory storing compressed MMSE matrices corresponding to each of the combinations of the pilot signal pattern and the noise power magnitude, and the MMSE matrices compressed at the request of the MMSE processor 514. One of which is provided to the MMSE processor 514. That is, when the current pilot signal pattern and the noise power magnitude are notified from the MMSE processor 514, the compression matrix manager 516 converts the compressed MMSE matrix corresponding to the current pilot signal pattern and the noise power magnitude into the MMSE processor. Provided at 514.

상기 간섭제거기(518)는 상기 CIR에서 상기 MMSE처리기(514)에 의해 보정된 그룹 CIR로 인한 간섭 성분을 제거한다. 상세히 말하면, 최초 상기 MMSE처리기(514)로부터 보정된 그룹 CIR가 제공되면, 상기 간섭제거기(518)는 MMSE 기법에 의해 보정된 그룹 CIR 및 E 행렬을 곱한 후, 상기 IDFT연산기(510)로부터 제공된 초기 CIR에서 상기 보정된 그룹 CIR 및 상기 E 행렬을 곱을 감산함으로써 간섭 성분을 제거한다. 그리고, 상기 간섭제거기(518)는 간섭 제거된 CIR을 상기 그룹정렬기(512)로 제공한다. 이후, 상기 MMSE처리기(514)로부터 다시 보정된 채널 추정 값 벡터가 제공되면, 상기 간섭제거기(518)는 상술한 동작과 유사하게 간섭 제거된 시간 영역 값들에서 추가적으로 간섭을 제거하고, 간섭 제거된 CIR을 상기 그룹정렬기(512)로 제공한다. 그리고, 모든 그룹들에 대해 상술한 동작을 수행한 후, 상기 간섭제거기(518)는 간섭 제거된 CIR을 상기 DFT연산기(520)로 제공한다.The interference canceller 518 removes the interference component due to the group CIR corrected by the MMSE processor 514 in the CIR. Specifically, when the first corrected group CIR is provided from the MMSE processor 514, the interference canceller 518 multiplies the group CIR and E matrix corrected by the MMSE technique, and then the initial provided from the IDFT operator 510. The interference component is eliminated by subtracting the product of the corrected group CIR and the E matrix from CIR. The interference canceller 518 provides the interference canceled CIR to the group aligner 512. Then, if the corrected channel estimate value vector is provided from the MMSE processor 514, the interference canceller 518 further removes the interference from the interference canceled time domain values, similar to the above-described operation, and removes the interference canceled CIR. Is provided to the group sorter 512. After performing the above-described operation on all groups, the interference canceller 518 provides the interference canceled CIR to the DFT operator 520.

상기 DFT연산기(520)는 상기 간섭제거기(518)로부터 제공되는 간섭 제거된 CIR을 주파수 영역의 값들로 변환한다. 즉, 상기 DFT연산기(520)는 상기 간섭 제거된 CIR을 대상으로 DFT 연산을 수행함으로써, 파일럿 신호를 포함하는 OFDM 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터를 생성한다.The DFT operator 520 converts the interference canceled CIR provided from the interference canceller 518 into values in the frequency domain. That is, the DFT operator 520 generates a channel estimation value vector of a frequency domain of an OFDM symbol including a pilot signal by performing a DFT operation on the interference canceled CIR.

상기 보간법연산기(522)는 상기 DFT연산기(520)로부터 제공되는 파일럿 신호를 포함하는 OFDM 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터들을 이용하여 파일럿 신호를 포함하지 않는 OFDM 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터를 결정한다. 다시 말해, 상기 보간법연산기(522)는 선형 보간법에 따라 2개의 ODFM 심벌들 각각의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터들로부터 상기 2개의 OFDM 심벌들 사이에 존재하는 파일럿 신호를 포함하지 않는 OFDM 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터를 산출한다.The interpolation operator 522 uses the channel estimation value vectors of the frequency domain of the OFDM symbol including the pilot signal provided from the DFT operator 520 to estimate the channel vector of the frequency domain of the OFDM symbol without the pilot signal. Determine. In other words, the interpolation operator 522 is a frequency of the OFDM symbol that does not include a pilot signal existing between the two OFDM symbols from the channel estimation value vectors of the frequency domain of each of the two ODFM symbols according to linear interpolation. Compute the channel estimate value vector of the region.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 수신단의 채널 추정 절차를 도시하고 있다.6 illustrates a channel estimation procedure of a receiver in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 6을 참고하면, 상기 수신단은 601단계에서 수신된 파일럿 신호를 이용하여 초기 채널 추정 값들을 추정한다. 즉, 상기 수신단은 미리 약속된 파일럿 신호의 값과 수신된 파일럿 신호의 값을 비교함으로써 주파수 영역의 초기 채널 추정 값들을 추정한다.Referring to FIG. 6, the receiver estimates initial channel estimates using the pilot signal received in step 601. That is, the receiver estimates initial channel estimates in the frequency domain by comparing the value of the pilot signal and the value of the received pilot signal.

