KR20100037905A - Ofdm receiver with co-channel interference estimation and efficient decoding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 텔레비전 수신장치에 적용될 수 있는 OFDM 수신기에 관한 것으로, 특히 채널 추정값에 근거하여 동일 채널의 간섭위치 및 간섭량을 구한 후, 이를 이용하여 연판정 가중치(soft decision weight)를 구하며, 이 연판정 가중치를 이용하여 복호화함으로서, 동일 채널 간섭 추정 및 복호 성능을 향상시킬 수 있는 OFDM 수신기에 관한 것이다The present invention relates to an OFDM receiver that can be applied to a digital television receiver. In particular, the interference position and the amount of interference of the same channel are obtained based on channel estimation values, and then the soft decision weight is calculated using the same. The present invention relates to an OFDM receiver capable of improving co-channel interference estimation and decoding performance by decoding using decision weights.
일반적으로, 지상파 디지털 텔레비젼 등에 적용되는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식은, 고속 데이터 전송에 유리한 것으로 알려져 있고, 특히 다중경로에 의해 발생되는 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에 강인하고 등화기 구현이 용이하다는 장점 때문에, 고속 통신 환경에 적합한 방식으로 주목받고 있다.In general, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), which is applied to terrestrial digital televisions, is known to be advantageous for high-speed data transmission, and is particularly robust to frequency-selective fading channel environments generated by multipaths and easy to implement equalizers. Therefore, attention has been paid in a manner suitable for a high speed communication environment.
이에 따라, 많은 HIPERLAN/2 (High PErformance Radio LAN), DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial)와 같은 차세대 유무선 통신, 방송의 표준 규격으로 OFDM 방식이 사용되고 있다.Accordingly, the OFDM method is being used as a standard for next generation wired / wireless communication and broadcasting such as HIPERLAN / 2 (High PErformance Radio LAN) and DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial).
그런데, 이러한 OFDM 방식은 무선 전송에 따라 전송 성능을 저하시키는 각종 페이딩과 동일 채널 간섭이 발생하는 단점이 존재하며, 유럽 디지털 텔레비전 표준인 DVB-T 시스템에서도 기본적으로 도플러 현상과 페이딩 현상이 발생되고, 기존의 유럽 아날로그 텔레비전 표준인 PAL(Phase Alternating Line), SECAM (Sequential Color with Memory)과의 간섭으로 인해서 그 구현에 많은 제약이 따르는 단점이 있다.However, the OFDM scheme has a disadvantage in that various fading and co-channel interference occurs that degrades the transmission performance according to wireless transmission, and a Doppler phenomenon and a fading phenomenon are basically generated in a DVB-T system, which is a European digital television standard. Due to interference with existing European analog television standards, Phase Alternating Line (PAL) and Sequential Color with Memory (SECAM), there are many limitations in the implementation.
최근, DVB-T 시스템의 경우와 같이, 기존의 아날로그 방식과 동일한 주파수 대역을 사용함으로써 주파수의 효율을 높이는 방식이 사용되고 있는데, 이 경우에 기본적으로 동일한 주파수 대역을 사용하기 때문에 발생하는 주파수 간섭이 존재하게 된다. 이러한 형태의 전파 간섭 현상을 동일 채널 간섭이라고 하며, 주파수 효율 문제와 관련하여 동일 채널 간섭을 피하면서 다양한 서비스를 제공할 수 있는 방식에 대한 연구가 많이 논의되고 있다. Recently, as in the case of the DVB-T system, a method of increasing the efficiency of the frequency by using the same frequency band as the conventional analog method has been used. In this case, there is frequency interference caused by using the same frequency band. Done. This type of radio interference is called co-channel interference, and a lot of researches on a method of providing various services while avoiding co-channel interference with respect to a frequency efficiency problem have been discussed.
DVB-T 시스템은 유럽의 지상파 TV 규격의 하나로 OFDM 기반의 다중캐리어를 사용하며, 또한 DVB-T 시스템의 경우, 외부 부호화(outer coding)로써 리드-솔로몬 코드(Reed-Solomon code)를 사용하고, 다시 내부 부호화(inner coding)로 에러 정정을 위해 길쌈 부호를 사용한다([1] ETS 300 744: Digital broadcasting system for television, sound and data services; framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television 참조).The DVB-T system is one of the European terrestrial TV standards and uses OFDM based multicarrier, and in the case of the DVB-T system, Reed-Solomon code is used as the outer coding. Inner coding is used again to use convolutional code for error correction (see [1] ETS 300 744: Digital broadcasting system for television, sound and data services; framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television).
일반적인 OFDM 송신기의 구조는 도 1에 도시한 바와 같으며, 도 1을 참조하 면, 일반적인 OFDM 송신기는, 송신 비트를 기설정된 콘볼루션(convolution) 방식에 따라 길쌈 부호화하는 채널 엔코더(Channel encoder)(11)와, 채널의 페이딩 환경에서의 버스트 에러를 방지하기 위해, 상기 채널 엔코더(11)로부터의 부호화된 비트를 기설정된 순서에 따라 재배열하는 인터리버(Interleaver)(12)와, 상기 인터리버(12)로부터의 부호화된 비트를 복소 심볼(I,Q)로 변환하는 심볼 매퍼(Mapper)(13)와, 상기 심볼 매퍼(13)로부터의 복소 심볼을 다중화를 위해 S/P 변환하는 S/P 변환기(14)와, 채널 추정(channel estimation)을 위한 파일럿 심볼을 생성하는 파일럿 생성기(15)와, 상기 심볼 매퍼(13)로부터의 데이터 심볼과 파일롯 심볼을 각 부반송파에 할당, 즉 IFFT부의 복수의 입력포트중 각 해당 입력포트에 할당하는 부반송파 매핑부(Subcarrier Mapping part)(16)와, 상기 부반송파 매핑부(16)로부터 입력되는 심볼에 대해 역퓨리에 변환을 수행하여, 주파수영역의 심볼을 시간영역의 샘플을 포함하는 OFDM 심볼로 변환하는 IFFT부(17)와, 상기 IFFT부(17)로부터의 OFDM 심볼에 보호구간(CP: Cyclic Prefix)을 삽입하는 보호구간 삽입부(18)와, 상기 보호구간 삽입부(18)로부터의 OFDM 심볼을 직렬 심볼로 변환하는 P/S 변환기(19)와, 상기 P/S 변환기(19)로부터의 OFDM 심볼을 RF 신호로 변환하여 안테나(ANT)를 통해 송신하는 RF부(20)를 포함한다. The structure of a typical OFDM transmitter is shown in FIG. 1. Referring to FIG. 1, a typical OFDM transmitter includes a channel encoder (CW) that convolutionally encodes transmission bits according to a predetermined convolution scheme. 11) an
이때, 상기 IFFT부(17)는 복수의 입력포트를 포함하며, 상기 복수의 입력포트 각각은 복수의 부반송파 각각과 매칭되어 있다. 따라서, 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 IFFT부(17)의 입력포트에 할당한다는 것은 상기 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 부반송파에 각각 할당한다는 의미이다.In this case, the IFFT
여기서, 상기 IFFT부(17)의 입력포트 수는 210의 배수에 해당되는 개수로 설정될 수 있으며, 예를 들어 상기 IFFT부(17)의 입력포트 개수는 "1024"개 또는 "2048"개가 될 수 있다.Here, the number of input ports of the IFFT
한편, 길쌈부호화를 고려할 경우 연판정(soft-decision)을 위한 수신된 신호의 신뢰도는 판정 경계(decision boundary)로부터 거리에 의해서 결정된다. 그런데 OFDM 방식의 경우 선택적 페이딩 채널 환경에서도 각 부반송파 대역은 비선택적 특성을 가진다. 따라서 각 부반송파 대역에서 신호 대 잡음비의 신뢰 정보를 정확히 알 수 있다면 복호기에 적용하여 신뢰 정보를 통한 성능 향상을 얻을 수 있다([2] Min-Young Park and Weon-Cheol Lee and Jong-Ho Kwak and Choul-Hee Cho and Hyung-Mo Park , "A demapping method using the pilots in COFDM system", Consumer Electronics, IEEE Transactions on Volume 44, Issue 3, Page(s):1150 - 1153, Aug. 1998).On the other hand, considering convolutional coding, the reliability of the received signal for soft-decision is determined by the distance from the decision boundary. However, in the OFDM scheme, even in a selective fading channel environment, each subcarrier band has a non-selective characteristic. Therefore, if the confidence information of the signal-to-noise ratio in each subcarrier band can be known accurately, the performance can be improved by applying the decoder to the decoder ([2] Min-Young Park and Weon-Cheol Lee and Jong-Ho Kwak and Choul. -Hee Cho and Hyung-Mo Park, "A demapping method using the pilots in COFDM system", Consumer Electronics, IEEE Transactions on Volume 44, Issue 3, Page (s): 1150-1153, Aug. 1998).
