KR20100076358A - 직교 주파수 분할 다중화 시스템의 시변 채널 추정 장치 및방법 - Google Patents

직교 주파수 분할 다중화 시스템의 시변 채널 추정 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 시스템을 위한 시변 다중경로채널 추정에 관한 것으로서, OFDM 시스템의 수신단에서 OFDM 심볼 주기의 임의의 샘플링 시간(sampling time)에서 관찰한 다중경로채널의 각 경로의 시간지연, 크기 및 위상 응답인 순시 임펄스 응답(instantaneous impulse response)을 임의의 수만큼 추정하고 이들을 보간(interpolation)함으로써 OFDM 심볼주기 동안의 모든 채널변화를 추정할 수 있는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치는 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼을 포함하는 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호 간 상호상관을 취하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력한다.
이에 따라 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법은 임의의 채널 추정 위치에서 임의의 블록 길이를 사용하여 한 OFDM 심볼구간 내에서 다수의 임펄스 응답을 자유롭게 추정할 수 있으므로 다중경로 채널의 시변 특성에 관계없이 선형 근사화가 가능하여 채널의 시변에 효과적으로 대처할 수 있는 장점을 갖는다.

Description

직교 주파수 분할 다중화 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법{CHANNEL ESTIMATION APPARATUS AND METHOD OF OFDM SYSTEM}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 시스템을 위한 시변 다중경로채널(time-varying multipath channel) 추정에 관한 것으로서, OFDM 시스템의 수신단에서 OFDM 심볼 주기의 임의의 샘플링 시간(sampling time)에서 관찰한 다중경로채널의 각 경로의 시간지연, 크기 및 위상 응답인 순시 임펄스 응답(instantaneous impulse response)을 임의의 수만큼 추정하고 이들을 보간(interpolation)함으로써 OFDM 심볼주기 동안의 모든 채널변화를 추정할 수 있는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.
OFDM은 전체 주파수 대역을 다수의 협대역 부채널(subchannel)로 분할하여 병렬 전송하는 직교 다채널 전송(orthogonal multichannel transmission) 방식으로, 다중경로채널(multipath channel)의 최대지연확산(maximum delay spread)보다 긴 CP(Cyclic Prefix)를 보호구간(guard interval)으로 OFDM 심볼 사이에 삽입함으로써 무선 광대역 전송시에 발생하는 다중경로에 의한 주파수 선택적 페이 딩(frequency selective fading)을 단일탭 등화기(one tap equalizer)를 사용하여 효과적으로 극복할 수 있는 방식이다.
그러나 OFDM 방식은 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)와 FFT(Fast Fourier Transform)를 통해 각각 변조와 복조를 수행하는 선형 직교 변환 방식으로 OFDM 심볼주기 동안의 채널 특성이 변하지 않는 시불변 채널을 가정하여 개발된 방식이므로 송수신기의 상대적인 이동으로 인해 채널의 특성이 OFDM 심볼주기 내에서 변하는 경우에는 FFT 과정에서 부반송파(subcarrier) 사이의 직교성이 파괴되어 복조 신호에 채널간 간섭(Inter-Channel Interference: ICI)이 발생하게 된다.
ICI는 수신단의 데이터 검출시 잡음과 유사한 형태로 영향을 미쳐 OFDM 시스템의 수신성능을 저하하므로 이에 대처하기 위해서는 ICI 제거 또는 등화 등의 보상기법이 사용되어야 한다. ICI를 효과적으로 보상하기 위해서는 먼저 ICI를 추정해야 하며, ICI는 다중경로 채널의 시간에 따른 변화를 모두 포함하고 있으므로 정확한 ICI 보상을 위해서는 기본적으로 모든 샘플링 시간에서의 임펄스 응답을 추정하는 샘플링 주기 단위의 채널 추정기법이 필요하다.
기존의 파일럿을 이용한 주파수 영역 LS(Least Square) 기준의 채널추정 기법이나 시간영역 상관 기법들은 OFDM 심볼주기 동안의 모든 임펄스 응답을 구하는 것이 아니라 각 경로의 변화에 대한 평균값만을 구하는 심볼주기 단위 채널 추정방식이다. 특히, OFDM 심볼주기 내에서의 모든 경로 변화가 선형인 경우에는 각 OFDM 심볼주기의 1/2 위치에 해당하는 샘플링 시간에서의 임펄스 응답을 구하는 것과 동일한 결과를 제공하므로 이들 기법들만을 사용해서는 시변 채널을 정확히 추 정할 수 없다.
이와 같은 문제를 해결하기 위한 방법으로 도 1에서는 인접한 두 OFDM 심볼 사이의 채널 변화가 1차 선형 방정식으로 모델링된다는 부분 선형 근사화 가정하에 기존의 파일럿을 이용한 심볼주기 단위의 채널 추정 기법에 선형 보간을 결합한 새로운 추정기법이 제안하였다.
상술한 방법에서는 먼저 파일럿 심볼을 이용한 주파수 영역 LS 추정기법을 통해 각 OFDM 심볼 주기의 1/2에서의 임펄스 응답을 추정한 후 인접한 두 OFDM 심볼의 임펄스 응답을 샘플링 시간단위로 선형 보간하여 전체 시변 채널을 추정한다. 이 방법은 연속된 두 OFDM 심볼 사이의 채널 변화가 선형인 경우에 간단한 방법으로 우수한 추정성능을 제공하지만 채널의 시변율이 증가하여 OFDM 심볼주기 내에서의 경로 변화가 비선형이 되는 고속 시변 채널의 경우에는 추정 오차가 증가하게 되는 단점이 있다.
이와 같이 채널 시변율 증가에 따른 추정오차 증가에 대처하기 위해 도 2에서는 하나의 OFDM 심볼구간을 다수개의 부블록(subblock)으로 분할한 후 각 부블록에서 채널의 임펄스 응답을 추정한 후 인접한 두 임펄스 응답을 선형 보간하여 전체 시변 채널을 추정하는 새로운 추정기법을 제안하였다.
상술한 방법은 각 부블록에서의 임펄스 응답 추정을 위해 먼저 부블록의 수와 동일한 시간영역에서의 반복적 패턴을 갖는 파일럿 심볼을 삽입하여 전송한다. 수신단에서는 반복패턴의 기본패턴을 이용하여 수신 신호와 시간 영역의 상관을 취하여 각 부블록 주기의 1/2 위치에서의 임펄스 응답을 추정한다.