상기 초기 채널 추정 값들을 추정한 후, 상기 수신단은 603단계로 진행하여 상기 주파수 영역의 초기 채널 추정 값들을 OFDM 심벌별 초기 CIR로 변환한다. 즉, 상기 수신단은 동일한 OFDM 심벌 내에 포함되는 파일럿 신호들을 대상으로 IDFT 연산을 수행함으로써, 상기 주파수 영역의 초기 채널 추정 값들을 초기 CIR로 변환한다. 이때, 상기 수신단은 파일럿 신호 외의 신호들의 위치들에 0을 대입한 후, IDFT 연산을 수행한다.After estimating the initial channel estimates, the receiver proceeds to step 603 and converts initial channel estimates in the frequency domain to initial CIR per OFDM symbol. That is, the receiving end converts the initial channel estimation values of the frequency domain into initial CIR by performing an IDFT operation on pilot signals included in the same OFDM symbol. In this case, the receiving end inserts 0 into positions of signals other than the pilot signal, and then performs an IDFT operation.

이어, 상기 수신단은 605단계로 진행하여 상기 초기 CIR의 전력 분포에 따라 그룹들을 정의하고, 상기 그룹들을 전력의 내림차순으로 정렬한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 초기 CIR 내에서 기준 이상의 전력 값을 갖는 구간들 각각을 그 룹으로 정의하고, 각 그룹을 전력의 내림차순으로 정렬한다.In step 605, the receiving end defines groups according to the power distribution of the initial CIR, and arranges the groups in descending order of power. In other words, the receiving end defines each of the sections having a power value higher than or equal to the reference in the initial CIR as a group, and sorts each group in descending order of power.

상기 그룹들을 정렬한 후, 상기 수신단은 607단계로 진행하여 미리 저장된 압축 행렬들 중 현재의 파일럿 패턴 및 잡음 전력 크기에 대응되는 하나의 압축 행렬을 검색한다. 즉, 상기 수신단은 상기 각 그룹의 그룹 CIR들을 MMSE 기법에 따라 보정하기 위해 사용될 MMSE 행렬의 압축 행렬을 검색한다. 이때, 그룹 인덱스를 나타내는 변수 k는 1로 초기화된다.After sorting the groups, the receiver proceeds to step 607 to search for one compression matrix corresponding to the current pilot pattern and the noise power level among the previously stored compression matrices. That is, the receiver searches for the compression matrix of the MMSE matrix to be used to correct the group CIRs of each group according to the MMSE technique. At this time, the variable k representing the group index is initialized to one.

상기 압축 행렬을 검색한 후, 상기 수신단은 609단계로 진행하여 검색된 압축 행렬을 이용하여 k번째 그룹의 그룹 CIR을 보정한다. 즉, 상기 수신단은 상기 k번째 그룹의 그룹 CIR 및 상기 k번째 그룹의 MMSE 행렬의 곱셈을 수행한다. 상기 압축 행렬을 이용한 MMSE 행렬과 그룹 CIR의 곱셈은 하기 도 7을 참고하여 상세히 설명된다.After retrieving the compression matrix, the receiver proceeds to step 609 to correct the group CIR of the k-th group by using the retrieved compression matrix. That is, the receiver performs multiplication of the group CIR of the k-th group and the MMSE matrix of the k-th group. The multiplication of the MMSE matrix and the group CIR using the compression matrix will be described in detail with reference to FIG. 7.

상기 k번째 그룹의 그룹 CIR을 보정한 후, 상기 수신단은 611단계로 진행하여 초기 CIR에서 상기 k번째 그룹의 보정된 그룹 CIR로 인한 간섭 성분을 제거한다. 상세히 말하면, 상기 수신단은 MMSE 기법에 의해 보정된 그룹 CIR과 E 행렬을 곱한 후, 초기 CIR에서 보정된 그룹 CIR과 E 행렬을 곱을 감산함으로써 간섭 성분을 제거한다. 이에 따라, 상기 초기 CIR이 갱신된다. 따라서, 적어도 한번 CIR에서 간섭이 제거된 이후라면, 상기 수신단은 간섭 제거된 초기 CIR에 대해 누적적으로 간섭 제거를 수행한다.After correcting the group CIR of the k-th group, the receiver proceeds to step 611 to remove the interference component due to the corrected group CIR of the k-th group from the initial CIR. In detail, the receiver multiplies the group CIR and the E matrix corrected by the MMSE technique, and then removes the interference component by subtracting the product of the group CIR and the E matrix corrected in the initial CIR. As a result, the initial CIR is updated. Thus, if the interference is removed at least once in the CIR, the receiver performs interference cancellation cumulatively on the initial CIR that has been removed.