기존의 동일 채널 간섭을 제거하기 위해 제시된 방법으로 각 부반송파에 간섭의 영향이 있을 경우. 그 부반송파의 데이터는 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 이레이징 기법(erasing method)이 있다([3] A soft decision decoding scheme for wireless COFDM with application to DVB-T Yong Wang; Jian Hua Ge; Bo Ai; Pei Liu; ShiYong Yang; Consumer Electronics, IEEE Transactions on Volume 50, Issue 1, Page(s):84 - 88, Feb 2004).If there is interference effect on each subcarrier by the proposed method to remove existing co-channel interference. There is an erasing method that determines that the data of the subcarrier is unreliable ([3] A soft decision decoding scheme for wireless COFDM with application to DVB-T Yong Wang; Jian Hua Ge; Bo Ai; Pei Liu ShiYong Yang; Consumer Electronics, IEEE Transactions on Volume 50, Issue 1, Page (s): 84-88, Feb 2004).
그 과정을 서술하면 하기 수학식 1, 2 및 3으로 나타낼 수 있다.The process can be described by the following equations (1), (2) and (3).
여기서, "l"은 OFDM 심볼의 인덱스를 가리키고, "k"는 부반송파 심볼의 인덱스를 가리키며, 는 OFDM의 FFT부(고속 퓨리에 변환부)의 출력신호이고, 는 채널 주파수 응답을 가리킨다. 는 의 추정치이다. 그리고, 는 등화된 수신신호이다.Here, "l" indicates the index of the OFDM symbol, "k" indicates the index of the subcarrier symbol, Is an output signal of the FFT unit (fast Fourier transform unit) of OFDM, Denotes the channel frequency response. Is Is an estimate of. And, Is an equalized received signal.
여기서, 각 부반송파에 대해서, CNR(Carrier to Noise Ratio)는 부반송파 채널에 대한 정보 CSI(Channel State Information)라 할 수 있고, <>는 OFDM 심볼 인덱스 "l"에 대한 시간 평균 함수이다. 에서 는 의 경판정 값이다. 따라서 는 와 의 유클리드(Euclidean) 거리를 나타낸다.Here, for each subcarrier, a carrier to noise ratio (CNR) may be referred to as channel state information (CSI) for information on a subcarrier channel. > Is the time averaged function for OFDM symbol index " l ". in Is The hard decision value of. therefore Is Wow Represents the Euclidean distance of.
여기서, 는 비터비 복호부에서 비트 판정 매트릭을 가리키고, 각 부반송파의 채널 상태 정보가 가중치로 곱해져서 새로운 매트릭값이 된다 .here, Denotes the bit decision metric in the Viterbi decoder, and the channel state information of each subcarrier is multiplied by the weight to become a new metric.
여기서, OFDM 심볼 인덱스 "l"에 대해서 추정 채널의 값의 변화가 일정 임계값 보다 클 때 그 특정 부반송파는 간섭신호의 영향을 받은 것으로 간주하고, 으로 설정하여 그 특정 부반송파가 가지고 있는 데이터는 연판정시 그 해당 부반송파의 연판정을 통해 얻어진 매트릭값을 무시하게 된다.Here, when the change of the estimated channel value for the OFDM symbol index " l " is larger than a certain threshold, the particular subcarrier is considered to be affected by the interference signal. When the data is set by the specific subcarrier, the metric value obtained through the soft decision of the corresponding subcarrier is ignored.
그러나, 이러한 방식을 적용할 경우, 동일 채널 간섭이 발생했을 때 그 부반송파가 가지고 있는 데이터는 무시하게 되므로, 간섭의 영향이 클수록 손실되는 데이터의 수가 더욱 더 커지게 되는 문제점이 있다. However, when this method is applied, the data of the subcarrier is ignored when co-channel interference occurs. Therefore, the greater the influence of the interference, the greater the number of data lost.