그러나 상술한 방법은 부블록의 수가 증가할수록 부블록의 주기가 짧아져 채널추정에 사용되는 샘플수가 감소하여 잡음에 의한 채널 추정의 성능 저하가 발생하며 특히, DVB 시스템이나 와이브로 시스템과 같이 파일럿 심볼이 시간영역에서 반복적 패턴을 가지는 않는 일반적인 상황에서는 적용이 불가능하다는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 그 목적은 임의의 채널 추정 위치에서 임의의 블록 길이를 사용하여 한 OFDM 심볼구간 내에서 다수의 임펄스 응답을 자유롭게 추정할 수 있으므로 다중경로 채널의 시변 특성에 관계없이 선형 근사화가 가능한 채널 추정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
나아가, 채널의 변화율에 따라 채널 추정 위치에서의 최적의 블록 길이를 산출하여 채널 추정함으로써 비선형 시변 채널을 효과적으로 선형 근사화할 수 있고 이를 통해 기존의 반복적 패턴의 파일럿 방식보다 우수한 추정성능을 갖는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 일 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치는 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼을 포함하는 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 구간동안의 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호 간 상호상관을 취하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하되, 수신된 수신 신 호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 샘플링 시간 선정부와, 샘플링 시간 선정부에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 추정 범위 설정부와, 추정 범위 설정부에 의해 추출된 추정 범위 신호와 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상관 관계를 통해 임의의 샘플링 시간에서 채널 추정 값을 산출하여 출력하는 채널 추정부를 포함한다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 채널 추정부는 추정 범위 설정부에 의해 추출된 추정 범위 신호와 해당 추정 범위 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관 기법을 통한 상관 결과를 출력하는 상관기와, 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과를 산출하고 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 파일럿 상관기와, 상관기로부터 출력되는 상관 처리 결과와 파일럿 상관기를 통해 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 곱셈기를 포함한다.
아울러 본 발명의 일 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법은 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼을 포함하는 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 구간동안의 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호 간 상호상관을 취하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하되, 수신된 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 a) 단계와, a) 단계로부터 선정된 시간을 중심으로 채널의 임펄스 응답 추정을 위한 추정 범위를 설정하고 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 b) 단계와, 추정 범위 신호 와 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상관 관계를 통해 임의의 샘플링 시간에서 채널 추정 값을 산출하여 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 c) 단계는 추정 범위 신호와 해당 추정 범위 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관 기법을 통해 상관 결과를 출력하는 c1) 단계와, 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과를 산출하고 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 c2) 단계와, c1) 단계로부터 출력되는 상관 처리 결과와 c2) 단계로부터 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 c3) 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법은 수신 신호에서 데이터를 제거하거나 이용하여, 데이터 또는 채널의 간섭에 의해 발생하는 노이즈를 제거하여 더욱 정확한 채널 추정을 할 수 있다.
본 발명에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법은 임의의 채널 추정 위치에서 임의의 블록 길이를 사용하여 한 OFDM 심볼구간 내에서 다수의 임펄스 응답을 자유롭게 추정할 수 있으므로 다중경로 채널의 시변특성에 관계없이 선형 근사화가 가능하여 채널의 시변에 효과적으로 대처할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법은 채널의 변화율에 따라 채널 추정 위치에서의 최적의 블록 길이를 산출하여 채널 추정함으로써 비선형 시변 채널을 효과적으로 선형 근사화할 수 있으므로 우수한 추정성능 을 갖는 장점을 갖는다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정을 개략적으로 도시한 개요도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치는 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼을 포함하는 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 구간동안의 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호 간 상호상관을 취하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하되, 수신된 수신 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 샘플링 시간 선정부(101)와, 샘플링 시간 선정부(101)에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 추정 범위 설정부(103)와, 추정 범위 설정부(103)에 의해 추출된 추정 범위 신호와 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상관 관계를 통해 임의의 샘플링 시간에서 채널 추정 값을 산출하여 출력하는 채널 추정부(105)를 포함한다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 채널 추정부(105)는 추정 범위 설정부(103)에 의해 추출된 추정 범위 신호와 해당 추정 범위 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관 기법을 통한 상관 결과를 출력하는 상관기(1051)와, 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과를 산출하고 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 파일럿 상관기(1053)와, 상관기(1051)로부터 출력되는 상관 처리 결과와 파일럿 상관기(1053)를 통해 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 제 1곱셈기(1055)를 포함하여 구성된다.
일반적으로
Figure 112008089247237-PAT00001
번째 OFDM 심볼의
Figure 112008089247237-PAT00002
번째 샘플링 시간에서의 시간영역 OFDM 심볼은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00003
여기서,
Figure 112008089247237-PAT00004
는
Figure 112008089247237-PAT00005
번째 부채널로 전송되는 주파수 영역 심볼을 나타내며,
Figure 112008089247237-PAT00006
은 전체 부반송파 수를 나타낸다. 본 발명에서는
Figure 112008089247237-PAT00007
개의 부반송파가
Figure 112008089247237-PAT00008
개의 데이터,
Figure 112008089247237-PAT00009
개의 파일럿, 그리고 1개의 DC 부반송파로 구성된다고 가정한다. 따라서,
Figure 112008089247237-PAT00010
이며, 데이터 심볼과 파일럿 심볼은 중첩되지 않는 서로 다른 부채널로 전송된다.
또한,
Figure 112008089247237-PAT00011
는 OFDM 심볼주기에 포함된 시간영역 OFDM 신호의 샘플의 수를 나타내며, 유효 OFDM 심볼주기와 CP에 포함된 신호 샘플의 합인
Figure 112008089247237-PAT00012
이 된다.
Figure 112008089247237-PAT00013
번째 OFDM 심볼 주기 동안 전송된 신호는 시변 다중경로 채널을 통과한 후 잡음이 포함되어 수신되며, 수신 신호는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00014
임의의 샘플링 시간에서 다중경로 채널의 임펄스 응답은
Figure 112008089247237-PAT00015
개의 탭을 갖는 FIR(Finite Impulse Response) 필터로 모델링 되므로
Figure 112008089247237-PAT00016
는 기저대역(baseband)에서 샘플링된 다중경로 채널의 이산시간(discrete-time) 임펄스 응답을 나타내며,
Figure 112008089247237-PAT00017
번째 OFDM 심볼의
Figure 112008089247237-PAT00018
번째 샘플링 시간에서의
Figure 112008089247237-PAT00019
번째 탭 계수를 의미한다.
Figure 112008089247237-PAT00020
는 평균이 '0'이며 분산이
Figure 112008089247237-PAT00021
인 가산성 백색 가우스 잡음(Additive White Gaussian Noise: AWGN)을 나타낸다.
본 발명에서는 임의의 샘플링 시간에서의 채널 추정을 위해 추정 위치를 중심으로
Figure 112008089247237-PAT00022
구간 동안의 수신 신호 및 파일럿 신호를 이용하며, 이러한 추정 위치와 추정 범위 즉,
Figure 112008089247237-PAT00023
구간은 샘플링 시간 선정부(101)와 추정 범위 설정 부(103)에 의해 설정된다.
샘플링 시간 선정부(101)는 예를 들면, 안테나로부터 수신 신호를 수신하여 채널 추정을 위한 샘플링 시간을 설정하는데, 이때 비선형적 채널 변경을 선형적으로 근사화하기 위하여 추정 범위 설정부(103)에 의해 설정된 추정 범위 내에서 하나 이상 설정될 수 있다. 부가적으로 샘플링 시간 선정부(101)는 시변 채널을 감지하여 변화율이 낮거나 선형으로 변화하는 영역의 끝과 시작점으로 설정하는 것이 바람직하다.
추정 범위 설정부(103)는 샘플링 시간 선정부(101)에 의해 추정 위치 즉, 샘플링 시간이 설정되면, 해당 샘플링 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위
Figure 112008089247237-PAT00024
구간을 설정한다.