상기 간섭을 제거한 후, 상기 수신단은 613단계로 진행하여 초기 CIR의 최적화가 완료되었는지 확인한다. 즉, 상기 수신단은 그룹 개수만큼의 보정 및 간섭 제 거를 수행하였는지 확인한다. 만일, 최적화가 완료되지 않았으면, 상기 수신단은 615단계로 진행하여 상기 변수 k를 1 증가시킨 후, 상기 609단계로 되돌아간다.After removing the interference, the receiver proceeds to step 613 to check whether the optimization of the initial CIR is completed. That is, the receiver checks whether the number of groups has corrected and removed interference. If the optimization is not completed, the receiver proceeds to step 615 to increase the variable k by one and returns to step 609.

반면, 최적화가 완료되었으면, 상기 수신단은 617단계로 진행하여 최적화된 CIR을 주파수 영역의 값들로 변환한다. 즉, 상기 수신단은 상기 최적화된 CIR을 대상으로 DFT 연산을 수행함으로써, 파일럿 신호를 포함하는 OFDM 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터를 생성한다.On the other hand, when the optimization is completed, the receiver proceeds to step 617 to convert the optimized CIR into values in the frequency domain. That is, the receiver generates a channel estimation value vector of a frequency domain of an OFDM symbol including a pilot signal by performing a DFT operation on the optimized CIR.

이어, 상기 수신단은 619단계로 진행하여 파일럿 신호를 포함하는 OFDM 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터들을 이용하여 파일럿 신호를 포함하지 않는 OFDM 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터를 결정한다. 다시 말해, 상기 수신단은 선형 보간법에 따라 2개의 ODFM 심벌들 각각의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터들로부터 상기 2개의 OFDM 심벌들 사이에 존재하는 파일럿 신호를 포함하지 않는 OFDM 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값 벡터를 산출한다.In operation 619, the receiver determines a channel estimate value vector of the frequency domain of the OFDM symbol that does not include the pilot signal using the channel estimate value vectors of the frequency domain of the OFDM symbol including the pilot signal. In other words, the receiver estimates the channel in the frequency domain of the OFDM symbol which does not include a pilot signal existing between the two OFDM symbols from the channel estimation value vectors in the frequency domain of each of the two ODFM symbols according to linear interpolation. Calculate the value vector.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 수신단의 압축된 MMSE 행렬의 사용 절차를 도시하고 있다. 상기 도 7은 상기 도 6의 609단계의 상세한 절차를 도시하고 있다. 따라서, 상기 도 7에 도시된 절차는 상기 도 6의 607단계 또는 615단계에 이어 수행될 수 있다. 이하 설명에서, k번째 그룹의 그룹 CIR을 보정하는 상황을 가정한다.7 illustrates a procedure of using a compressed MMSE matrix of a receiver in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 illustrates a detailed procedure of step 609 of FIG. Therefore, the procedure illustrated in FIG. 7 may be performed following step 607 or step 615 of FIG. 6. In the following description, assume a situation of correcting the group CIR of the k-th group.

상기 도 7을 참고하면, 상기 수신단은 701단계에서 k번째 그룹의 그룹 CIR을 로딩한다. 즉, 상기 수신단은 전체 CIR에서 보정의 대상인 상기 k번째 그룹의 그룹 CIR을 추출하고, 곱셈을 위해 사용될 메모리에 기록한다. 이때, 압축 행렬의 행 인덱스 및 MMSE 행렬의 행 인덱스를 나타내는 n은 1로 초기화된다.Referring to FIG. 7, the receiver loads the group CIR of the k-th group in step 701. That is, the receiving end extracts the group CIR of the k-th group to be corrected from the entire CIR, and writes it to a memory to be used for multiplication. At this time, n representing the row index of the compression matrix and the row index of the MMSE matrix is initialized to one.

상기 k번째 그룹의 CIR을 로딩한 후, 상기 수신단은 703단계로 진행하여 압축 행렬의 n번째 행을 로딩한다. 이때, 상기 수신단은 하나의 사이클 동안 상기 압축 행렬의 n번째 행의 모든 원소들을 로딩한다.After loading the k-th group's CIR, the receiver proceeds to step 703 to load the n-th row of the compression matrix. At this time, the receiving end loads all elements of the nth row of the compression matrix for one cycle.

