KR20100036681A - 왜곡 파일럿 복구를 통해 채널을 추정하는 채널 추정기, 그채널 추정기를 포함한 ｏｆｄｍ 수신장치, 및 왜곡 파일럿보상을 통한 채널추정방법 - Google Patents

왜곡 파일럿 복구를 통해 채널을 추정하는 채널 추정기, 그채널 추정기를 포함한 ｏｆｄｍ 수신장치, 및 왜곡 파일럿보상을 통한 채널추정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 DC 제거나 임펄스 노이즈에 의해 발생한 파일럿의 왜곡을 복구하고, 그러한 복구된 파일럿을 이용하여 채널을 추정함으로써, 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있는 왜곡 파일럿 복구를 통해 채널을 추정하는 채널 추정기, 그 채널 추정기를 포함한 OFDM 수신장치, 및 왜곡 파일럿 보상을 통한 채널추정방법을 제공한다. 그 채널 추정기는 FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 지연기(Delay); 상기 OFDM 신호로부터 추출된 파일럿(Pilot)의 왜곡을 검출하고 복구하는 파일럿 복구부; 상기 파일럿 복구부에서 복구된 파일럿(Pilot)을 이용하여, 보간을 수행하는 보간부; 및 상기 지연기로부터 출력되는 신호에 대하여 상기 보간부를 통해 추출한 채널 추정값을 이용하여 신호 왜곡을 보상하는 등화기(Equlaizer: EQ)를 포함한다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation), DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld), FFT(Fast Fourier Transform), GI(Guard Interval), DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)

Description

왜곡 파일럿 복구를 통해 채널을 추정하는 채널 추정기, 그 채널 추정기를 포함한 ＯＦＤＭ 수신장치, 및 왜곡 파일럿 보상을 통한 채널추정방법{Channel estimator through comprising the same pilot detector, OFDM receiving apparatus comprising the same channel estimator, and method for estimating channel through restoring distorted pilot}
본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서의 수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 OFDM 시스템에서 채널 추정성능을 향상시킬 수 있는 채널 추정기 및 그 방법에 관한 것이다.
OFDM 시스템에서는 전송되는 신호들이 서로 다른 진폭 및 지연(delay)을 갖는 다중 경로(multi-path)에 의해 영향을 받게 된다. 이러한 다중 경로로 인해 페이딩(fading)이 발생하고, 이로 인해 수신장치에서 수신되는 수신 신호가 왜곡된다. 또한, 통신단말기의 이동성(mobility)을 보장하기 위해서는 상술한 문제로 인해 발생되는 수신 신호의 왜곡을 보상하고, 정확한 채널 추정값을 추정하며, 이러한 추정에 따라 수신신호를 등화(equalizing)할 수 있는 수단이 요구된다.
OFDM 시스템에서 송수신 되는 신호의 채널을 추정하기 위해서는 송신기와 수 신기 간에 사전에 정의된 트레이닝(training) 심볼이 필요하다. 특히 무선 채널을 통해 전송되는 신호의 경우, 다중 에코(multi-echo)를 야기하는 잡음 환경에서 수신된 신호를 정확하게 디코딩하기 위하여 상기 신호 내에 포함된 파일럿(Pilot) 심볼을 이용하여 채널 추정이 수행된다.
종래 파일럿을 이용하여 채널 추정하는 방법들로 선형 보간(Linear Interpolation), 큐빅 보간(Cubic Interpolation) 등의 방법들이 있으며, 채널 추정의 성능 향상을 위해 이전 심볼들의 파일럿 값에 대한 통계적 특성을 이용하고 있다.
이러한 종래의 채널추정기법은 파일럿을 모두 받은 이후에 채널 추정을 수행하게 되는데 한가지 방법의 보간 기법을 사용하기 때문에 채널 추정 성능이 페이딩에 많은 영향을 받게 된다.