이에 따라, 간섭의 위치와 양을 추정하여 더욱 효과적으로 동일 채널 간섭을 제거할 수 있는 기술이 필요하다.Accordingly, there is a need for a technique that can more effectively eliminate co-channel interference by estimating the location and amount of interference.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로써, 그 목적은 채널 추정값에 근거하여 동일 채널의 간섭위치 및 간섭량을 구한 후, 이를 이용하여 연판정 가중치를 구하며, 이 연판정 가중치를 이용하여 복호화함으로서, 동일 채널 간섭 추정 및 복호 성능을 향상시킬 수 있는 OFDM 수신기를 제공하는데 있다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to obtain the soft decision weight using the same, after obtaining the interference position and the interference amount of the same channel based on the channel estimate value, The present invention provides an OFDM receiver capable of improving co-channel interference estimation and decoding performance by decoding by using.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 기술적인 측면은, 수신신호의 파일롯 심볼을 이용하여 채널 왜곡을 추정하는 채널 추정부; 상기 채널 추정부의 채널 추정값을 이용하여, 수신신호의 채널 왜곡을 등화하는 등화부; 상기 등화부에 의해 등화된 수신신호를 직렬형태로 변환하는 P/S 변환부; 상기 채널 추정부로부터의 채널 추정값을 이용하여 수신신호의 전력에 대한 분산값을 구하고, 이 분산값을 이용하여 동일채널 간섭이 존재하는 위치를 검출하고, 그 위치에서 수신신호의 전력을 이용하여 연판정 가중치를 구하는 동일채널 간섭 추정부; 및 상기 P/S 변환부로부터의 데이터 심볼을, 상기 동일채널 간섭 추정부의 연판정 가중치를 이용하여, 데이터 비트로 양자화하는 소프트 디매퍼를 포함하는 OFDM 수신기를 제안한다.One technical aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention comprises: a channel estimator for estimating channel distortion using a pilot symbol of a received signal; An equalizer for equalizing channel distortion of a received signal by using channel estimates of the channel estimator; A P / S converter converting the received signal equalized by the equalizer into a serial form; Obtain a variance of the power of the received signal using the channel estimation value from the channel estimator, detect the position where co-channel interference exists using the variance, and use the power of the received signal at that position An on-channel interference estimator for determining decision weights; And a soft demapper for quantizing the data symbols from the P / S converter into data bits using the soft decision weights of the co-channel interference estimation unit.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에서, 상기 동일채널 간섭 추정부는, 상기 채널 추정부로부터의 수신신호, 채널 추정값 및 기설정된 노이즈 분산을 이용하여, 채널영향 및 노이즈 영향을 줄인 수신신호의 전력에 대한 각 위치별 분산값을 구하는 분산값 계산부; 상기 분산값 계산부로부터의 분산값과 기설정된 기준값을 비교하는 비교부; 상기 분산값이 상기 기준값보다 큰 위치를 동일채널 간섭이 존재하는 위치로 인식하고, 그 해당위치에서의 간섭 전력량을 구하는 간섭전력양 계산부; 및 상기 간섭전력량 계산부의 간섭전력량을 이용하여 상기 연판정 가중치를 구하는 가중치 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one technical aspect of the present invention, the co-channel interference estimator may be configured to reduce the channel influence and noise effect by using the received signal, the channel estimate value, and the predetermined noise variance from the channel estimator. A dispersion value calculation unit for obtaining a dispersion value for each position; A comparison unit comparing the dispersion value from the dispersion value calculation unit with a preset reference value; An interference power amount calculating unit for recognizing a position where the dispersion value is larger than the reference value as a position where co-channel interference exists and obtaining an amount of interference power at the corresponding position; And a weight calculator configured to obtain the soft decision weight using the interference power amount of the interference power amount calculator.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에서, 상기 소프트 디매퍼는, 상기 P/S 변환부로부터의 데이터 심볼에, 상기 동일채널 간섭 추정부의 연판정 가중치를 곱하고, 이 연판정 가중치가 곱해진 데이터 심볼을 데이터 비트로 양자화하는 것을 특징으로 한다.In one technical aspect of the present invention, the soft demapper multiplies the data symbol from the P / S converter by the soft decision weight of the co-channel interference estimation unit, and multiplies the data symbol by which the soft decision weight is multiplied. It is characterized by quantizing with data bits.
또한, 본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면은, RF 신호를 수신하여 RF 신호를 OFDM 심볼로 변환하는 RF부; 상기 RF부의 OFDM 심볼을 병렬형태로 변환하는 S/P 변환부; 상기 S/P 변환부로부터의 OFDM 심볼간의 보호구간을 제거하는 보호구간 제거부; 상기 보호구간 제거부로부터의 OFDM 심볼을 고속 푸리에 변환을 수행하여, 시간영역의 OFDM 심볼을 주파수 영역의 복소 심볼로 변환하는 FFT부; 상기 FFT부로부터의 주파수 영역의 심볼을 데이터 심볼과 파일럿 심볼로 분리하는 부반송파 디매핑부; 상기 부반송파 디매핑부로부터의 수신신호의 파일롯 심볼을 이용하여 채널 왜곡을 추정하는 채널 추정부; 상기 채널 추정부의 채널 추정값을 이용하여, 수신 신호의 채널 왜곡을 등화하는 등화부; 상기 등화부에 의해 등화된 수신신호를 직렬형태로 변환하는 P/S 변환부; 상기 채널 추정부로부터의 채널 추정값을 이용하여 수신신호의 전력에 대한 분산값을 구하고, 이 분산값을 이용하여 동일채널 간섭이 존재하는 위치를 검출하고, 그 위치에서 수신신호의 전력을 이용하여 연판정 가중치를 구하는 동일채널 간섭 추정부; 및 상기 P/S 변환부로부터의 데이터 심볼에, 상기 동일채널 간섭 추정부의 연판정 가중치를 곱하고, 이 연판정 가중치가 곱해진 데이터 심볼을 데이터 비트로 양자화하는 소프트 디매퍼를 포함하는 OFDM 수신기를 제안한다.In addition, another technical aspect of the present invention, the RF unit for receiving the RF signal and converts the RF signal into OFDM symbols; An S / P converter converting OFDM symbols of the RF unit into a parallel form; A guard interval removal unit for removing a guard interval between OFDM symbols from the S / P converter; An FFT unit performing fast Fourier transform on the OFDM symbol from the guard interval elimination unit and converting the OFDM symbol in the time domain into a complex symbol in the frequency domain; A subcarrier demapping unit for separating the symbols of the frequency domain from the FFT unit into data symbols and pilot symbols; A channel estimator estimating a channel distortion using a pilot symbol of a received signal from the subcarrier demapping unit; An equalizer for equalizing channel distortion of a received signal by using channel estimates of the channel estimator; A P / S converter converting the received signal equalized by the equalizer into a serial form; Obtain a variance of the power of the received signal using the channel estimation value from the channel estimator, detect the position where co-channel interference exists using the variance, and use the power of the received signal at that position An on-channel interference estimator for determining decision weights; And a soft demapper that multiplies the data symbols from the P / S converter by the soft decision weights of the co-channel interference estimation unit and quantizes the data symbols multiplied by the soft decision weights into data bits. .
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에서, 상기 동일채널 간섭 추정부는, 상기 채널 추정부로부터의 수신신호, 채널 추정값 및 기설정된 노이즈 분산을 이용하여, 채널영향 및 노이즈 영향을 줄인 수신신호의 전력에 대한 각 위치별 분산값을 구하는 분산값 계산부; 상기 분산값 계산부로부터의 분산값과 기설정된 기준값을 비교하는 비교부; 상기 분산값이 상기 기준값보다 큰 위치를 동일채널 간섭이 존재하는 위치로 인식하고, 그 해당위치에서의 간섭 전력량을 구하는 간섭전력양 계산부; 상기 간섭전력량 계산부의 간섭전력량을 이용하여 상기 연판정 가중치를 구하는 가중치 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In another technical aspect of the present invention, the co-channel interference estimator may be configured to reduce the channel influence and noise effect by using the received signal from the channel estimator, a channel estimate value, and a predetermined noise variance. A variance value calculator for calculating a variance value for each position with respect to the position; A comparison unit comparing the dispersion value from the dispersion value calculation unit with a preset reference value; An interference power amount calculating unit for recognizing a position where the dispersion value is larger than the reference value as a position where co-channel interference exists and obtaining an amount of interference power at the corresponding position; And a weight calculator configured to obtain the soft decision weight using the interference power amount of the interference power amount calculator.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에서, 상기 OFDM 수신기는, 상기 소프트 디매퍼에서 출력되는 데이터 비트를 OFDM 송신기에서 적용된 배열 순서의 역으로 부호 비트를 재배열하는 인터리버; 및 상기 인버리버로부터의 길쌈 부호화된 비트를 복호화하여 송신 데이터 비트를 복원하는 채널 디코더를 더 포함하는 것을 특징으 로 한다. 이때, 상기 채널 디코더는, 비터비 복호기(Viterbi decoder)인 것을 특징으로 한다.In one technical aspect of the present invention, the OFDM receiver comprises: an interleaver for rearranging code bits output from the soft demapper in the reverse order of the arrangement order applied by an OFDM transmitter; And a channel decoder for decoding the convolutional coded bits from the inverber to recover the transmission data bits. In this case, the channel decoder may be a Viterbi decoder.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에서, 상기 채널 추정부는, 파일롯 위치에서 LS(Least Square)방식을 이용한 초기 채널 추정후, DFT(Discrete Fourier Transform) 기반의 채널 추정 기법인 스무딩(smoothing) 기법을 적용하여 채널 추정을 수행하는 것을 특징으로 한다.In one technical aspect of the present invention, the channel estimator, after initial channel estimation using LS (Least Square) at the pilot position, applies a smoothing technique, which is a channel estimation technique based on a Discrete Fourier Transform (DFT). And performing channel estimation.