추정 범위 설정부(103)에 의해 추정 범위 즉
Figure 112008089247237-PAT00025
구간이 설정되면, 채널 추정부(105)는 해당 추정 범위 내에 있는 수신 신호와 파일럿 신호를 이용하여 상관 관계를 통해
Figure 112008089247237-PAT00026
에서의 채널 값을 추정할 수 있다.
이를 도 3을 통해 상세히 설명하면,
Figure 112008089247237-PAT00027
번째 OFDM 심볼에서 추정하고자 하는 위치
Figure 112008089247237-PAT00028
이
Figure 112008089247237-PAT00029
보다 작거나,
Figure 112008089247237-PAT00030
가
Figure 112008089247237-PAT00031
보다 클 경우,
Figure 112008089247237-PAT00032
구간 내에 두 개의 OFDM 심볼이 포함된다. 즉
Figure 112008089247237-PAT00033
번째 OFDM 심볼에서의 채 널 임펄스 응답을 추정하기 위해서는
Figure 112008089247237-PAT00034
번째 OFDM 심볼 뿐만 아니라
Figure 112008089247237-PAT00035
번째와
Figure 112008089247237-PAT00036
번째 OFDM 심볼도 필요하다.
Figure 112008089247237-PAT00037
번째 OFDM 심볼에서 채널 임펄스 응답의 추정을 위해
Figure 112008089247237-PAT00038
번째와
Figure 112008089247237-PAT00039
번째 OFDM 심볼을 포함한 수신 신호를 수학식 3과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00040
여기서
Figure 112008089247237-PAT00041
는
Figure 112008089247237-PAT00042
번째 OFDM 심볼주기 동안 수신된 신호를 나타내며 수학식 4와 같다.
Figure 112008089247237-PAT00043
수학식 3에서 정의된 수신 신호와 마찬가지로 인접 심볼들로 구성된 송신 신호
Figure 112008089247237-PAT00044
와 AWGN
Figure 112008089247237-PAT00045
및
Figure 112008089247237-PAT00046
번째 다중경로 채널의 임펄스 응답
Figure 112008089247237-PAT00047
를 수학식 5 내지 수학식 7과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00048
Figure 112008089247237-PAT00049
Figure 112008089247237-PAT00050
여기서 ,
Figure 112008089247237-PAT00051
,
Figure 112008089247237-PAT00052
와
Figure 112008089247237-PAT00053
는 수학식 8 내지 수학식 10과 같다.
Figure 112008089247237-PAT00054
Figure 112008089247237-PAT00055
Figure 112008089247237-PAT00056
또한, 수신 신호
Figure 112008089247237-PAT00057
는 데이터 신호
Figure 112008089247237-PAT00058
와 파일럿 신호
Figure 112008089247237-PAT00059
로 구성되어 있으며 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00060
여기서
Figure 112008089247237-PAT00061
와
Figure 112008089247237-PAT00062
는 수학식 12와 수학식 13과 같다.
Figure 112008089247237-PAT00063
Figure 112008089247237-PAT00064
여기서
Figure 112008089247237-PAT00065
와
Figure 112008089247237-PAT00066
는 수학식 14와 수학식 15로 정의된다.
Figure 112008089247237-PAT00067
Figure 112008089247237-PAT00068
여기서
Figure 112008089247237-PAT00069
와
Figure 112008089247237-PAT00070
은
Figure 112008089247237-PAT00071
번째 OFDM 심볼의
Figure 112008089247237-PAT00072
번째 샘플링 시간에서의 데이터 신호와 파일럿 신호를 나타낸다.
데이터 신호와 파일럿 신호를 상술한 수학식을 통해 산출하면, 채널 추정부(105)의 상관기(1051)는 샘플링 시간 선정부(101)에 의해 선정된 샘플링 시간에서의 채널 추정을 위하여 수신신호와 파일럿 신호의 상호 상관 신호를 출력한다.
즉, 상관기(1051)는 상술한 임의의 샘플링 시간 에서의 채널 추정을 위해 수신 신호
Figure 112008089247237-PAT00074
와
Figure 112008089247237-PAT00075
샘플 지연된 파일럿 신호
Figure 112008089247237-PAT00076
와의 상호상관 신호
Figure 112008089247237-PAT00077
를 수학식 16과 같이 정의한다.
Figure 112008089247237-PAT00078
여기서
Figure 112008089247237-PAT00079
는 신호
Figure 112008089247237-PAT00080
와
Figure 112008089247237-PAT00081
의 상관 함수를 의미하며 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00082
또한,
Figure 112008089247237-PAT00083
는
Figure 112008089247237-PAT00084
번째 샘플링 시간에서
Figure 112008089247237-PAT00085
번째 다중경로 채널의
Figure 112008089247237-PAT00086
구간 평균값을 나타내며,
Figure 112008089247237-PAT00087
의 값은 채널의 시변 특성에 따라 가변적으로 선택할 수 있다.
추정 범위 설정부(103)는 수신 신호의 채널 시변율에 따라 추정 범위를 조정하되, 시변율이 작을 경우 추정 범위를 증가시키고, 시변율이 클 경우 추정 범위를 감소시킨다. 이러한 추정 범위 설정부(103)의 범위 조절은 예를 들면, 수신 신호의 프리앰블을 통해 수신 신호의 전체 시변율을 예측하고, 예측된 시변율을 참조하여 이루어질 수 있다. 프리앰블은 파일럿만으로 이루어지며, 파일럿은 송수신단 모두 규약을 통해 알고 있는 신호이다. 이에 따라 대략적인 수신 신호의 전체 시변율을 예측할 수 있는 것이다. 본 명세서에서는 프리앰블을 이용한 추정 방법을 예를 들어 설명하였으나, 상술한 프리앰블을 이용한 방법 이외에도 다양한 방법의 채널 시변율을 통한 추정 범위의 조절이 가능할 것이다.
즉, 채널의 시변율이 작을 경우 선형으로 변하는 구간이 길어지게 되어
Figure 112008089247237-PAT00088
값을 크게 선택할 수 있으며, 반대로 채널의 시변율이 큰 경우 채널의 변화가 선형인 구간이 짧아지게 되어
Figure 112008089247237-PAT00089
값 또한 작게 선택하여야 한다.
임의의 샘플링 시간
Figure 112008089247237-PAT00090
에서 각각의 다중경로 채널을 추정하기 위해 수학식 16에서 구한
Figure 112008089247237-PAT00091
를 행렬 형태로 나타내면 수학식 18과 같다.
Figure 112008089247237-PAT00092
여기서
Figure 112008089247237-PAT00093
,
Figure 112008089247237-PAT00094
,
Figure 112008089247237-PAT00095
와
Figure 112008089247237-PAT00096
은 수학식 19 내지 수학식 22와 같다.
Figure 112008089247237-PAT00097
Figure 112008089247237-PAT00098
Figure 112008089247237-PAT00099
Figure 112008089247237-PAT00100
여기서
Figure 112008089247237-PAT00101
구간 동안 채널의 변화가 선형으로 근사화될 경우,
Figure 112008089247237-PAT00102
는 번째
Figure 112008089247237-PAT00103
샘플링 시간에서의 채널 임펄스 응답과 같게 된다.