도 1a 및 1b는 페이딩(fading)에 의해 채널 추정성능이 저하되는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1a는 페이딩에 의한 영향이 없는 경우로 정확하게 채널을 추정하는 경우를 나타낸다. 도 1b는 다중 경로에 의한 페이딩에 의해 파일럿 신호가 왜곡되고, 왜곡된 파일럿으로 채널을 추정했을 때 생기는 오차 범위를 나타내고 있다. 즉, 원(A)으로 표시된 오차범위 내에서 채널을 추정하기 때문에 정확한 채널을 추정할 수 없고, 그에 따라 신호에 대한 수신 성능이 그만큼 저하되게 된다.
도 2는 파일럿을 사용하는 OFDM 심볼에 대한 구조도로서, 일반적으로 이러한 OFDM 심볼구조에 대하여 선형 보간(Linear Interpolation) 또는 래티스 보 간(Lattice Interpolation) 방법을 통해 채널을 추정하게 된다.
선형 보간은 시간축과 주파수축에서 2번에 걸쳐 보간을 하게 되는데, 시간축을 먼저 보간하고 주파수축을 보간하는 방법과 주파수축을 먼저 보간하고 시간축을 다음에 보간하는 방법이 있다. 이 둘간의 보간 성능은 거의 비슷한 것으로 알려져 있다.
한편, 래티스 보간은 시간축과 주파수축을 구별해서 순차적으로 행하는 선형 보간과는 달리, 격자를 형성하는 사선방향으로 시간축과 주파수축에 대하여 동시에 보간을 수행한다. 이러한 래티스 보간은 채널 추정하는데 필요한 파일럿 심볼의 수가 선형 보간법에 비해 적게 필요하고, 또한 보간을 위한 H/W(하드웨어)의 사이즈가 작으며, 채널 추정 시간이 빨라 채널 변화가 심한 곳에서 선형 보간법에 비해 좀더 나은 채널 추정 성능을 보이는 것으로 알려져 있다.
그러나 기존의 선형 또는 래티스 보간을 통한 채널추정 방법은 DC 제거(remove)나 주파수 대역에서 임펄스 노이스(Impulse Noise) 등에 취약하여, DC 제거나 임펄스 노이즈 발생시에 버스트 에러(burst error)가 발생하며, 채널에 의한 버스트 에러가 가미되는 경우, 채널 코딩(Channel Coding)으로도 복구가 불가능하다는 매우 심각한 문제점을 가진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 DC 제거나 임펄스 노이즈에 의해 발생한 파일럿의 왜곡을 복구하고, 그러한 복구된 파일럿을 이용하여 채널을 추정함으로써, 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있는 왜곡 파일럿 복구를 통해 채널을 추정하는 채널 추정기, 그 채널 추정기를 포함한 OFDM 수신장치, 및 왜곡 파일럿 보상을 통한 채널추정방법을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 지연기(Delay); 상기 OFDM 신호로부터 추출된 파일럿(Pilot)의 왜곡을 검출하고 복구하는 파일럿 복구부; 상기 파일럿 복구부에서 복구된 파일럿(Pilot)을 이용하여, 보간을 수행하는 보간부; 및 상기 지연기로부터 출력되는 신호에 대하여 상기 보간부를 통해 추출한 채널 추정값을 이용하여 신호 왜곡을 보상하는 등화기(Equlaizer: EQ)를 포함하는 채널 추정기를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 파일럿 복구부는, 인접하는 상기 파일럿 간의 상관값(Correlation Value)을 구하는 상관기(Correlator); 상기 상관값을 이용하여 왜곡된 파일럿을 검출하는 왜곡 파일럿 검출기; 및 검출된 상기 왜곡 파일럿을 복구하는 파일럿 복구기;를 포함할 수 있다. 또한, 상기 왜곡 파일럿 검출기는, 연속하는 상기 상관값 간의 차이를 구하고, 상기 상관값 간의 차이가 소정 문턱 값(Threshold) 이상을 갖는 경우 해당 파일럿에 왜곡이 발생하는 것으로 검출할 수 있다.