이와같은 본 발명에 의하면, 채널 추정값에 근거하여 동일 채널의 간섭위치 및 간섭량을 구한 후, 이를 이용하여 연판정 가중치를 구하며, 이 연판정 가중치를 이용하여 복호화함으로서, 동일 채널 간섭 추정 및 복호 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the interference position and the amount of interference of the same channel are obtained based on the channel estimation value, and the soft decision weight is obtained using the same, and the soft decision weight is decoded using the same to determine the same channel interference estimation and decoding performance. Can be improved.
또한, 동일 채널 간섭이 존재하는 OFDM 시스템에, 본 발명의 OFDM 수신기가 적용되면, 간섭이 존재하는 부반송파 위치에서도 데이터를 보다 정확하게 복조할 수 있고, 주파수 효율이 중시되는 환경에서 통신 시스템간의 간섭이 존재할 경우에도 보다 안정된 수신 성능을 보장해 줄 수 있다.In addition, when the OFDM receiver of the present invention is applied to an OFDM system in which co-channel interference exists, data can be more accurately demodulated even at subcarrier positions where interference exists, and interference between communication systems exists in an environment where frequency efficiency is important. In this case, more stable reception performance can be guaranteed.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.The present invention is not limited to the embodiments described, and the embodiments of the present invention are used to assist in understanding the technical spirit of the present invention. In the drawings referred to in the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.
도 2는 본 발명에 따른 OFDM 수신기의 구조도이다.2 is a structural diagram of an OFDM receiver according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 OFDM 수신기는, RF 신호를 수신하여 RF 신호를 OFDM 심볼로 변환하는 RF부(110)와, 상기 RF부(110)의 OFDM 심볼을 병렬형태로 변환하는 S/P 변환부(120)와, 상기 S/P 변환부(120)로부터의 OFDM 심볼간의 보호구간을 제거하는 보호구간 제거부(Cyclic prefix remover)(130)와, 상기 보호구간 제거부(130)로부터의 OFDM 심볼을 고속 푸리에 변환을 수행하여, 시간영역의 OFDM 심볼을 주파수 영역의 복소 심볼로 변환하는 FFT부(140)와, 상기 FFT부(140)로부터의 주파수 영역의 심볼을 데이터 심볼과 파일럿 심볼로 분리하는 부반송파 디매핑부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the OFDM receiver according to the present invention includes an
또한, 본 발명의 OFDM 수신기는, 상기 부반송파 디매핑부(150)로부터의 파일럿 심볼을 이용하여 채널 왜곡을 추정하는 채널 추정부(200)와, 상기 채널 추정부(200)의 채널 추정값을 이용하여, 수신신호의 채널 왜곡을 등화하는 등화부(300)와, 상기 등화부(300)에 의해 등화된 수신신호를 직렬형태로 변환하는 P/S 변환부(400)와, 상기 채널 추정부(200)로부터의 채널 추정값을 이용하여 수신신호의 전력에 대한 분산값을 구하고, 이 분산값을 이용하여 동일채널 간섭이 존재하는 위치를 검출하고, 그 위치에서 수신신호의 전력을 이용하여 연판정 가중치를 구하는 동 일채널 간섭 추정부(500)와, 상기 P/S 변환부(400)로부터의 데이터 심볼을, 상기 동일채널 간섭 추정부(500)의 연판정 가중치를 이용하여, 데이터 비트로 양자화하는 소프트 디매퍼(600)를 포함한다.In addition, the OFDM receiver of the present invention uses a
상기 채널 추정부는, 파일롯 위치에서 LS(Least Square)방식을 이용한 초기 채널 추정후, DFT(Discrete Fourier Transform) 기반의 채널 추정 기법인 스무딩(smoothing) 기법을 적용하여 채널 추정을 수행할 수 있다.The channel estimator may perform channel estimation by applying a smoothing technique, which is a channel estimation technique based on Discrete Fourier Transform (DFT), after initial channel estimation using LS (Least Square) method at a pilot position.