임의의 샘플링 시간
Figure 112008089247237-PAT00104
에서의 다중경로 채널은 수학식 23과 같이 구할 수 있으며, 채널 추정부(105)의 파일럿 상관기(1053)는 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과 산출하여 출력하고, 제 1곱셈기(1055)는 상관기(1051)로부터 출력되는 상관 처리 결과 즉, 수학식 16에 의해 산출되는
Figure 112008089247237-PAT00105
와 파일럿 상관기(1053)를 통해 출력되는 파일럿 간의 상관 결과의 인버스 값
Figure 112008089247237-PAT00106
을 곱셈 연산하여 채널 추정 값을 출력한다. 이러한 연산은 수학식 23과 같다.
따라서,
Figure 112008089247237-PAT00107
에서의 다중경로 채널은 수학식 23과 같이 얻을 수 있으며 도 4에 이를 나타내었다. 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
Figure 112008089247237-PAT00108
여기서
Figure 112008089247237-PAT00109
는 샘플링 시간
Figure 112008089247237-PAT00110
에서 추정된 다중경로 채널을 나타내며 수학식 24와 같다.
Figure 112008089247237-PAT00111
수학식 23으로부터 추정된 채널에는
Figure 112008089247237-PAT00112
과
Figure 112008089247237-PAT00113
에 의한 잡음이 포함되어 있어 OFDM 시스템의 성능이 저하된다.
Figure 112008089247237-PAT00114
는 데이터 심볼과 파일럿 심볼,
Figure 112008089247237-PAT00115
는 AWGN과 파일럿 심볼간의 상호 상관을 의미하며,
Figure 112008089247237-PAT00116
의 길이에 따라 상호 상관에 의한 잡음의 전력이 증가 또는 감소하게 된다.
Figure 112008089247237-PAT00117
의 값이 증가하게 되면 채널추정에 사용되는 샘플수가 많아지게 되어 상호상관 잡음의 전력이 감소하게 되며, 이에 따라 상호 상관 잡음에 의한 채널 추정 오차는 감소한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 과정을 개략적으로 설명한다. 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법은 수신된 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 a) 단계와, a) 단계로부터 선정된 시간을 중심으로 채널의 임펄스 응답 추정을 위한 추정 범위를 설정하고 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 b) 단계와, 추정 범위 신호와 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상관 관계를 통해 임의의 샘플링 시간에서 채널 추정 값을 산출하여 출력하는 c) 단계를 포함한다.
송신단으로부터 수신 신호가 전송되면, 샘플링 시간 선정부(101)는 수신된 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정한다. 이때 선정되는 샘플링 시간은 비선형 시변 채널 구간중에서 그 변화율이 선형인 구간의 시작과 끝 시점일 수 있다.
샘플링 시간이 선정되면, 추정 범위 설정부(103)는 샘플링 시간 선정부(101)에 의해 선정된 샘플링 시간을 중심으로 지정된 시간 내의 이전 및 이후 신호를 추정 범위로 설정하고, 수신 신호에서 추정 범위 신호를 추출하여 추정 범위 파일럿 신호와 함께 채널 추정부(105)로 출력한다.
채널 추정부(105)의 상관기(1051)는 추정 범위 설정부(103)에 의해 추출되어 출력되는 추정 범위 신호와 해당 추정 범위 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관 기법을 통해 상관 결과를 출력한다. 이러한 상호 상관 기법은 이미 시간영역 파일럿을 이용한 채널 추정 기법에서 사용하는 일반적인 상관기(1051)를 사용할 수 있다. 파일럿 상관기(1053)는 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과를 산출하고, 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력한다.
추정 범위 설정부(103)에 의해 추출되어 출력되는 추정 범위 신호와 해당 추정 범위 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호의 상관 결과와 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과가 출력되면, 제 1곱셈기(1055)는 두 상관 결과를 곱셈 연산하여 출력함으로써, 해당 샘플링 시간의 채널 추정 값을 출력한다.
그러나 고속 이동 채널에서
Figure 112008089247237-PAT00118
값이 증가하게 되면 채널 추정 구간 내에서 채널이 비선형으로 변하게 되고, 이에 따라 도 5에 나타낸 바와 같이 추정 위치에서의 채널 임펄스 응답이 수학식 23에서 구한 채널의 평균값과 일치하지 않게 된다. 이와 같이 비선형에 의한 추정 오차가 발생하였을 경우, 상호 상관 잡음의 감소에도 채널 추정 성능이 향상되지 않는 결과를 초래한다.
임의의 샘플링 시간에서의 정확한 채널 값을 추정하기 위해서는 평균값을 구하는 구간 동안 채널의 변화가 선형으로 근사화될 수 있어야 하며, 이를 위해서는 구간 내의 채널 변화가 선형으로 근사화될 수 있도록
Figure 112008089247237-PAT00119
값의 크기를 줄여야 한다. 따라서 값의 크기를 줄이면서 상호 상관 잡음에 의한 채널 추정 오차도 줄일 수 있는 기법이 필요하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 양상에 따라 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 채널 추정 장치는 수신 신호에서 데이터를 제거하여 데이터와 파일럿 간의 상호 상관 잡음에 의한 채널 추정 오차를 줄일 수 있 도록 한다. 이에 따라 OFDM 시스템의 채널 추정 장치는 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼이 삽입된 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 구간동안의 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호에서 데이터 신호를 제거한 데이터 제거 신호 간의 상호 상관을 이용하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하되, 수신된 수신 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 샘플링 시간 선정부(101)와, 샘플링 시간 선정부(101)에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 추정 범위 설정부(103)와, 추정 범위 설정부(103)에 의해 설정된 범위의 추정 범위 신호에서 데이터 영역을 제거하여 출력하는 노이즈 감쇄부(107)와, 노이즈 감쇄부(107)에 의해 추정 범위 신호에서 데이터 영역이 제거된 데이터 제거 신호와 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관을 통해 임의의 샘플링 시간에서 해당 추정 범위의 채널 평균 값을 산출하여 출력하는 채널 추정부(105)를 포함한다.
상술한 샘플링 시간 선정부(101), 추정 범위 설정부(103)는 도 3 내지 도 4를 통해 설명하였으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
노이즈 감쇄부(107)는 추정 범위 설정부(103)에 의해 설정된 추정 범위 신호를 패스트 푸리에 변환하여 데이터 신호와 파일럿 신호로 각각 출력하는 FFT부(1071)와, FFT부(1071)로부터 출력되는 파일럿 신호를 주파수 영역 채널 추정 방법을 통해 채널 값을 추정하여 출력하는 주파수 영역 채널 추정부(1072)와, FFT부(1071)로부터 출력되는 데이터 신호와 주파수 영역 채널 추정부(1072)로부터 출 력되는 채널 추정 값을 통해 데이터를 추출하고 이를 출력하는 데이터 추출부(1073)와, 데이터 추출부(1073)로부터 출력되는 데이터와 주파수 영역 채널 추정부(1072)로부터 출력되는 채널 추정 값을 곱셈 연산하여 출력하는 제 2곱셈기(1074)와, FFT부(1071)로부터 출력되는 변환된 신호에서 제 2곱셈기(1074)로부터 출력되는 곱셈 결과값을 감산 연산하여 데이터가 제거된 데이터 제거 신호를 출력하는 감산기(1075)와, 감산기(1075)로부터 출력되는 데이터 제거 신호를 역 패스트 푸리에 변환하여 채널 추정부(105)로 출력하는 IFFT부(1076)를 포함한다.