한편, 상기 파일럿 복구기는, 상기 왜곡 파일럿 양쪽으로 각각 인접하는 적어도 1개의 파일럿을 이용하여 보간(Interpolation) 방법을 통해 상기 왜곡 파일럿을 복구할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 과제를 달성하기 위하여, 수신부를 통해 기저대역의 디지털 신호로 변환된 OFDM 신호에 대하여 CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 CP 제거부(Remover); 상기 CP 제거부의 출력 신호에 대하여 FFT를 수행하는 FFT부; 상기 FFT부의 출력 신호에 대하여 파일럿을 추출하는 파일럿 추출부; 상기 OFDM 신호로부터 추출된 파일럿의 왜곡을 검출하고 복구하고 복구된 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기; 상기 채널 추정장치의 출력 신호에 대하여 디매핑을 수행하는 디맵퍼(Demapper); 및 상기 디맵퍼의 출력 신호에 대하여 채널 복호화를 수행하는 채널 복호부(Channel Decoder);를 포함하는 OFDM 수신장치를 제공한다.
더 나아가 본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, FFT가 수행된 신호에 대하여 파일럿을 추출하는 단계; 인접하는 상기 파일럿 간의 상관값을 구하는 단계; 상기 상관값을 이용하여 왜곡된 파일럿을 검출하는 단계; 왜곡된 것으로 검출된 왜곡 파일럿을 복구하는 단계; 및 상기 복구된 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 단계;를 포함하는 채널 추정방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 채널 추정단계는 보간 방법을 통해 채널 추정값을 추출하는 단계, 및 상기 채널 추정값을 이용하여 신호 왜곡을 보상하는 단계를 포 함할 수 있다. 여기서, 상기 보간 방법은 선형보간법, 래티스 보간, 선형 및 래티스 복합 보간, 및 변형 래티스 보간 방법들 중 어느 하나의 보간 방법일 수 있다. 여기서, 상기 선형 및 래티스 복합 보간은 선형 보간 및 래티스 보간을 함께 수행하고 평균함으로써 수행하고, 상기 변형 래티스 보간은 상기 래티스 보간보다 적은 개수의 상기 파일럿을 이용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 왜곡 파일럿 복구를 통해 채널을 추정하는 채널 추정기, 그 채널 추정기를 포함한 OFDM 수신장치, 및 왜곡 파일럿 보상을 통한 채널추정방법은 파일럿 복구부를 통해 왜곡된 파일럿을 미리 복구하고 그 복구된 파일럿을 이용하여 채널을 추정함으로써, 채널 추정성능을 현저히 향상시킬 수 있다.
즉, 파일럿 복구부가 파일럿 간의 상관값을 이용하여 왜곡된 파일럿을 검출하고, 또한 검출된 왜곡된 파일럿을 인접 파일럿을 통해 복구함으로써, 종래 파일럿 자체가 왜곡됨으로써, 발생하였던 채널 추정 불가능 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 채널 추정기, OFDM 수신 장치 및 채널 추정 방법은 부산 파일럿을 이용하는 DVB-H, DVB-T 등의 OFDM 시스템에서 채널 추정에 유용하게 활용할 수 있고 구현이 간단하다는 장점을 갖는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소와 바로 연결될 수도 있지만, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 구조나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 수신장치에 대한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 도 2를 참조하면, 본 실시예의 OFDM 수신장치는 RF 튜너(100, RF Rx), 아날로그디지탈변환기(200, ADC), CP(Cyclic Prefix) 제거부(300, CP Remover), 프리-FFT부(400, Pre-FFT Unit), FFT부(500), 파일럿 추출부(600, Pilot Detector), 채널 추정장치(700, Channel Estimator), 디맵퍼(800, Demapper) 및 채널 복호부(900, Channel Decoder)를 포함한다.