또한, 상기 소프트 디매퍼(600)는, 상기 P/S 변환부로부터의 데이터 심볼에, 상기 동일채널 간섭 추정부의 연판정 가중치를 곱하고, 이 연판정 가중치가 곱해진 데이터 심볼을 데이터 비트로 양자화한다.The
그리고, 상기 OFDM 수신기는, 상기 소프트 디매퍼(600)에서 출력되는 데이터 비트를 OFDM 송신기에서 적용된 배열 순서의 역으로 부호 비트를 재배열하는 인터리버(700)와, 상기 인터리버(700)로부터의 길쌈 부호화된 비트를 복호화하여 송신 데이터 비트를 복원하는 채널 디코더(800)를 포함한다.The OFDM receiver includes an
상기 채널 디코더(800)는, 비터비 복호기(Viterbi decoder)가 채용될 수 있다.As the
도 3은 본 발명에 따른 동일채널 간섭 추정부의 구성도이다.3 is a block diagram of a co-channel interference estimation unit according to the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 동일채널 간섭 추정부(500)는, 상기 채널 추정부(200)로부터의 수신신호, 채널 추정값 및 기설정된 노이즈 분산을 이용하여, 채 널영향 및 노이즈 영향을 줄인 수신신호의 전력에 대한 각 위치별 분산값(Var[Zm[k]])을 구하는 분산값 계산부(510)와, 상기 분산값 계산부(510)로부터의 분산값(Var[Zm[k]])과 기설정된 기준값을 비교하는 비교부(520)와, 상기 분산값이 상기 기준값보다 큰 위치를 동일채널 간섭이 존재하는 위치로 인식하고, 그 해당위치([k])에서의 간섭 전력량()을 구하는 간섭전력양 계산부(530)와, 상기 간섭전력량 계산부(520)의 간섭전력량()을 이용하여 상기 연판정 가중치를 구하는 가중치 계산부(540)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
게다가, 상기 OFDM 수신기는, 상기 소프트 디매퍼(600)에서 출력되는 데이터 비트를 OFDM 송신기에서 적용된 배열 순서의 역으로 부호 비트를 재배열하는 인터리버(700)와, 상기 인터리버(700)로부터의 길쌈 부호화된 비트를 복호화하여 송신 데이터 비트를 복원하는 채널 디코더(800)를 더 포함한다. 여기서, 상기 채널 디코더는, 비터비 복호기(Viterbi decoder)를 적용할 수 있다.In addition, the OFDM receiver includes an
도 4는 SIR이 3dB일때 본 발명의 동일 채널 간섭의 위치 추정 성능 도면이고, 도 4의 그래프는 널리 아려진 "COST 207 TU"라는 채널 환경에서, "SNR(Signal-to-Noise ratio)=10", "SIR(Signal-to-Interference Ratio)=3dB"인 조건을 부여한 경우에, 부반송파 위치별 수신신호 전력의 분산값을 보이는 그래프이다.FIG. 4 is a position estimation performance diagram of co-channel interference of the present invention when SIR is 3 dB, and the graph of FIG. 4 shows "signal-to-noise ratio (SNR) = 10 in a channel environment known as"
도 5는 SIR이 -3dB일때 본 발명의 동일 채널 간섭의 위치 추정 성능 도면으 로, 도 5의 그래프는 널리 알려진 "COST 207 TU"라는 채널 환경에서, "SNR=10", "SIR=-3dB"인 조건을 부여한 경우에, 부반송파 위치별 수신신호 전력의 분산값을 보이는 그래프이다.FIG. 5 is a position estimation performance diagram of co-channel interference of the present invention when SIR is -3dB. The graph of FIG. 5 shows "SNR = 10" and "SIR = -3dB in a well-known channel environment called"
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에서는, 환경을 서로 다르게 하여도 기준값 이상의 분산값을 검출해 낼 수 있음을 알 수 있다.4 and 5, it can be seen that in the present invention, even if the environment is different, the variance value of the reference value or more can be detected.
도 6은 SIR가 -3dB일때 본 발명의 SNR-BER 특성 그래프를 보이는 도면으로, 도 6에서, G11은 연판정 가중치를 적용하지 않은 경우, G12는 본 발명에 의한 연판정 가중치를 적용한 경우, G13은 이상적 채널에 이상적 가중치를 적용한 경우에 대한 그래프이다.6 is a view showing the SNR-BER characteristic graph of the present invention when SIR is -3dB. In FIG. 6, G11 does not apply the soft decision weight, and G12 applies the soft decision weight according to the present invention. Is a graph of the case where the ideal weight is applied to the ideal channel.
도 7은 SIR가 0dB일때 본 발명의 SNR-BER 특성 그래프를 보이는 도면으로, 도 7에서, G21은 연판정 가중치를 적용하지 않은 경우, G22는 본 발명에 의한 연판정 가중치를 적용한 경우, G23은 이상적 채널에 이상적 가중치를 적용한 경우에 대한 그래프이다.7 is a view showing the SNR-BER characteristic graph of the present invention when SIR is 0dB. In FIG. 7, when G21 does not apply soft decision weight, G22 is applied when soft decision weight according to the present invention is applied. It is a graph of applying ideal weights to ideal channels.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 OFDM 수신기에 대해 설명하면, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 OFDM 수신기에서, RF부(110)에서 채널 추정부(200)까지의 신호처리 과정을 먼저 설명한다.2 to 7, the OFDM receiver of the present invention will be described. Referring to FIG. 2, in the OFDM receiver according to the present invention, a signal processing process from the
상기 RF부(110)는, 안테나(ANT2)를 통해 RF 신호를 수신하여 RF 신호를 OFDM 심볼로 변환하여 S/P 변환부(120)로 출력한다. The
상기 S/P 변환부(120)는 상기 RF부(110)의 OFDM 심볼을 병렬형태로 변환하여 보호구간 제거부(130)로 출력한다. The S /
상기 보호구간 제거부(130)는, 채널 상에서 지연으로 인한 손실을 줄이기 위해, 송신시 삽입된 보호구간을, 상기 S/P 변환부(120)로부터의 OFDM 심볼에서 제거하여 FFT부(140)로 출력한다. The
상기 FFT부(140)는, 상기 보호구간 제거부(130)로부터의 OFDM 심볼을 고속 푸리에 변환을 수행하여, 시간영역의 OFDM 심볼을 주파수 영역의 복소 심볼로 변환하여 부반송파 디매핑부(150)로 출력한다. The
상기 부반송파 디매핑부(150)는, 상기 FFT부(140)로부터의 주파수 영역의 심볼을 데이터 심볼과 파일럿 심볼로 분리하여 상기 채널 추정부(200)로 출력한다.The
또한, 상기 채널 추정부(200)는, 상기 부반송파 디매핑부(150)로부터의 파일럿 심볼을 이용하여 DFT 기반의 스무딩(smoothing) 채널 추정을 수행하여 채널 왜곡에 대한 채널 추정값을 구하여 등화부(300) 및 동일채널 간섭 추정부(500)로 출력한다.In addition, the
상기 등화부(300)는, 상기 채널 추정부(200)의 채널 추정값을 이용하여, 수학식 5와 같이 ZF(Zero Forcing)기법으로, 수신신호의 채널 왜곡을 등화하여 P/S 변환부(400)로 출력한다. The
여기서, 는 채널 추정값을 의미하고, 는 수신신호이고, 는 등화된 수신신호이다.here, Means channel estimate, Is the received signal, Is an equalized received signal.
다음, 상기 P/S 변환부(400)는, 상기 등화부(300)에 의해 등화된 수신신호를 직렬형태로 변환하여 소프트 디매퍼(600)로 출력한다.,Next, the P /
한편, 상기 동일채널 간섭 추정부(500)는, 상기 채널 추정부(200)로부터의 채널 추정값을 이용하여 수신신호의 전력에 대한 분산값을 구하고, 이 분산값을 이용하여 동일채널 간섭이 존재하는 위치를 검출하고, 그 위치에서 수신신호의 전력을 이용하여 연판정 가중치를 구하여 소프트 디매퍼(600)에 제공한다.Meanwhile, the
도 2 및 도 3을 참조하여 상기 동일채널 간섭 추정부(500)에 대해 자세히 설명한다.The
도 3에서, 먼저, 상기 동일채널 간섭 추정부(500)의 분산값 계산부(510)는, 상기 채널 추정부(200)로부터의 수신신호, 채널 추정값 및 기설정된 노이즈 분산을 이용하여, 채널영향 및 노이즈 영향을 줄인 수신신호의 전력에 대한 각 위치별 분 산값(Var[Zm[k]])을 구하여 비교부(520)에 출력한다.In FIG. 3, first, the
보다 구체적으로 설명하면, 상기 분산값 계산부(510)는, 상기 분산값(Var[Zm[k]])을, 그 해당위치에서 상기 채널 추정부(200)로부터의 수신신호(), 채널 추정값() 및 기설정된 노이즈 분산()을 이용하여, 하기 수학식 6을 이용하여 구할 수 있다.In more detail, the
여기서, 는 채널영향 및 노이즈 영향을 줄인 수신신호 전력, 는 수신신호, 는 채널 추정값, 그리고 는 기설정된 노이즈 분산.here, Is the received signal power with reduced channel and noise effects, Is the received signal, Is the channel estimate, and Is a preset noise variance.