AWGN 잡음의 전력이 데이터 신호의 전력보다 작다고 가정하면, 데이터와 파일럿 간의 상호상관
Figure 112008089247237-PAT00120
에 의한 잡음의 전력이 AWGN과 파일럿 간의 상호상관에
Figure 112008089247237-PAT00121
의한 잡음의 전력보다 크게 된다. 그러므로
Figure 112008089247237-PAT00122
에 의한 잡음의 영향을 감소시키게 되면, 채널 추정 오차에 의한 성능 저하를 감소시킬 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00123
에 의한 잡음의 영향을 제거하기 위해서는 임시 데이터 심볼을 검출하여야 하며, 이를 위해 먼저 OFDM 심볼 주기 단위의 채널 추정을 수행하여야 한다.
심볼 주기 단위의 채널 추정은 기존에 발명된 다양한 기법들을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 주파수 영역 채널 추정 기법을 사용하였다. 수신 신호를 FFT 부(1071)를 통해 복조하면 수학식 25와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00124
여기서
Figure 112008089247237-PAT00125
과
Figure 112008089247237-PAT00126
은 각각
Figure 112008089247237-PAT00127
번째 부채널의 복조 심볼과 AWGN의 주파수 응답을 나타내며,
Figure 112008089247237-PAT00128
는
Figure 112008089247237-PAT00129
번째 부채널의 주파수 응답을 나타낸다.
Figure 112008089247237-PAT00130
은 ICI를 나타내며 수학식 26과 같다.
Figure 112008089247237-PAT00131
여기서
Figure 112008089247237-PAT00132
는 수학식 27과 같이 정의된다.
Figure 112008089247237-PAT00133
주파수 영역 채널 추정부(1072)는 수학식 25로부터 파일럿 심볼을 사용하여 파일럿 부반송파에서의 채널 주파수 응답을 추정하며, 이는 수학식 28과 같다.
Figure 112008089247237-PAT00134
여기서
Figure 112008089247237-PAT00135
는
Figure 112008089247237-PAT00136
번째 OFDM 심볼에서 파일럿 부반송파인
Figure 112008089247237-PAT00137
번째 부채널로 전송되는 주파수 영역 파일럿 심볼을 나타낸다. 데이터 부반송파에서의 주파수 응답
Figure 112008089247237-PAT00138
는 주파수 영역 보간 기법을 이용하거나 DFT-based 채널 추정 기법 등을 사용하여 추정할 수 있다. 데이터 추출부(1073)는 이와 같이 추정된 채널의 주파수 응답을 이용하여 수신 신호의 데이터 신호를 수학식 29와 같이 검출한다.
Figure 112008089247237-PAT00139
수학식 29에서 검출된 데이터 심볼과 주파수 영역에서 추정된 채널을 이용하여 수신 신호에서 제 2곱셈기(1074)와 감산기(1075)를 통해 데이터 심볼을 제거한 후 IFFT부(1076)를 통해 시간영역으로 변환하면 수학식 30과 같다.
채널 추정부(105)의 상관기(1051)는 IFFT부(1076)를 통해 시간영역으로 변환 하여 출력된 데이터 제거 신호와 해당 추정 범위 파일럿 신호를 수신하여 상호 상관 기법을 이용하여 상관 결과를 출력한다.
Figure 112008089247237-PAT00140
수학식 30으로부터
Figure 112008089247237-PAT00141
번째 OFDM 심볼에서의 채널 추정 신호 및
Figure 112008089247237-PAT00142
번째와
Figure 112008089247237-PAT00143
번째 OFDM 심볼에서의 채널 추정 신호는 수학식 31과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00144
여기서
Figure 112008089247237-PAT00145
는
Figure 112008089247237-PAT00146
번째 OFDM 심볼구간 에서의 채널 추정 신호를 나타내며 이를 수학식으로 표현하면 수학식 32와 같다.
Figure 112008089247237-PAT00147
수학식 31의 채널 추정 신호와 파일럿 신호를 이용하여
Figure 112008089247237-PAT00148
번째 샘플링 시 간에서의 상호 상관 신호
Figure 112008089247237-PAT00149
를 다음과 같이 구할 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00150
여기서
Figure 112008089247237-PAT00151
는
Figure 112008089247237-PAT00152
를 이용한 채널 추정시 포함되는 간섭을 나타내며 수학식 34와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00153
여기서
Figure 112008089247237-PAT00154
는
Figure 112008089247237-PAT00155
번째 OFDM 심볼에서의 간섭을 나타내며 이러한 간섭은 수학식 35와 같다.
Figure 112008089247237-PAT00156
여기서
Figure 112008089247237-PAT00157
은
Figure 112008089247237-PAT00158
번째 샘플링 시간에서의 간섭을 의미하며 수학식 36과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00159
임의의 샘플링 시간
Figure 112008089247237-PAT00160
에서 각각의 다중경로 채널을 추정하기 위해 수학식 33을 행렬 형태로 나타내면 수학식 37과 같다.
Figure 112008089247237-PAT00161
임의의 샘플링 시간
Figure 112008089247237-PAT00162
에서의 다중경로 채널은 수학식 38과 같이 구할 수 있으며, 채널 추정부(105)의 파일럿 상관기(1053)는 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과 산출하여 출력하고, 제 1곱셈기(1055)는 상관기(1051)로부터 출력되는 상관 처리 결과 즉, 수학식 33에 의해 산출되는
Figure 112008089247237-PAT00163
와 파일럿 상관기(1053)를 통해 출력되는 파일럿 간의 상관 결과의 인버스 값
Figure 112008089247237-PAT00164
을 곱셈 연산하여 채널 추정 값을 출력한다. 이러한 연산은 수학식 38과 같다.
Figure 112008089247237-PAT00165
이하에서는 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 과정을 개략적으로 설명하기로 한다. 본 발명의 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법은 수신된 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 a) 단계와, a) 단계로부터 선정된 시간을 중심으로 채널의 임펄스 응답 추정을 위한 추정 범위를 설정하고 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 b) 단계와, b) 단계로부터 설정된 범위의 추정 범위 신호에서 데이터 영역을 제거하여 출력하는 c) 단계와, c) 단계로부터 추정 범위 신호에서 데이터 영역이 제거된 데이터 제거 신호와 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관을 통해 임의의 샘플링 시간에서 해당 추정 범위의 평균 채널 값을 산출하여 출력하는 d) 단계를 포함한다.
송신단으로부터 수신 신호가 전송되면, 샘플링 시간 선정부(101)는 수신된 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정한다. 이때 선정되는 샘플링 시간은 비선형 시변 채널 구간중에서 그 변화율이 선형인 구간의 시작과 끝 시점일 수 있다.