RF 튜너(100)는 수신된 신호를 기저대역 신호로 변환하고, ADC(200)는 아날로그 신호를 디지탈 신호를 변환한다. CP 제거부(300)는 수신신호에 붙어 있는 CP를 제거하고, 프리-FFT부(400)는 심볼에 대한 동기를 획득한다. 즉, 프리-FFT부(400)는 모드 검출, 가드 검출, 및 STO(Symbol Timing Offset)/FCFO(Fractional Carrier Frequency Offset) 추정한다.
FFT부(500)는 CP가 제거된 신호들에 대하여 FFT를 수행하며, 파일럿 추출부(600)는 FFT가 수행된 신호들에 대하여 파일럿(Pilot)을 추출한다. 추출된 파일럿은 분산 파일럿(Scattered Pilot)일 수 있다. 이와 같이 추출된 파일럿을 이용하 여 채널 추정장치(700)는 선형 보간(Linear Interpolation), 래티스 보간(Lattice Interpoation), 선형 및 래티스 복합 보간(Complex Interpolation), 또는 변형 래티스 보간(Enhanced Lattice Interpolation) 등을 통해 채널을 추정한다.
한편, 채널추정 장치(700)는 종래와 달리 DC 제거나 임펄스 노이즈에 의해 왜곡된 파일럿을 복구하는 파일럿 복구부를 포함한다. 채널 추정장치(700) 및 채널 추정장치(700)에서의 보간 방법에 대한 내용은 도 4 이하에서 좀더 상세히 설명한다.
채널 추정 후에 디맵퍼(800)는 맵핑된 변조 방식에 대응하여 복조를 통해 데이터에 대한 디맵핑을 수행한다. 예컨대, 전송신호가 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식으로 맵핑된 경우는 DBPSK 복조로, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 매핑된 경우는 DQPSK 복조 방식으로 디맵핑하게 된다.
디매핑 후에, 채널 복호부(900)가 앞서 채널 추정장치(700)에서 추정한 채널에 기초하여 최종적인 채널 복호를 수행한다.
본 실시예의 OFDM 수신장치는 파일럿 복구부를 포함함으로써, DC 제거나 임펄스 노이즈가 발생했을 때, 파일럿의 왜곡을 정상적으로 복구하고 이렇게 복구된 파일럿에 기초하여 채널을 추정함으로써, 강건한(robust) 채널추정을 가능케 한다.
도 4는 도 3의 OFDM 수신장치에 포함되는 채널 추정기의 구조를 좀더 상세히 보여주는 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 채널 추정기(700)는 지연기(710), 보간부(720), 등화기(Equalizer, 730) 및 채널 상태 정보(Channel State Information: CSI) 추출부(740) 및 파일럿 복구부(750)를 포함한다. 여기서, 파일럿 복구부(750)는 앞서 파일럿 추출부(600)로부터 추출된 파일럿에 대하여 DC 제거나 임펄스 노이즈 발생에 의해 왜곡된 파일럿을 검출하고 복구한다. 파일럿 복구부(750)에 대한 설명은 도 5, 도 7 및 도 8에 대한 설명부분에서 좀더 상세히 기술한다.
지연기(710)는 FFT(Fast Fourier Transform)부(500)에서 FFT가 수행된 신호를 보간에 이용되는 소정 시간만큼 지연시키며, 지연기(710)를 통해 출력된 신호에 대하여 보간부(720)에서 추출된 채널 추정값을 이용하여 등화기(730)에서 신호 왜곡이 보상된다.
보간부(720)는 파일럿 복구부(750)에서 복구된 파일럿을 통해 보간을 수행하여 채널 추정값을 계산하게 되는데, 보간부(720)에서 이용될 수 있는 보간 방법으로 일반적인 선형 보간을 이용할 수도 있지만, 그외 래티스 보간, 선형 및 래티스 복합 보간, 또는 변형된 래티스 보간 등을 이용할 수 있다.