이어, 상기 수신단은 705단계로 진행하여 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성한다. 이때, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하는 원소들 중, 모두가 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들로부터 직접 얻어지거나, 일부만 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들로부터 직접 얻어지거나, 또는, 모두가 임시 저장된 원소들로부터 얻어진다. 예를 들어, 상기 n이 1인 경우, 상기 수신단은 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들을 이용하여 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성한다. 반면, 상기 n이 1보다 크고, 상기 n이 압축 행렬의 행 개수보다 작거나 같은 경우, 상기 수신단은 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들 및 임시 저장된 원소들을 이용하여 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성한다. 또한, 상기 n이 압축 행렬의 행 개수보다 큰 경우, 상기 수신단은 임시 저장된 원소들을 이용하여 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성한다.In step 705, the receiving end configures the nth row of the MMSE matrix. At this time, among the elements constituting the n th row of the MMSE matrix, all of them are directly obtained from elements included in the n th row of the compression matrix, or only a part of the elements directly included in the n th row of the compression matrix. Or all are obtained from the temporarily stored elements. For example, when n is 1, the receiver configures the nth row of the MMSE matrix by using the elements included in the nth row of the compression matrix. On the other hand, if n is greater than 1 and n is less than or equal to the number of rows of the compression matrix, the receiving end uses the elements included in the nth row of the compression matrix and the temporarily stored elements to n of the MMSE matrix. Make up the second row. In addition, when n is larger than the number of rows of the compression matrix, the receiving end configures the nth row of the MMSE matrix by using the temporarily stored elements.

상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성한 후, 상기 수신단은 707단계로 진행하여 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 임시 저장한다. 여기서, 사용되지 않은 값들은 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들로부터 유추될 수 있는 모든 MMSE 행렬의 원소들을 대상으로 한다. 즉, 상기 수신단은 MMSE 행렬의 대각 원소를 위한 압축 행렬의 원소의 실수 성분, MMSE 행렬의 대각 원소를 위한 압축 행렬의 원소의 허수 성분, MMSE 행렬의 대각 원소 외의 원소를 위한 압축 행렬의 원소들, MMSE 행렬의 대각 원소 외의 원소를 위한 압축 행렬의 원소들의 켤레 복소수들 중 상기 n번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 임시 저장한다. 만일, 사용되지 않은 값이 존재하지 않거나 또는 n이 압축 행렬의 행 개수보다 큰 경우, 상기 707단계는 생략된다.After configuring the nth row of the MMSE matrix, the receiver proceeds to step 707 to temporarily store unused values used to construct the nth row of the MMSE matrix. Here, the unused values are used for all elements of the MMSE matrix that can be inferred from the elements included in the nth row of the compression matrix. That is, the receiving end is a real component of the elements of the compression matrix for the diagonal elements of the MMSE matrix, imaginary components of the elements of the compression matrix for the diagonal elements of the MMSE matrix, elements of the compression matrix for elements other than the diagonal elements of the MMSE matrix, Temporarily stores values not used to form the nth row of the conjugate complex numbers of the elements of the compression matrix for elements other than the diagonal elements of the MMSE matrix. If an unused value does not exist or n is larger than the number of rows in the compression matrix, step 707 is omitted.

이어, 상기 수신단은 709단계로 진행하여 MMSE 행렬의 n번째 행의 일부 원소들 및 k번째 그룹의 그룹 CIR의 곱셈을 수행한다. 즉, 상기 705단계에서 구성된 MMSE 행렬의 n번째 행은 전체 MMSE 행렬의 n번째 행이므로, 상기 수신단은 상기 전체 MMSE 행렬의 n번째 행에서 상기 k번째 그룹의 그룹 CIR에 대응되는 개수의 원소들 만을 이용하여 곱셈을 수행한다. 그리고, 상기 수신단은 곱셈의 결과를 저장한다.In operation 709, the receiver performs multiplication of some elements of the n-th row of the MMSE matrix and a group CIR of the k-th group. That is, since the n th row of the MMSE matrix configured in step 705 is the n th row of the entire MMSE matrix, the receiving end selects only the number of elements corresponding to the group CIR of the k th group in the n th row of the entire MMSE matrix. Performs multiplication. The receiving end stores the result of the multiplication.

상기 곱셈을 수행한 후, 상기 수신단은 711단계로 진행하여 상기 k번째 그룹의 보정이 완료되었는지 확인한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 k번째 그룹의 그룹 CIR에 포함된 샘플의 개수만큼의 벡터 곱셈을 수행하였는지 확인한다. 만일, 상기 k번째 그룹의 보정이 완료되었으면, 상기 수신단은 본 절차를 종료한다. After performing the multiplication, the receiver proceeds to step 711 to check whether the correction of the k-th group is completed. In other words, the receiver checks whether the vector multiplication by the number of samples included in the group CIR of the k-th group is performed. If the k-th group correction is completed, the receiving end terminates this procedure.