이때, 상기 분산값(Var[Zm[k]])은, 하기 수학식 7과 같이 채널간섭 전력()으로 추정할 수 있다.In this case, the variance value Var [Zm [k]] is represented by channel interference power (Equation 7). ) Can be estimated.
상기 수학식 6에서, 는 수신 신호에 대해 채널의 영향과 잡음 영향을 줄인 신호전력이고, 에 대해 분산을 구하게 되면 추가적인 간섭이 있는 곳에서만 그 값이 다른 부반송파 위치보다 크게 나오게 된다. In Equation 6, Is the signal power which reduces the influence of the channel and noise on the received signal. When variance is obtained, the value is larger than other subcarrier positions only where there is additional interference.
이에 따라, 상기 수학식 6 및 7을 통해 간섭이 발생한 부반송파 위치를 검출할 수 있다. Accordingly, it is possible to detect the subcarrier position where the interference occurs through the equations (6) and (7).
본 발명에 의한 동일 채널 간섭 추정 및 복호 기법의 성능 검증을 위한 모의실험은 페이딩 채널 환경 모델 COST(European Co-operation in the field of Scientific and Technical research) 207 TU(Typical Urban)에서 이동체 속도 60km/h를 고려하였고, 충분히 많은 반복 과정을 거쳐 통계적인 성능 수치를 기록함으로써 수행되었으며, 그 결과는 도 4 내지 도 7에 나타내었다.Simulation for the performance verification of the co-channel interference estimation and decoding technique according to the present invention is carried out in the fading channel environment model COST (European Co-operation in the field of Scientific and Technical research) 207 TU (Typical Urban) Was taken, and was performed by recording statistical performance figures after a sufficient number of iterations, and the results are shown in FIGS. 4 to 7.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 상기 "COST 207 TU"라는 채널 환경에서, "SNR"와 "SIR"의 조건을 서로 달리 부여하여 본 발명의 부반송파 위치별 수신신호 전력의 분산값을 측정한 결과를 도 4 및 도 5에 보이고 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, in the channel environment of "
도 4의 그래프는 "SNR=10", "SIR=3dB"인 조건을 부여한 경우에, 부반송파 위치별 수신신호 전력의 분산값을 보이는 그래프이고, 도 5의 그래프는 "SNR=10", "SIR=-3dB"인 조건을 부여한 경우에, 부반송파 위치별 수신신호 전력의 분산값을 보이는 그래프이다.4 is a graph showing dispersion values of received signal power for each subcarrier position when a condition of "SNR = 10" and "SIR = 3dB" is given, and the graph of FIG. 5 is "SNR = 10" and "SIR". When the condition of = -3dB "is given, it is a graph which shows the dispersion value of the received signal power for each subcarrier position.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에서는, 환경을 서로 다르게 부여하여도 동일채널내 간섭이 있을 경우에는 기준값 이상의 분산값을 검출해 낼 수 있음을 알 수 있으므로, 본 발명에 의한 분산값을 이용하면 동일 채널 간섭의 유무를 정확하고 용이하게 판정할 수 있다. 즉, 적절한 기준값을 설정하여 간섭 신호의 위치를 추정하면, 여기서 기준값은 간섭 신호가 없다고 가정할 때 상기 수학식 6을 통해 설정할 수 있다. 상기 기준값 보다 클 때 그 부반송파 위치를 간섭의 영향을 받은 것으로 간주한다. 또한, 상기 수학식 6에서 구한 의 분산값은 상기 수학식 7에 보인바와 같이 근사적으로 해당 부반송파 k의 위치에서 간섭량이라 할 수 있다. 4 and 5, in the present invention, even when the environment is given differently, it can be seen that in the case of interference in the same channel, a variance value of more than a reference value can be detected. In this case, the presence or absence of co-channel interference can be determined accurately and easily. That is, when the position of the interference signal is estimated by setting an appropriate reference value, the reference value may be set through Equation 6 on the assumption that there is no interference signal. When it is larger than the reference value, the subcarrier position is considered to be affected by the interference. In addition, obtained from Equation 6 As shown in Equation 7, the variance value of may be referred to as the amount of interference at the position of the corresponding subcarrier k.
다음, 상기 비교부(520)는, 상기 분산값 계산부(510)로부터의 분산값(Var[Zm[k]])과 기설정된 기준값을 비교하고, 상기 분산값이 상기 기준값보다 크면 그 위치(k)를 간섭전력양 계산부(530)에 출력한다.Next, the
그 다음, 상기 간섭전력양 계산부(530)는, 상기 분산값이 상기 기준값보다 큰 위치(k)를 동일채널 간섭이 존재하는 위치로 인식하고, 그 해당위치([k])에서의 간섭 전력량()을 구하여 가중치 계산부(540)에 출력한다.Then, the interference power
보다 구체적으로 설명하면, 상기 간섭전력양 계산부(530)는, 그 해당위치(k)가 데이터 심볼의 위치인지 파일럿 심볼의 위치인지를 확인하고, 각 확인된 위치에 따라 상기 간섭전력량()을 하기 수학식8 또는 수학식9를 이용하여 구할 수 있다.More specifically, the interference power
상기 수학식 8 및 9에 보인 바와같이, 추정된 동일 채널 간섭의 위치에서 순간 간섭 전력량 를 추정하는 방식은 간섭의 영향을 받은 부반송파의 위치가 파일롯 부반송파인지 아니면 데이터를 담고 있는 부반송파 인지 여부에 따라 달라진다.As shown in Equations 8 and 9, the amount of instantaneous interference power at the estimated position of the co-channel interference The method of estimating depends on whether the location of the subcarriers affected by the interference is a pilot subcarrier or a subcarrier containing data.
즉, 상기 수학식 6 및 7을 통해 구한 부반송파 위치가 데이터를 담고 있는 부반송파 일경우에는 수학식 8과 같이 간섭 전력량 구하고, 이와 달리 파일롯 신호를 담고 있는 부반송파인 경우에는 수학식 9를 통해 구하게 된다. That is, when the subcarrier position obtained through Equations 6 and 7 is a subcarrier that contains data, the amount of interference power is obtained as shown in Equation 8. In contrast, when the subcarrier containing a pilot signal is obtained, Equation 9 is obtained.
또한, 동일 채널 간섭의 위치가 데이터 부반송파 위치일 경우에는 데이터의 값을 알 수 없기 때문에 수학식 8과 같이 근사적으로 구하고, 그 위치가 파일롯 부반송파 위치일 경우에는 파일롯 신호는 수신측에서 미리 알고 있으므로 수학식 9에 의해서 구할 수 있다.Since the value of the data is not known when the co-channel interference position is the data subcarrier position, it is approximated as in Equation 8, and when the position is the pilot subcarrier position, the pilot signal is known in advance by the receiver. It can obtain | require by (9).