여기서, 선형 및 래티스 복합 보간은 선형 보간 및 래티스 보간을 함께 수행하고 평균함으로써 이루어지고, 변형된 래티스 보간은 기존 래티스 보간 방법을 변형하여 좀더 적은 파일럿을 이용하여 데이터 심볼들의 채널을 추정한다. 이러한 변형 래티스 보간은 이용되는 파일럿의 수를 줄이기 위해 데이터 심볼에 대한 채널 추정시에 선형 보간을 가미한다.
등화기(730)는 지연기(710)로부터 출력되는 신호에 대하여 상기 복합 보간을 통해 추출한 채널 추정값을 이용하여 신호 왜곡을 보상한다. 한편, CSI 추출부(740)는 상기 복합 보간부로부터의 출력 신호를 이용하여 채널 상태 정보를 추출 한다.
도 5는 도 4의 파일럿 복구부를 좀더 상세히 보여주는 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 파일럿 복구부(750)는 상관기(correlator, 752), 왜곡된 파일럿 검출기(754) 및 파일럿 복구기(756)를 포함한다. 상관기(752)는 인접하는 파일럿 간의 상관값(correlation value)을 구한다. 파일럿 검출기(754)는 이렇게 구한 상관값들 간의 차를 구하고 상관값들 간의 차가 소정 문턱값(threshold) 값을 넘는 경우에 해당 파일럿이 왜곡된 것으로 검출한다. 한편, 파일럿 복구기(756)는 검출된 왜곡된 파일럿에 대하여 복구를 수행하는데, 본 실시예에서는 보간을 이용하여 복구를 수행한다. 따라서, 도면상 파일럿 복구기를 보간기(Interpolator)로 표시하였다. 물론 다른 방법을 이용하여 파일럿의 복구을 수행할 수도 있음은 물론이다. 예컨대, 바로 앞의 파일럿과 일치시키거나 바로 뒤의 파일럿과 일치시키는 방법도 있다.
왜곡된 파일럿의 검출 및 복구 방법에 대해서는 이하 도 6 ~ 8을 통해 좀더 상세히 설명한다.
도 6은 정상적인 경우, DC 제거가 발생한 경우, 및 임펄스 노이즈가 발생하였을 때 시간축 보간 후의 주파수 보간 방법을 보여주는 그래프들이다.
도 6을 참조하면, (a)는 OFDM 심볼이 왜곡이 없이 정상적으로 수신된 경우의 시간축 보간 후의 모습을 보여주고 있는데, 이러한 OFDM 심볼들은 파일럿(원)과 데이터 심볼들(세모)을 포함하게 되는데, 정상적으로 수신된 경우, 파일럿을 통해 데이터 심볼들에 대한 채널을 적절하게 추정할 수 있다.
그러나 (b)에 도시한 바와 같이 DC 제거가 발생한 경우에는 해당 파일럿이 제거되고, 그에 따라 데이터 심볼에 대한 채널 추정을 도시한 바와 비정상적으로 수행된다. 즉, 정상적인 경우에는 점선을 따라 채널이 추정되지만, DC 제거가 발생한 경우에는 실선과 같은 채널이 추정이 되게 된다. 여기서, X 표시한 00 부분이 정상적일 때의 파일럿의 위치이다.
한편, (c)에 도시한 바와 같이 임펄스 노이즈가 발생한 경우에도 정상적인 채널추정이 불가능하다. 여기도, 역시 X 표시한 부분이 정상적일 때의 파일럿의 위치이다.
도 7은 상관값을 이용하여 왜곡된 파일럿을 검출하는 방법을 보여주는 그래프들이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에서 왜곡된 파일럿을 검출하는 방법은 앞서 잠시 설명한 바와 같이 인접하는 파일럿 간의 상관값을 구하고 그 상관값들 간의 차이를 구하여 기준이 되는 소정 문턱값과 비교하여 그 문턱값 이상이 되면 해당 파일럿에 왜곡이 나타난 것으로 검출한다.