샘플링 시간이 선정되면, 추정 범위 설정부(103)는 샘플링 시간 선정부(101)에 의해 선정된 샘플링 시간을 중심으로 지정된 시간 내의 이전 및 이후 신호를 추 정 범위로 설정하고, 수신 신호에서 추정 범위 신호를 추출하여 노이즈 감쇄부(107)로 출력한다.
노이즈 감쇄부(107)의 FFT부(1071)는 수신된 추정 범위 신호를 패스트 푸리에 변환하여 데이터 신호와 파일럿 신호로 각각 출력하고, 주파수 영역 채널 추정부(1072)는 패스트 푸리에 변환된 파일럿 신호를 수신하여 수신 신호의 임시 채널 값을 추정하여 출력한다. 이러한 주파수 영역 채널 추정부(1072)는 일반적으로 사용되는 주파수 영역 채널 추정 방법을 이용할 수 있다. FFT부(1071)로부터 출력되는 데이터 신호와 주파수 영역 채널 추정부(1072)를 통해 출력되는 임시 채널 값을 통해 데이터를 추출한다.
제 2곱셈기(1074)는 데이터 추출부(1073)에 의해 추출된 데이터와 주파수 영역 채널 추정부(1072)로부터 출력되는 채널 추정 값을 곱셈 연산하고, 다시 제 2곱셈기(1074)를 통과한 신호를 수신 신호에서 감산기(1075)를 통해 감산하도록 함으로써, FFT부(1071)로부터 출력되는 수신 신호에서 데이터가 제거된다. 감산기(1075)를 통과한 데이터가 제거된 데이터 제거 신호는 IFFT부(1076)를 통해 역 패스트 푸리에 변환되어 채널 추정부(105)의 상관기(1051)로 출력된다.
채널 추정부(105)의 상관기(1051)는 데이터 제거기를 통해 출력되는 데이터 제거 신호와 해당 추정 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관 기법을 통해 상관 결과를 출력한다. 이러한 상호 상관 기법은 이미 시간영역 파일럿을 이용한 채널 추정 기법에서 사용하는 일반적인 상관기(1051)를 사용할 수 있다. 파일럿 상관기(1053)는 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과 산출하고, 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력한다.
데이터 제거기를 통해 출력되는 데이터 제거 신호와 해당 추정 범위 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호의 상관 결과와 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과의 인버스가 출력되면, 제 1곱셈기(1055)는 두 상관 결과를 곱셈 연산하여 출력함으로써, 해당 샘플링 시간의 채널 추정 값을 출력한다.
수학식 38에서도 수학식 22에서와 마찬가지로
Figure 112008089247237-PAT00166
와
Figure 112008089247237-PAT00167
에 의한 잡음의 영향으로 채널 추정 오차가 발생한다. 일반적으로 오차에 의한 잡음의 전력이 데이터 심볼의 전력보다 작기 때문에,
Figure 112008089247237-PAT00168
에 의한 잡음의 전력이
Figure 112008089247237-PAT00169
에 의한 잡음의 전력보다 작게 되어, 수학식 23을 이용한 채널 추정 기법보다 우수한 성능을 나타낸다.
그러나
Figure 112008089247237-PAT00170
에는 검출된 데이터 심볼 오차 이외에 주파수 영역 채널 추정 오차 및 ICI에 의한 잡음이 포함되어 있다. 따라서 이와 같은 추가적인 잡음을 제거하면 채널 추정 오차를 감소시킬 수 있으며, 이를 위해 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치는 검출된 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 이용하여 시변 채널을 추정한다. 즉, 데이터를 포함한 파일럿 생성부(109)를 통해 생성되는 데이터를 포함한 파일럿 신호에는 ICI가 포함되어 있지 않으므로써, 노이즈를 감쇄시키고 이를 통해 더욱 정확한 채널 추정이 가능하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치는 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼이 삽입된 수신 신호를 수신하여 수신 신호에서 임시로 검출된 데이터 신호와 파일럿 신호를 이용하여 생성된 데이터를 포함한 파일럿 신호와, 수신 신호의 상호 상관을 이용하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하되, 수신된 수신 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 샘플링 시간 선정부(101)와, 샘플링 시간 선정부(101)에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 추정 범위 설정부(103)와, 추정 범위 설정부(103)에 의해 설정된 범위의 수신 신호에서 데이터 심볼을 검출하여 데이터가 포함된 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 생성부(109)와, 파일럿 생성부(109)로부터 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호와 추정 범위 신호를 수신하여 상호 상관을 통해 임의의 샘플링 시간에서 해당 추정 범위의 평균 채널 값을 산출하여 출력하는 채널 추정부(105)를 포함한다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 파일럿 생성부(109)는 추정 범위 설정부(103)에 의해 설정된 추정 범위 신호를 패스트 푸리에 변환하여 데이터 신호와 파일럿 신호로 각각 출력하는 FFT부(1091)와, FFT부(1091)로부터 출력되는 파일럿 신호를 이용하여 주파수 영역 채널 추정 방법을 통해 채널 값을 추정하여 출력하는 주파수 영역 채널 추정부(1092)와, FFT부(1091)로부터 출력되는 데이터 신호와 주 파수 영역 채널 추정부(1092)로부터 출력되는 채널 추정 값을 수신하여 데이터를 추출하고 이를 출력하는 데이터 추출부(1093)와, 데이터 추출부(1093)로부터 출력되는 데이터 신호를 역 패스트 푸리에 변환하여 출력하는 IFFT부(1094)와, IFFT부(1094)로부터 출력되는 변환 신호와 추정 범위 파일럿 신호를 가산하여 출력하는 가산기를 포함한다.
주파수 영역 채널 추정부(1092)는 FFT부(1091)로부터 출력되는 파일럿 신호를 이용하여 주파수 영역 채널 추정 방법을 통해 채널 값을 추정하여 출력하고, 데이터 추출부(1093)는 주파수 영역 채널 추정부(1092)로부터 출력되는 채널 추정 값을 수신하여 데이터를 추출한다.
IFFT부(1094)는 데이터 추출부(1093)로부터 출력되는 데이터 신호를 역 패스트 푸리에 변환하여 출력한다. 즉, IFFT부(1094)는 검출된 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 이용하여 수학식 39를 통해 채널 추정 신호를 생성한다.
Figure 112008089247237-PAT00171
가산기는 수학식 39를 이용하여 IFFT부(1094)로부터 출력된 변환 신호와 추정 범위 파일럿 신호를 가산하여 출력하며, 가산기로부터 출력되는 신호는 데이터가 포함된 파일럿 신호이다.
이에 따라 채널 추정부(105)의 상관기(1051)는 가산기로부터 출력되는 데이터가 포함된 파일럿 신호와 추정 범위 신호를 수신하여 상호 상관 기법을 이용하여 상관 결과를 출력한다,
인접한 3개의 OFDM 심볼 구간의 채널 추정 신호는 수학식 40과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00172
여기서
Figure 112008089247237-PAT00173
는
Figure 112008089247237-PAT00174
번째 OFDM 심볼 구간에서의 채널 추정 신호를 나타내며 수학식 41과 같다.