그리고, 상기 가중치 계산부(540)는, 상기 간섭전력량 계산부(520)의 간섭전력량()을 이용하여 상기 연판정 가중치를 구하여 상기 소프트 디매 퍼(600)에 공급한다.In addition, the
보다 구체적으로 설명하면, 상기 가중치 계산부(540)는, 상기 채널 추정값, 노이즈 분산 및 상기 간섭전력량 계산부(520)의 간섭전력량()을 이용하여, 상기 연판정 가중치()를 하기 수학식10을 이용하여 구할 수 있다.In more detail, the
상기 수학식 10의 연판정 가중치()에서, 는 동일 채널 간섭의 영향을 받은 k번째 부반송파에 대한 간섭전력량으로서, 그 위치에 따라 상기 수학식 8 및 9에서 구할 수 있다.Soft decision weight of Equation 10 )in, Is the amount of interference power for the k-th subcarrier affected by co-channel interference, and can be obtained from Equations 8 and 9 according to its position.
그 다음으로, 상기 소프트 디매퍼(600)는, 상기 P/S 변환부(400)로부터의 데이터 심볼에, 상기 동일채널 간섭 추정부(500)의 연판정 가중치를 곱하고, 이 연판정 가중치가 곱해진 데이터 심볼을 데이터 비트로 양자화한다.Next, the
즉, 상기 소프트 디매퍼(600)에서 연판정이 이루어지게 되는데, 이 때, 상기 동일채널 간섭 추정부(500)에서 추정된 동일 채널 간섭의 위치와 그 간섭 위치에서의 간섭량을 바탕으로 적절한 연판정 가중치가 구해지고, 이와같이 구해진 연판정 가중치()는, 하기 수학식 11 및 12에 나태낸 바와같이 등화된 수신신호(,)에 곱해져서 양자화 된다.That is, the soft decision is made in the
상기 수학식 11 및 12에서, k는 OFDM 심볼의 부반송파 인덱스를 가리키고, Z(x)는 "round((-x+1)/2*QL)"(QL = 22 -1, n=양자화 비트수)이며, 이 Z(x)는 연판정을 위한 비트수(n)에 대해 양자화 하는 함수이다. In
상기 수학식 11에서, ,는 16 QAM 변조 심볼의 인-페이즈(in-phase) 비트에 대한 연판정된 비트이고, 쿼드러처(quadrature) 성분의 연판정된 비트는 수학식 12와 같이 ,로 나타낸다.In
또한, 상기 수학식 11 및 12에 보인 바와같이, 등화된 수신신호(,)에 연판정 가중치가 곱해지므로 QPSK나 64QAM에도 적용할 수 있다.Further, as shown in
이후, 상기 소프트 디매퍼(600)에서 출력되는 데이터 비트는 디인터리버(700)에서 송신단에서 임의로 배열했던 순서의 역으로 부호 비트를 재배열된다.Thereafter, the data bits output from the
그 다음, 채널 디코더인 비터비 복호기(Viterbi decoder)(800)에서는 길쌈 부호화된 비트의 복호가 이루어지게 된다.Next, in the
다른 한편, 본 발명에 의한 동일 채널 간섭 추정 및 복호 기법의 성능 검증을 위한 모의실험은 페이딩 채널 환경 모델 COST(European Co-operation in the field of Scientific and Technical research) 207 TU(Typical Urban)에서 이동체 속도 60km/h를 고려하였고, 충분히 많은 반복 과정을 거쳐 통계적인 성능 수치를 기록함으로써 수행되었으며, 그 결과는 도 6, 7에 나타내었다.On the other hand, the simulation for verifying the performance of the co-channel interference estimation and decoding technique according to the present invention is carried out in the fading channel environment model COST (European Co-operation in the field of Scientific and Technical research) 207 TU (Typical Urban) Considering 60 km / h, it was performed by recording a statistical performance value after a sufficient number of iterations, the results are shown in Figures 6 and 7.
도 6 및 도 7에 대해 구체적으로 설명한다.6 and 7 will be described in detail.
도 6 및 도 7을 참조하면, 채널 추정기법은 파일롯 위치에서 LS(Least Square)방식을 이용한 초기 채널 추정후, DFT(Discrete Fourier Transform) 기반의 채널 추정 기법인 스무딩(smoothing) 기법을 적용하여 채널 추정으로 인한 오차를 줄이고 정확한 동일 채널 간섭의 추정이 이루질 수 있도록 하였다.6 and 7, after estimating an initial channel using LS (Least Square) at a pilot position, a channel estimation technique is performed by applying a smoothing technique, which is a channel estimation technique based on a Discrete Fourier Transform (DFT). The error due to the estimation is reduced and accurate co-channel interference estimation can be made.
또한, 간섭 신호 모델링은 가우스 간섭 모델링(Gaussian Interference modeling)을 통해 각 신호전력과 동일하거나 다른 전력을 가지는 경우를 가정하여 협대역 동일 채널 간섭 신호를 생성해서, 각 OFDM 연속된 소수개의 부반송파에 할당함으로 동일 채널 간섭 신호를 추정하여 보상하는 본 발명의 성능을 살펴보았다. 여기서, 간섭 전력의 비율은 SIR(-3, 0dB)로 설정하여 간섭 전력에 따라서 간섭 전력 추정이 정확하게 이루어지는지 평가를 하였다. In addition, the interference signal modeling generates a narrowband co-channel interference signal on the assumption that the signal has the same or different power as that of each signal through Gaussian Interference Modeling, and assigns it to each OFDM consecutive subcarrier. The performance of the present invention for estimating and compensating co-channel interference signals has been described. Here, the ratio of the interference power was set to SIR (-3, 0 dB) to evaluate whether the interference power estimation is accurately made according to the interference power.
그리고, 인터리버는 랜덤 인터리버를 사용하였으며, K(구속장 길이)는 7 그리고 부호율은 1/2를 사용하였다. 비터비 복호는 가중치 적용후 4비트-연판정을 사용하였다.The interleaver uses a random interleaver, uses 7 for the length of the binding length and 1/2 for the code rate. Viterbi decoding used a 4-bit soft decision after weighting.
도 6에서는 본 발명의 OFDM 수신기의 동일 채널 간섭 추정 방식과 복호 기법의 성능을 평가하기 위해, 비교 대상으로 먼저 상한 성능을 이상적인 채널 추정 방식을 사용하는 경우와 간섭 위치와 양을 정확히 알고 있는 경우로 설정하였다. In FIG. 6, in order to evaluate the performance of the same channel interference estimation method and the decoding method of the OFDM receiver according to the present invention, the upper limit performance is first used as a comparison target and the case where the interference location and amount are accurately known. Set.
그리고 추정 성능을 비교하기 위해, LS와 스무딩(smoothing)방식의 채널 추정 조건하에서 간섭 위치와 전력량을 실제 알고 있는 경우(G13)와 본 발명에서 제안하는 추정방식을 사용하는 경우(G12) 그리고 가중치를 적용하지 않는 경우(G11)에 대해 각 복호된 비트 에러 성능을 비교하였다. In order to compare the estimation performance, under the LS and the smoothing channel estimation condition, if the interference location and the amount of power are actually known (G13), and using the estimation method proposed by the present invention (G12) and weights are obtained. Each decoded bit error performance was compared for the case where it does not apply (G11).