이러한 방법을 식으로 간단히 표현하면 다음과 같다.
di = (pi-2 × p* i-1)-(pi-1 × p* i) .................. 식(1)
여기서, di는 문턱값 차이를, 그리고 pi는 검사되는 현재 파일럿이고 pi-1, pi-2는 현재 파일럿의 이전 및 그 이전 파일럿이다. 구체적으로 (a) 도면을 참조하 여 설명하면, 도시된 바와 같이 네 번째 파일럿(p4)에 왜곡이 발생한 경우, 두 번째 파일럿(p2)과 세 번째 파일럿(p3) 간의 상관값은 OFDM 심볼의 코히어런트 대역폭(Coherent Bandwidth) 특성에 기인하여 어느 정도 일정한 값을 갖는다. 그러나 왜곡이 발생한 파일럿(p4)의 경우 그 인접하는 파일럿과의 상관값이 다른 상관값들에 비해 매우 크거나 작은 값을 가지게 된다. 그에 따라, 연속하는 상관값 간의 차이도 커지게 된다. 또한, 왜곡이 발생한 파일럿(p4)로 인해 여섯 번째 파일럿 (p6)에 대한 상관값 역시 인접하는 파일럿과의 상관값이 다른 상관값들에 비해 매우 크거나 작은 값을 가지게 된다. 그에 따라 연속하는 상관값의 차이도 커지게 된다.
(b)에서 볼 수 있듯이 네 번째 파일럿에 왜곡이 발생한 경우, 앞서 (식)1을 통해 계산된 상관값 차이값(di)이 다른 곳의 상관값 차이보다 매우 커짐을 확인할 수 있다. 또한, 네 번째 파일럿의 왜곡으로 인해 여섯 번째 파일럿에 대한 상관값 차이값(di) 역시 다른 곳의 상관값 차이보다 매우 커짐을 확인할 수 있다. 여기서, 점선이 왜곡 발생 여부를 판단하는 문턱값이다. 이러한 문턱값은 OFDM 심볼의 특성에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 한편, 현재 파일럿 심볼의 왜곡 검출을 위해 이전의 파일럿 심볼을 이용하였지만, 이후의 파일럿 심볼을 이용할 수 있음은 물론이다. 한편, 이러한 상관값의 차이값은 절대값이다.
(c) 및 (d)는 임펄스 노이즈에 의해 파일럿 왜곡이 발생한 경우를 보여주고 있는데, 역시 네번째 파일럿이 왜곡된 경우에, 상관값 차이값이 네 번째와 여섯 번째에서 도출됨을 확인할 수 있다.
도 8은 인접한 2개 이상의 파일럿을 이용하여 파일럿을 복구하는 방법을 보여주는 그래프들이다.
도 8을 참조하면, 앞서와 같은 방법을 통해 왜곡된 파일럿을 검출한 경우, 왜곡된 파일럿을 복구시키는 것이 필요하다. 본 실시예에서는 왜곡된 파일럿 복구를 위해 보간 방법을 이용한다. 즉 왜곡된 파일럿 양쪽으로 인접하는 파일럿을 이용하여 보간을 수행하여 왜곡된 파일럿을 복구한다.
(a)는 인접한 두 개의 파일럿을 이용하여 보간을 수행하는 모습을 보여주고 있고, (b)는 왜곡된 파일럿(p4)의 이전 두 개의 파일럿 및 이후의 한 개의 파일럿을 이용하는 모습을 보여주고 있다. 왜곡된 파일럿 복구를 위해서 여러 개의 파일럿을 이용하는 것이 좀더 정확한 복구가 됨은 물론이나, 계산상의 복잡함을 고려해서 적절한 개수의 파일럿을 이용하여 복구를 수행하는 것이 바람직하다. 여기서, 검은 원은 왜곡된 파일럿을, 격자 해칭의 원은 복구된 파일럿을 그리고 실선 해칭의 원은 파일럿 복구를 위해 사용된 파일럿이다.