반면, 상기 k번째 그룹의 보정이 완료되지 않았으면, 상기 수신단은 713단계로 진행하여 상기 n을 1 증가시킨 후, 상기 715단계로 진행하여 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하기 위해 압축 행렬의 n번째 행을 로딩할 필요가 있는지 확인한다. 다시 말해, 상기 수신단은 미리 저장된 원소들만으로 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성 할 수 있는지 확인한다. 만일, 압축 행렬의 n번째 행을 로딩할 필요가 있으면, 상기 수신단은 상기 703단계로 되돌아가고, 반면, 압축 행렬의 n번째 행을 로딩할 필요가 없으면, 상기 수신단은 상기 705단계로 되돌아간다.On the other hand, if the correction of the k-th group is not completed, the receiver proceeds to step 713 to increase the n by 1, and then proceeds to step 715 to n of the compression matrix to form the n-th row of the MMSE matrix. Check if the first row needs to be loaded. In other words, the receiver checks whether the n-th row of the MMSE matrix can be configured using only pre-stored elements. If it is necessary to load the nth row of the compression matrix, the receiver returns to step 703, while if there is no need to load the nth row of the compression matrix, the receiver returns to step 705.

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 발명에 따른 이동통신 시스템에서 파일럿 패턴의 예를 도시하는 도면,1 is a diagram illustrating an example of a pilot pattern in a mobile communication system according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 시간 영역의 초기 추정 값들의 예를 도시하는 도면,2 is a diagram illustrating an example of initial estimated values of a time domain in a mobile communication system according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 MMSE(Minimum Mean Square Error) 행렬의 압축 형태의 예를 도시하는 도면,3 is a diagram illustrating an example of a compression form of a minimum mean square error (MMSE) matrix in a mobile communication system according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 압축된 MMSE 행렬을 이용한 MMSE 행렬 곱셈의 시간적 진행을 도시하는 도면,4 is a diagram illustrating a temporal progression of MMSE matrix multiplication using a compressed MMSE matrix in a mobile communication system according to the present invention;

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,5 is a block diagram of a receiving end in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 수신단의 채널 추정 절차를 도시하는 도면,6 is a diagram illustrating a channel estimation procedure of a receiver in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 수신단의 압축된 MMSE(Minimum Mean Square Error) 행렬의 사용 절차를 도시하는 도면.7 is a diagram illustrating a procedure of using a compressed minimum mean square error (MMSE) matrix of a receiver in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

Claims (18)