Figure 112008089247237-PAT00175
수학식 42를 통해 산출된 채널 추정 신호를 이용하여 상호상관 신호
Figure 112008089247237-PAT00176
를 수학식 42를 통해 얻을 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00177
여기서
Figure 112008089247237-PAT00178
은 검출된 심볼과 전송된 심볼의 오차를 나타내며 수학식 43과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00179
각각의 다중경로 채널을 추정하기 위해 수학식 42를 행렬 형태로 나타내면 수학식 44와 같다.
Figure 112008089247237-PAT00180
임의의 채널 추정 위치
Figure 112008089247237-PAT00181
에서의 다중 경로 채널은 수학식 45를 통해 산출할 수 있으며, 채널 추정부(105)의 파일럿 상관기(1053)는 파일럿 생성기(109)에서 출력된 데이터가 포함된 파일럿 간의 상관 결과 산출하고, 제 1곱셈기(1055)는 산 출된 상관 결과의 인버스 값
Figure 112008089247237-PAT00182
을 곱셈 연산하여 채널 추정 값을 출력한다.
Figure 112008089247237-PAT00183
이하에서는 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 과정을 개략적으로 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법은 수신된 수신 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 a) 단계와, a) 단계에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 b) 단계와, b) 단계에 의해 설정된 범위의 수신 신호에서 임시 데이터 심볼을 결정하여 데이터가 포함된 파일럿 신호를 출력하는 c) 단계와, c) 단계로부터 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호와 추정 범위 신호를 수신하여 상호 상관을 통해 임의의 샘플링 시간에서 해당 추정 범위의 평균 채널 값을 산출하여 출력하는 d) 단계를 포함한다.
송신단으로부터 수신 신호가 전송되면, 샘플링 시간 선정부(101)는 수신된 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정한다. 이때 선정되는 샘플링 시간은 비선형 시변 채널 구간중에서 그 변화율이 선형인 구간의 시작과 끝 시점일 수 있다.
샘플링 시간이 선정되면, 추정 범위 설정부(103)는 샘플링 시간 선정부(101)에 의해 선정된 샘플링 시간을 중심으로 지정된 시간 내의 이전 및 이후 신호를 추정 범위로 설정하고, 수신 신호를파일럿 생성부(109)로 출력한다.
파일럿 생성부(109)의 FFT부(1091)는 수신된 추정 범위 신호를 패스트 푸리에 변환하여 데이터 신호와 파일럿 신호로 각각 출력하고, 주파수 영역 채널 추정부(1092)는 패스트 푸리에 변환된 파일럿 신호를 수신하여 수신 신호의 임시 채널 값을 추정하여 출력한다. 이러한 주파수 영역 채널 추정부(1092)는 일반적으로 사용되는 주파수 영역 채널 추정 방법을 이용할 수 있다. FFT부(1091)로부터 출력되는 데이터 신호와 주파수 영역 채널 추정부(1092)를 통해 출력되는 임시 채널 값을 통해 데이터를 추출한다.
IFFT부(1094)는 데이터 추출부(1093)에 의해 추출된 데이터 신호를 역 패스트 푸리에 변환하여 가산기로 출력하고, 가산기는 IFFT부(1094)에 의해 역 패스트 푸리에 변환된 데이터 신호와 수신 신호의 파일럿 신호를 가산함으로써, 데이터가 포함된 파일럿 신호를 채널 추정부(105)의 상관기(1051)로 출력한다.
채널 추정부(105)의 상관기(1051)는 파일럿 생성기(109)를 통해 출력되는 데이터가 포함된 파일럿 신호와 해당 추정 범위 신호를 수신하여 상호 상관 기법을 이용하여 상관 결과를 출력한다. 이러한 상호 상관 기법은 이미 시간영역 파일럿을 이용한 채널 추정 기법에서 사용하는 일반적인 상관기(1051)를 사용할 수 있다. 파일럿 상관기(1053)는 데이터가 포함된 파일럿 신호 간의 상관 결과 산출하고, 산 출된 상관 결과의 인버스 값을 출력한다.
수신 신호에서 추출된 추정 범위 신호와 데이터가 포함된 파일럿 신호의 상관 결과와 데이터가 포함된 파일럿 신호 간의 상관 결과가 수신되면, 제 1곱셈기(1055)는 두 상관 결과를 곱셈 연산하여 출력함으로써, 해당 샘플링 시간의 채널 추정 값을 출력한다.
이와 같이 추정된 채널에도 역시 검출된 심볼에 의한 오차가 포함되어 있다. 그러나 주파수 영역 채널 추정 오차 및 ICI에 의한 오차가 포함되어 있지 않기 때문에, 수학식 38을 이용한 채널 추정보다 우수한 성능을 얻을 수 있다.
이와 같이 임의의 채널 추정 위치에서 추정된 채널을 이용하여 전체 시변 채널에 대한 추정 값을 선형 보간 기법을 통해 구할 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00184
번째 OFDM 심볼 주기 동안의 시변 채널은 각 구간별 선형 보간 기법을 사용하여 추정할 수 있으며, 각 구간에 대한 선형 보간을 위해 구간별 채널 변화율을 수학식 46과 같이 추정할 수 있다.
Figure 112008089247237-PAT00185
여기서
Figure 112008089247237-PAT00186
는
Figure 112008089247237-PAT00187
번째 OFDM 심볼을 개의 구간으로 나누었을 때, 각 구간 경계에서의 샘플 위치를 나타내며,
Figure 112008089247237-PAT00188
는
Figure 112008089247237-PAT00189
번째 구간의 샘플 수를 나타낸다. 따라 서
Figure 112008089247237-PAT00190
번째 OFDM 심볼의 전체 시변 채널에 대한 추정은 각 구간별 선형 보간 기법을 사용하여 수학식 47을 통해 산출할 수 있으며, 도 8은 이에 대한 개요도이다.
Figure 112008089247237-PAT00191
상기 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치 및 방법은 단일 송/수신 안테나 (Single Input Single Output: SISO) OFDM 시스템 기반으로 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 SISO 단일 반송파 주파수 (Single Carrier: SC)를 사용하는 시스템에 쉽게 변형하여 사용할 수 있으며, 또한 다중 송/수신 안테나 (Multiple Input Multiple Output: MIMO) OFDM 또는 MIMO-SC에 적용하여 사용할 수 있다.