한편, 복구 방법은 보간 방법뿐만이 아니라 바로 이전 또는 이후의 파일럿 값을 이용하는 방법도 있을 수 있다. 따라서, 왜곡된 파일럿의 복구 방법이 보간 방법에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 채널 추정기는 먼저 왜곡된 파일럿을 검출하여 복구하여 채널을 추정함으로써, 종래 왜곡된 파일럿에 기초하여 발생하였던 채널 추정의 심각한 에러를 사전에 방지할 수 있고, 그에 따라 강건한 채널 추정을 가능케 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 채널 추정방법들을 보여주는 흐름도들이다.
도 9를 참조하면, 먼저 수신된 OFDM 신호에서 파일럿을 추출한다(S100). 다음 인접하는 파일럿 간의 상관값을 구한다(S200). 그 후, 상관값 간의 차이를 구하여 왜곡된 파일럿을 검출한다(S300), 즉, 상관값 간의 차이를 구하고 그 값을 소정 문턱값과 비교하여 문턱값 이상이 되는 경우에 해당 파일럿이 왜곡된 것으로 검출한다. 왜곡된 파일럿이 검출된 경우, 그 왜곡된 파일럿을 복구한다(S400). 복구 방법은 왜곡된 파일럿에 인접하는 파일럿을 이용한 보간 방법을 이용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 파일럿 복구 이후에, 여러 가지 보간 방법을 통해 데이터 심볼들에 대한 채널을 추정한다(S500).
지금까지, 본 발명을 도면에 표시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1a 및 1b는 페이딩(fading)에 의해 채널 추정성능이 저하되는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 파일럿을 사용하는 OFDM 심볼에 대한 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 수신장치에 대한 블럭도이다.
도 4는 도 2의 OFDM 수신장치에 포함되는 채널 추정기의 구조를 좀더 상세히 보여주는 블럭도이다.
도 5는 도 4의 파일럿 복구부를 좀더 상세히 보여주는 블럭도이다.
도 6은 정상적인 경우, DC 제거가 발생한 경우, 및 임펄스 노이즈가 발생하였을 때 시간축 보간 후의 주파수 보간 방법을 보여주는 그래프들이다.
도 7은 상관값을 이용하여 왜곡된 파일럿을 검출하는 방법을 보여주는 그래프들이다.
도 8은 인접한 2개 이상의 파일럿을 이용하여 파일럿을 복구하는 방법을 보여주는 그래프들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 채널 추정방법들을 보여주는 흐름도들이다.

Claims (15)

  1. FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 지연기(Delay);
    상기 OFDM 신호로부터 추출된 파일럿(Pilot)의 왜곡을 검출하고 복구하는 파일럿 복구부;
    상기 파일럿 복구부에서 복구된 파일럿(Pilot)을 이용하여, 보간을 수행하는 보간부; 및
    상기 지연기로부터 출력되는 신호에 대하여 상기 보간부를 통해 추출한 채널 추정값을 이용하여 신호 왜곡을 보상하는 등화기(Equlaizer: EQ)를 포함하는 채널 추정기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 파일럿 복구부는,
    인접하는 상기 파일럿 간의 상관값(Correlation Value)을 구하는 상관기(Correlator);
    상기 상관값을 이용하여 왜곡된 파일럿을 검출하는 왜곡 파일럿 검출기; 및
    검출된 상기 왜곡 파일럿을 복구하는 파일럿 복구기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 추정기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 왜곡 파일럿 검출기는,
    연속하는 상기 상관값 간의 차이를 구하고, 상기 상관값 간의 차이가 소정 문턱값(Threshold) 이상을 갖는 경우 해당 파일럿에 왜곡이 발생하는 것으로 검출하는 것을 특징으로 하는 채널 추정기.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 파일럿 복구기는,
    상기 왜곡 파일럿 양쪽으로 각각 인접하는 적어도 1개의 파일럿을 이용하여 보간(Interpolation) 방법을 통해 상기 왜곡 파일럿을 복구하는 것을 특징으로 하는 채널 추정기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 보간부는 선형보간법(Linear Interpolation), 래티스 보간(Lattice Interpolation), 선형 및 래티스 복합 보간(Complex Interpolation), 및 변형 래티스 보간(Enhanced Lattice Interpolation) 방법들 중 어느 하나의 보간 방법을 이용하여 보간하는 것을 특징으로 하는 채널 추정기.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 선형 및 래티스 복합 보간은 선형 보간 및 래티스 보간을 함께 수행하 고 평균함으로써 수행되고,
    상기 변형 래티스 보간은 상기 래티스 보간보다 적은 개수의 상기 파일럿을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 채널 추정기.