이동통신 시스템에서 수신단 장치에 있어서,In the receiving end device in a mobile communication system, 수신된 파일럿(pilot) 신호들을 이용하여 추정된 초기 채널 추정 값들을 초기 CIR(Channel Impulse Response)로 변환하는 제1연산기와,A first operator for converting estimated initial channel estimates to initial channel impulse response (CIR) using received pilot signals; 상기 초기 CIR 내에서 기준 이상의 전력을 나타내는 구간들을 그룹들로 정의하고, 상기 그룹들을 전력의 내림차순으로 정렬하는 정렬기와,A sorter for defining sections representing power above a reference in the initial CIR as groups, and sorting the groups in descending order of power; MMSE(Minimum Mean Square Error) 행렬을 압축한 압축 행렬을 이용하여 상기 그룹들의 그룹 CIR들을 정렬된 순서에 따라 순차적으로 보정하는 처리기와,A processor for sequentially correcting the group CIRs of the groups in an ordered order using a compression matrix obtained by compressing a minimum mean square error (MMSE) matrix; 상기 초기 CIR에서 보정된 그룹 CIR들로 인한 간섭 성분을 제거함으로써 최적화된 CIR을 생성하는 제거기와,A canceller for generating an optimized CIR by removing interference components due to group CIRs corrected in the initial CIR; 상기 최적화된 CIR을 주파수 영역의 채널 추정 값들로 변환하는 제2연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a second operator to convert the optimized CIR into channel estimates in the frequency domain. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 처리기는, 미리 저장된 다수의 압축 행렬들 중, 현재의 파일럿 패턴 및 잡음 전력 크기에 대응되는 압축 행렬을 이용하여 상기 그룹들의 그룹 CIR들을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.Wherein the processor corrects the group CIRs of the groups using a compression matrix corresponding to a current pilot pattern and a noise power magnitude among a plurality of previously stored compression matrices. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 처리기는, 상기 압축 행렬의 1번째 행에 포함된 원소들을 로딩하고, 상기 압축 행렬의 1번째 행에 포함된 원소들을 이용하여 MMSE 행렬의 1번째 행을 구성하고, 상기 MMSE 행렬의 1번째 행의 일부 원소들 및 해당 그룹 CIR의 곱셈을 수행한 후, 상기 MMSE 행렬의 1번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 임시 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.The processor loads the elements included in the first row of the compression matrix, constructs the first row of the MMSE matrix using the elements included in the first row of the compression matrix, and stores the first row of the MMSE matrix. And after performing multiplication of some elements of C and corresponding group CIR, temporarily storing unused values to form a first row of the MMSE matrix. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 사용되지 않은 값들은, MMSE 행렬의 대각 원소를 위한 압축 행렬의 원소의 실수 성분, MMSE 행렬의 대각 원소를 위한 압축 행렬의 원소의 허수 성분, MMSE 행렬의 대각 원소 외의 원소를 위한 압축 행렬의 원소들, MMSE 행렬의 대각 원소 외의 원소를 위한 압축 행렬의 원소들의 켤레 복소수들 중 상기 MMSE 행렬의 1번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들인 것을 특징으로 하는 장치.The unused values are the real components of the elements of the compression matrix for the diagonal elements of the MMSE matrix, the imaginary components of the elements of the compression matrix for the diagonal elements of the MMSE matrix, the elements of the compression matrix for elements other than the diagonal elements of the MMSE matrix. And, unused values of the conjugate complex numbers of the elements of the compression matrix for elements other than the diagonal elements of the MMSE matrix to form the first row of the MMSE matrix. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 처리기는, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행 구성 시, 상기 n이 1보다 크고 상기 압축 행렬의 행 개수보다 작거나 같은 경우, 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포 함된 원소들을 로딩하고, 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들 및 임시 저장된 원소들을 이용하여 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하고, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행의 일부 원소들 및 해당 그룹 CIR의 곱셈을 수행한 후, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 임시 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.The processor loads the elements included in the nth row of the compression matrix when n is greater than 1 and less than or equal to the number of rows of the compression matrix when configuring the nth row of the MMSE matrix. The n-th row of the MMSE matrix is formed by using the elements included in the n-th row and the temporarily stored elements of the MMSE matrix, and the multiplication of some elements of the n-th row of the MMSE matrix and the corresponding group CIR is performed. And temporarily store unused values to form the nth row of the matrix. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 처리기는, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행 구성 시, 상기 n이 상기 압축 행렬의 행 개수보다 큰 경우, 임시 저장된 원소들을 이용하여 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하고, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행의 일부 원소들 및 해당 그룹 CIR의 곱셈을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.When the n-th row of the MMSE matrix is configured, the processor configures the n-th row of the MMSE matrix by using temporarily stored elements when n is greater than the number of rows of the compression matrix, and then n-th row of the MMSE matrix. And multiplying some elements of the CIR and the corresponding group CIR. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제거기는, 상기 초기 CIR에서 E 행렬 및 상기 보정된 그룹 CIR의 곱을 감산함으로써, 상기 간섭 성분을 제거하며,The remover removes the interference component by subtracting the product of the E matrix and the corrected group CIR from the initial CIR, 상기 E 행렬은, FFT(Fast Fourier Trasnform) 행렬의 허미션 행렬 및 상기 FFT 행렬의 곱을 평준화 계수로 나눈 행렬인 것을 특징으로 하는 장치.And the E matrix is a matrix obtained by dividing the product of the FH matrix by the hermition matrix of the Fast Fourier Trasnform (FFT) matrix and the equalization coefficient. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 처리기 및 상기 제거기는, 하기 수식과 같이 보정 및 간섭 제거를 반복 수행함으로써 상기 최적화된 CIR을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치,The processor and the eliminator, characterized in that for generating the optimized CIR by repeatedly performing the correction and interference cancellation as shown in the following equation,
Figure 112008060192954-PAT00033
Figure 112008060192954-PAT00033
 여기서, 상기
Figure 112008060192954-PAT00034
는 MMSE 기법에 의해 보정된 초기 CIR, 상기 y는 초기 CIR, 상기
Figure 112008060192954-PAT00035
는 그룹의 개수, 상기
Figure 112008060192954-PAT00036
는
Figure 112008060192954-PAT00037
의 전체 원소들 중 g번째 그룹에 대응되는 원소들, 상기
Figure 112008060192954-PAT00038
는 g번째 그룹의 MMSE 행렬, 상기
Figure 112008060192954-PAT00039
는 초기 CIR 중 g번째 그룹에 대응되는 원소들, 상기
Figure 112008060192954-PAT00040
는 FFT(Fast Fourier Trasnform) 행렬의 허미션 행렬 및 상기 FFT 행렬의 곱을 평준화 계수로 나눈 행렬을 의미함.Where
Figure 112008060192954-PAT00034
Is the initial CIR corrected by the MMSE technique, y is the initial CIR,
Figure 112008060192954-PAT00035
Is the number of groups, said
Figure 112008060192954-PAT00036
Is
Figure 112008060192954-PAT00037
Elements corresponding to the g th group of all elements of
Figure 112008060192954-PAT00038
Is the MMSE matrix of group g,
Figure 112008060192954-PAT00039
Are the elements corresponding to the g-th group of the initial CIR,
Figure 112008060192954-PAT00040
Denotes a matrix obtained by dividing the product of the Hermition matrix of the Fast Fourier Trasnform (FFT) matrix and the product of the FFT matrix by the leveling coefficient. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 선형 보간법(linear interpolation)에 따라 서로 다른 심벌들의 주파수 영역의 채널 추정 값들로부터 파일럿 신호를 포함하지 않는 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값들을 산출하는 보간법 연산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And an interpolation calculator that calculates channel estimates in the frequency domain of a symbol that does not include a pilot signal from channel estimates in the frequency domain of different symbols according to linear interpolation. 이동통신 시스템에서 수신단의 채널 추정 방법에 있어서,In the channel estimation method of the receiver in a mobile communication system, 수신된 파일럿(pilot) 신호들을 이용하여 추정된 초기 채널 추정 값들을 초기 CIR(Channel Impulse Response)로 변환하는 과정과,Converting the estimated initial channel estimates to initial channel impulse response (CIR) using the received pilot signals; 상기 초기 CIR 내에서 기준 이상의 전력을 나타내는 구간들을 그룹들로 정의하는 과정과,Defining sections representing powers above a reference in the initial CIR into groups; MMSE(Minimum Mean Square Error) 행렬을 압축한 압축 행렬을 이용하여 상기 그룹들의 그룹 CIR들을 전력의 내림차순으로 보정하는 과정과,Correcting the group CIRs of the groups in descending order of power by using a compression matrix obtained by compressing a minimum mean square error (MMSE) matrix; 상기 초기 CIR에서 보정된 그룹 CIR들로 인한 간섭 성분을 제거함으로써 최적화된 CIR을 생성하는 과정과,Generating an optimized CIR by removing the interference component due to the group CIRs corrected in the initial CIR, 상기 최적화된 CIR을 주파수 영역의 채널 추정 값들로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Converting the optimized CIR into channel estimates in the frequency domain. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 그룹 CIR들을 보정하는 과정은,Correcting the group CIRs, 미리 저장된 다수의 압축 행렬들 중, 현재의 파일럿 패턴 및 잡음 전력 크기에 대응되는 압축 행렬을 이용하여 상기 그룹들의 그룹 CIR들을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Correcting the group CIRs of the groups using a compression matrix corresponding to a current pilot pattern and a noise power magnitude among a plurality of pre-stored compression matrices. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 그룹 CIR들을 보정하는 과정은,Correcting the group CIRs, 상기 압축 행렬의 1번째 행에 포함된 원소들을 로딩하는 과정과,Loading elements included in the first row of the compression matrix; 상기 압축 행렬의 1번째 행에 포함된 원소들을 이용하여 MMSE 행렬의 1번째 행을 구성하는 과정과,Constructing the first row of the MMSE matrix by using the elements included in the first row of the compression matrix; 상기 MMSE 행렬의 1번째 행의 일부 원소들 및 해당 그룹 CIR의 곱셈을 수행하는 과정과,Performing a multiplication of the elements of the first row of the MMSE matrix and the corresponding group CIR; 상기 MMSE 행렬의 1번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 임시 저장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And temporarily storing values not used to form a first row of the MMSE matrix. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 사용되지 않은 값들은, MMSE 행렬의 대각 원소를 위한 압축 행렬의 원소의 실수 성분, MMSE 행렬의 대각 원소를 위한 압축 행렬의 원소의 허수 성분, MMSE 행렬의 대각 원소 외의 원소를 위한 압축 행렬의 원소들, MMSE 행렬의 대각 원소 외의 원소를 위한 압축 행렬의 원소들의 켤레 복소수들 중 상기 MMSE 행렬의 1번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들인 것을 특징으로 하는 방법.The unused values are the real components of the elements of the compression matrix for the diagonal elements of the MMSE matrix, the imaginary components of the elements of the compression matrix for the diagonal elements of the MMSE matrix, the elements of the compression matrix for elements other than the diagonal elements of the MMSE matrix. Ie, unused values of the conjugate complex numbers of the elements of the compression matrix for elements other than the diagonal elements of the MMSE matrix to form the first row of the MMSE matrix. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 그룹 CIR들을 보정하는 과정은,Correcting the group CIRs, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행 구성 시, 상기 n이 1보다 크고 상기 압축 행렬의 행 개수보다 작거나 같은 경우, 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들을 로딩하는 과정과,Loading elements included in the nth row of the compression matrix when n is greater than 1 and less than or equal to the number of rows of the compression matrix when the nth row of the MMSE matrix is configured; 상기 압축 행렬의 n번째 행에 포함된 원소들 및 임시 저장된 원소들을 이용하여 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하는 과정과,Constructing an nth row of the MMSE matrix by using the elements included in the nth row of the compression matrix and the temporarily stored elements; 상기 MMSE 행렬의 n번째 행의 일부 원소들 및 해당 그룹 CIR의 곱셈을 수행하는 과정과,Performing a multiplication of some elements of the nth row of the MMSE matrix and a corresponding group CIR; 상기 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하기 위해 사용되지 않은 값들을 임시 저장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And temporarily storing values not used to form the nth row of the MMSE matrix. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 그룹 CIR들을 보정하는 과정은,Correcting the group CIRs, 상기 MMSE 행렬의 n번째 행 구성 시, 상기 n이 상기 압축 행렬의 행 개수보다 큰 경우, 임시 저장된 원소들을 이용하여 MMSE 행렬의 n번째 행을 구성하는 과정과,When the nth row of the MMSE matrix is configured, when n is greater than the number of rows of the compression matrix, constructing the nth row of the MMSE matrix using temporarily stored elements; 상기 MMSE 행렬의 n번째 행의 일부 원소들 및 해당 그룹 CIR의 곱셈을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Performing multiplication of some elements of the nth row of the MMSE matrix and a corresponding group CIR. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 간섭 성분을 제거하는 과정은,The process of removing the interference component, 상기 초기 CIR에서 E 행렬 및 상기 보정된 그룹 CIR의 곱을 감산함으로써, 상기 간섭 성분을 제거하는 과정을 포함하며,Removing the interference component by subtracting the product of the E matrix and the corrected group CIR from the initial CIR, 상기 E 행렬은, FFT(Fast Fourier Trasnform) 행렬의 허미션 행렬 및 상기 FFT 행렬의 곱을 평준화 계수로 나눈 행렬인 것을 특징으로 하는 방법.And the E matrix is a matrix obtained by dividing the product of the HFT matrix of the Fast Fourier Trasnform (FFT) matrix and the FFT matrix by the leveling coefficient. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 그룹 CIR들을 보정하는 과정 및 상기 간섭 성분을 제거하는 과정은,Correcting the group CIRs and removing the interference component, 하기 수식과 같이 보정 및 간섭 제거를 반복 수행함으로써 상기 최적화된 CIR을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법,A method of generating the optimized CIR by repeatedly performing correction and interference cancellation as in the following equation,
Figure 112008060192954-PAT00041
Figure 112008060192954-PAT00041
 여기서, 상기
Figure 112008060192954-PAT00042
는 MMSE 기법에 의해 보정된 초기 CIR, 상기 y는 초기 CIR, 상기
Figure 112008060192954-PAT00043
는 그룹의 개수, 상기
Figure 112008060192954-PAT00044
는
Figure 112008060192954-PAT00045
의 전체 원소들 중 g번째 그룹에 대응되는 원소들, 상기
Figure 112008060192954-PAT00046
는 g번째 그룹의 MMSE 행렬, 상기
Figure 112008060192954-PAT00047
는 초기 CIR 중 g번째 그룹에 대응되는 원소들, 상기
Figure 112008060192954-PAT00048
는 FFT(Fast Fourier Trasnform) 행렬의 허미션 행렬 및 상기 FFT 행렬의 곱을 평준화 계수로 나눈 행렬을 의미함.Where
Figure 112008060192954-PAT00042
Is the initial CIR corrected by the MMSE technique, y is the initial CIR,
Figure 112008060192954-PAT00043
Is the number of groups, said
Figure 112008060192954-PAT00044
Is
Figure 112008060192954-PAT00045
Elements corresponding to the g th group of all elements of
Figure 112008060192954-PAT00046
Is the MMSE matrix of group g,
Figure 112008060192954-PAT00047
Are the elements corresponding to the g-th group of the initial CIR,
Figure 112008060192954-PAT00048
Denotes a matrix obtained by dividing the product of the Hermition matrix of the Fast Fourier Trasnform (FFT) matrix and the product of the FFT matrix by the leveling coefficient. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 선형 보간법(linear interpolation)에 따라 서로 다른 심벌들의 주파수 영역의 채널 추정 값들로부터 파일럿 신호를 포함하지 않는 심벌의 주파수 영역의 채널 추정 값들을 산출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And calculating channel estimation values of a frequency domain of a symbol that does not include a pilot signal from channel estimation values of frequency domains of different symbols according to linear interpolation.
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