먼저, LS와 스무딩(smoothing) 방식을 이용하여 채널추정을 사용하고 간섭 전력을 추정하여 이를 가중치로 적용했을 때(G12)와 실제 간섭 전력과 위치를 알고 있는 경우(G13)와 비교했을 때, 그 결과는 약 1dB내의 근소한 BER 성능 차이를 보였다. 그리고 가중치를 주지 않고 연판정을 했을 경우(G11)보다는 본 발명에서 제안하는 가중치 적용방식을 사용한 경우(G12)가 높은 SNR에서 약 2dB 이상의 coded BER 성능 이득을 보였다.First, when using the channel estimation using LS and the smoothing method, and estimating the interference power and applying it as a weight (G12) compared with the case where the actual interference power and position are known (G13), The results showed a slight difference in BER performance within about 1dB. In addition, when the soft decision is made without weighting (G11), the weighting method proposed by the present invention (G12) shows a coded BER performance gain of about 2dB or more at high SNR.
도 7은 전술한 바와 같은 동일한 조건에서, 신호 대 간섭 전력 비율만 0dB로 달리하여 동일 채널 추정 성능을 살펴본 것이다. 도 7에 나타난 성능과 비교했을 때 높은 SNR에서 상한 성능과의 차이가 더욱 적음을 알 수 있다. 이는 간섭 전력으로 인한 채널 추정 오류와 같은 성능 저하 요인이 상대적으로 적기 때문이다.FIG. 7 illustrates the same channel estimation performance by varying only the signal-to-interference power ratio by 0 dB under the same conditions as described above. Compared with the performance shown in FIG. 7, it can be seen that the difference with the upper limit performance is smaller at higher SNR. This is because there are relatively few performance degradation factors such as channel estimation error due to interference power.
즉, 도 6은 SIR가 -3dB일때 본 발명의 SNR-BER 특성 그래프를 보이는 도면이고, 도 7은 SIR가 0dB일때 본 발명의 SNR-BER 특성 그래프를 보이는 도면으로, 도 6 및 도 7을 참조하면, 연판정 가중치를 적용하지 않은 경우의 그래프(G11,G21)보다는, 본 발명에 의한 연판정 가중치를 적용한 경우의 그래프(G12,G22)에서 "BER"이 개선되었음을 알 수 있고, 이는 이상적 채널에 이상적 가중치를 적용한 경우의 그래프(G13,G23)의 "BER"과 거의 비슷하다는 것을 알 수 있다.That is, Figure 6 is a diagram showing the SNR-BER characteristic graph of the present invention when the SIR is -3dB, Figure 7 is a diagram showing the SNR-BER characteristic graph of the present invention when the SIR is 0dB, see Figures 6 and 7 In this case, it can be seen that "BER" is improved in the graphs G12 and G22 when the soft decision weight is applied according to the present invention, rather than the graphs G11 and G21 when the soft decision weight is not applied, which is an ideal channel. It can be seen that it is almost similar to "BER" in the graphs G13 and G23 when the ideal weight is applied to the graph.
전술한 바와 같은 본 발명에서, OFDM 수신기에서 동일 채널 간섭이 존재할 때 간섭신호의 위치와 그 크기를 추정하고 이것을 각 부반송파의 채널 상태 정보로 활용한다. 이 추정된 연판정 가중치를 소프트 디매퍼에서 연판정시 이용함으로써 동일 채널 간섭의 영향을 감소시킬 수 있다.In the present invention as described above, when co-channel interference exists in the OFDM receiver, the position and size of the interference signal are estimated and used as channel state information of each subcarrier. By using this estimated soft decision weight in soft decision in the soft demapper, the influence of co-channel interference can be reduced.
또한, 기존의 이레이징(erasing) 방법과는 달리 특정 부반송파에 간섭이 있을 때 단순히 그 부반송파의 포함된 데이터를 버리는 것이 아니라 동일 채널 간섭 위치에서 간섭량을 추정하여 그 정보를 소프트 디매퍼의 연판정 가중치로 이용함으로써 비트 에러 확률을 줄여 더욱 향상된 수신 성능을 얻고자 한다.In addition, unlike the conventional erasing method, when there is interference on a specific subcarrier, the soft decision weight of the soft demapper is estimated by estimating the amount of interference at the co-channel interference location instead of simply discarding the data included in the subcarrier. In order to reduce the bit error probability, we can obtain more improved reception performance.
즉, 본 발명에 의해, 동일 채널 간섭 추정과 복호 기법을 제공하는 OFDM 수신기는, 동일 채널 간섭이 존재하는 실제 OFDM 시스템 기반의 수신환경에서 동일 간섭의 위치와 간섭량을 근사적으로 추정하고 이 정보를 비터비 복호기에 적용함으로써 향상된 BER성능을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. That is, according to the present invention, the OFDM receiver providing the same channel interference estimation and decoding scheme estimates the position and the amount of interference and estimates the information of the same interference in the reception environment based on the actual OFDM system in which the same channel interference exists. By applying the Viterbi decoder, it can be seen that improved BER performance can be obtained.
도 1은 일반적인 OFDM 송신기의 구조도.1 is a structural diagram of a typical OFDM transmitter.
도 2는 본 발명에 따른 OFDM 수신기의 구조도.2 is a structural diagram of an OFDM receiver according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 동일채널 간섭 추정부의 구성도.3 is a block diagram of a co-channel interference estimation unit according to the present invention.
도 4는 SIR이 3dB일때 본 발명의 동일 채널 간섭의 위치 추정 성능 도면.4 is a positional estimation performance diagram of co-channel interference of the present invention when SIR is 3 dB.
도 5는 SIR이 -3dB일때 본 발명의 동일 채널 간섭의 위치 추정 성능 도면.5 is a diagram of the position estimation performance of co-channel interference of the present invention when SIR is -3 dB.
도 6은 SIR가 -3dB일때 본 발명의 SNR-BER 특성 그래프를 보이는 도면.6 is a graph showing the SNR-BER characteristic graph of the present invention when the SIR is -3 dB.
도 7은 SIR가 0dB일때 본 발명의 SNR-BER 특성 그래프를 보이는 도면.7 is a diagram showing a SNR-BER characteristic graph of the present invention when SIR is 0 dB.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : RF부 120 : P/S 변환부 110: RF unit 120: P / S conversion unit
130 : 보호구간 삽입부 140 : FFT부130: protection section insertion section 140: FFT section
150 : 부반송파 디매핑부 200 : 채널 추정부150: subcarrier demapping unit 200: channel estimating unit
300 : 등화부 400 : P/S 변환부300: equalizer 400: P / S conversion unit
500 : 동일채널 간섭 추정부 600 : 소프트 디매퍼500: co-channel interference estimation unit 600: soft demapper
510 : 분산값 계산부 520 : 비교부510: variance value calculation unit 520: comparison unit
530 : 간섭전력양 계산부 540 : 가중치 계산부530: interference power amount calculation unit 540: weight calculation unit
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