  7. 수신부를 통해 기저대역의 디지털 신호로 변환된 OFDM 신호에 대하여 CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 CP 제거부(Remover);
    상기 CP 제거부의 출력 신호에 대하여 FFT를 수행하는 FFT부;
    상기 FFT부의 출력 신호에 대하여 파일럿을 추출하는 파일럿 추출부;
    상기 OFDM 신호로부터 추출된 파일럿의 왜곡을 검출하고 복구하고 복구된 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기;
    상기 채널 추정장치의 출력 신호에 대하여 디매핑을 수행하는 디맵퍼(Demapper); 및
    상기 디맵퍼의 출력 신호에 대하여 채널 복호화를 수행하는 채널 복호부(Channel Decoder);를 포함하는 OFDM 수신장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 채널 추정기는
    FFT(Fast Fourier Transform)가 수행된 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 지연기(Delay);
    상기 OFDM 신호로부터 추출된 파일럿의 왜곡을 검출하고 복구하는 파일럿 복 구부;
    상기 파일럿 복구부에서 복구된 파일럿을 이용하여, 보간을 수행하는 보간부; 및
    상기 지연기로부터 출력되는 신호에 대하여 상기 보간부를 통해 추출한 채널 추정값을 이용하여 신호 왜곡을 보상하는 등화기(Equlaizer: EQ)를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 파일럿 복구부는,
    인접하는 상기 파일럿 간의 상관값을 구하는 상관기;
    상기 상관값을 이용하여 왜곡된 파일럿을 검출하는 왜곡 파일럿 검출기; 및
    검출된 상기 왜곡 파일럿을 복구하는 파일럿 복구기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신장치.
  10. FFT가 수행된 신호에 대하여 파일럿을 추출하는 단계;
    인접하는 상기 파일럿 간의 상관값을 구하는 단계;
    상기 상관값을 이용하여 왜곡된 파일럿을 검출하는 단계;
    왜곡된 것으로 검출된 왜곡 파일럿을 복구하는 단계; 및
    상기 복구된 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 단계;를 포함하는 채널 추정방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 파일럿의 검출단계는 연속하는 상관값 간의 차이를 구하고, 상기 상관값 간의 차이가 소정 문턱값 이상을 갖는 경우에 상기 왜곡 파일럿으로 검출하는 것을 특징으로 하는 채널 추정방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 왜곡 파일럿 복구단계는 상기 왜곡 파일럿 양쪽으로 각각 인접하는 적어도 1개의 파일럿을 이용하여 보간 방법을 통해 복구하는 것을 특징으로 하는 채널 추정방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 채널 추정단계는
    보간 방법을 통해 채널 추정값을 추출하는 단계, 및 상기 채널 추정값을 이용하여 신호 왜곡을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 추정방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 보간 방법은 선형보간법, 래티스 보간, 선형 및 래티스 복합 보간, 및 변형 래티스 보간 방법들 중 어느 하나의 보간 방법인 것을 특징으로 하는 채널 추정방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 선형 및 래티스 복합 보간은 선형 보간 및 래티스 보간을 함께 수행하고 평균함으로써 수행하고,
    상기 변형 래티스 보간은 상기 래티스 보간보다 적은 개수의 상기 파일럿을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 채널 추정방법.
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