도 1은 종래의 OFDM 시스템에서 시변 채널 추정 방법을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 2는 종래의 OFDM 시스템에서 또 다른 시변 채널 추정 방법을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 5는 채널 추정 구간별 채널 추정 값과 실제 시변 채널의 값을 비교한 비교도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 양상에 따른 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 8은 본 발명에 따른 OFDM 심볼의 전체 시변 채널에 대한 추정 방법을 개략적으로 도시한 개요도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101. 샘플링 시간 선정부 103. 추정 범위 설정부
105. 채널 추정부 1051. 상관기
1053. 파일럿 상관기 1055. 제 1곱셈기
107. 노이즈 감쇄부 190. 파일럿 생성부
1071, 1091. FFT부 1072, 1092. 주파수 영역 채널 추정부 1073, 1093. 데이터 추출부 1074. 제 2곱셈기
1075. 감산기 1076, 1094. IFFT부
1096. 가산기

Claims (30)

  1. 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼을 포함하는 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 구간동안의 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호 간 상호상관을 취하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치가:
    수신된 수신 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 샘플링 시간 선정부와;
    상기 샘플링 시간 선정부에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고, 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 추정 범위 설정부와;
    상기 추정 범위 설정부에 의해 추출된 추정 범위 신호와 해당 추정 범위 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상관 관계를 통해 임의의 샘플링 시간에서 채널 추정 값을 산출하여 출력하는 채널 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 채널 추정부가:
    상기 추정 범위 설정부에 의해 추출된 추정 범위 신호와 해당 추정 범위 구 간동안의 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관 기법을 이용하여 상관 결과를 출력하는 상관기와;
    상기 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과 산출하고, 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 파일럿 상관기와;
    상기 상관기로부터 출력되는 상관 처리 결과와 상기 파일럿 상관기를 통해 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 제 1곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 추정 범위 설정부가:
    수신 신호의 채널 시변율에 따라 추정 범위를 조정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 추정 범위 설정부가:
    시변율이 작을 경우 추정 범위를 증가하고, 시변율이 클 경우 추정 범위를 감소하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 추정 범위 설정부가:
    수신 신호의 프리앰블을 통해 수신 신호의 전체 시변율을 예측하고, 예측된 시변율을 참조하여 추정범위를 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 추정 범위가 샘플링 시간을 중심으로 지정된 시간 내의 이전 및 이후 신호인 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  8. 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼을 포함하는 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 구간동안의 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호 간 상호상관을 취하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법이:
    수신된 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 a) 단계와;
    상기 a) 단계로부터 선정된 시간을 중심으로 채널의 임펄스 응답 추정을 위한 추정 범위를 설정하고, 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 b) 단계와;
    상기 추정 범위 신호와 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상관 관계를 통해 임의의 샘플링 시간에서 채널 추정 값을 산출하여 출력하는 c) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 c) 단계가:
    상기 추정 범위 신호와 해당 추정 범위 구간동안의 추정 범위 파일럿 신호를 수신하여 상호 상관 기법을 이용하여 상관 결과를 출력하는 c1) 단계와;
    상기 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과 산출하고, 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 c2) 단계와;
    상기 c1) 단계로부터 출력되는 상관 처리 결과와 상기 c2) 단계로부터 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 c3) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 b) 단계가:
    수신 신호의 채널 시변율에 따라 추정 범위를 조정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 b) 단계가:
    시변율이 작을 경우 추정 범위를 증가하고, 시변율이 클 경우 추정 범위를 감소하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 b) 단계가:
    수신 신호의 프리앰블을 통해 수신 신호의 전체 시변율을 예측하고, 예측된 시변율에 대응되는 추정범위를 액세스하여 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  14. 청구항 13에 있어서.
    상기 추정 범위가 샘플링 시간을 중심으로 지정된 시간 내의 이전 및 이후 신호인 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  15. 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼이 삽입된 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 구간동안의 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호에서 데이터 신호를 제거한 데이터 제거 신호의 상호 상관을 이용하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치가:
    수신된 수신 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 샘플링 시간 선정부와;
    상기 샘플링 시간 선정부에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고, 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 추정 범위 설정부와;
    상기 추정 범위 설정부에 의해 설정된 범위의 추정 범위 신호에서 데이터 영역을 제거하여 출력하는 노이즈 감쇄부와;
    상기 노이즈 감쇄부에 의해 추정 범위 신호에서 데이터 영역이 제거된 데이터 제거 신호와, 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관을 통해 임의의 샘플 링 시간에서 해당 추정 범위의 평균 채널 값을 산출하여 출력하는 채널 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 노이즈 감쇄부가:
    상기 추정 범위 설정부에 의해 설정된 추정 범위 신호를 패스트 푸리에 변환하여 데이터 신호와 파일럿 신호로 각각 출력하는 FFT부와;
    상기 FFT부로부터 출력되는 파일럿 신호를 주파수 영역 채널 추정 방법을 통해 채널 값을 추정하여 출력하는 주파수 영역 채널 추정부와;
    상기 FFT부로부터 출력되는 데이터 신호와, 주파수 영역 채널 추정부로부터 출력되는 채널 추정 값을 통해 데이터를 추출하고 이를 출력하는 데이터 추출부와;
    상기 데이터 추출부로부터 출력되는 데이터와 주파수 영역 채널 추정부로부터 출력되는 채널 추정 값을 곱셈 연산하여 출력하는 제 2곱셈기와;
    상기 FFT부로부터 출력되는 변환된 신호에서 상기 제 2곱셈기로부터 출력되는 곱셈 결괏값을 감산 연산하여 데이터가 제거된 데이터 제거 신호를 출력하는 감산기와;
    상기 감산기로부터 출력되는 시변 채널과 파일럿을 포함하는 데이터 제거 신호를 역 패스트 푸리에 변환하여 상기 채널 추정부로 출력하는 IFFT부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 채널 추정부가:
    상기 IFFT부로부터 출력되는 역 패스트 푸리에 변환된 데이터 제거 신호와 해당 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관 기법을 이용하여 상관 결과를 출력하는 상관기와;
    상기 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과 산출하고, 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 파일럿 상관기와;
    상기 상관기로부터 출력되는 상관 처리 결과와 상기 파일럿 상관기를 통해 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 제 1곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  19. 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼이 삽입된 수신 신호를 수신하여 임의의 길이를 갖는 구간동안의 시간 영역 파일럿 신호와 수신 신호에서 데이터 신호를 제거한 데이터 제거 신호의 상호 상관을 이용하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법이:
    수신된 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 a) 단계와;
    상기 a) 단계로부터 선정된 시간을 중심으로 채널의 임펄스 응답 추정을 위한 추정 범위를 설정하고, 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 b) 단계와;
    상기 b) 단계로부터 설정된 범위의 추정 범위 신호에서 데이터 영역을 제거 하여 출력하는 c) 단계와;
    상기 c) 단계로부터 추정 범위 신호에서 데이터 영역이 제거된 데이터 제거 신호와, 상기 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관을 통해 임의의 샘플링 시간에서 해당 추정 범위의 평균 채널 값을 산출하여 출력하는 d) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 c) 단계가:
    상기 추정 범위 신호를 패스트 푸리에 변환하여 데이터 신호와 파일럿 신호로 각각 출력하는 c1) 단계와;
    상기 c1) 단계로부터 출력되는 파일럿 신호를 주파수 영역 채널 추정 방법을 통해 채널 값을 추정하여 출력하는 c2) 단계와;
    상기 c1) 단계로부터 출력되는 데이터 신호와 상기 c2) 단계로부터 출력되는 채널 추정 값을 통해 데이터를 추출하여 출력하는 c3) 단계와;
    상기 c3) 단계로부터 출력되는 데이터와 상기 c2) 단계로부터 출력되는 채널 추정 값을 곱셈 연산하여 출력하는 c4) 단계와;
    상기 c1) 단계로부터 변환된 추정 범위 신호에서 상기 c4) 단계로부터 출력되는 곱셈 결괏값을 감산 연산하여 데이터가 제거된 데이터 제거 신호를 출력하는 c5) 단계와;
    상기 c5) 단계로부터 출력되는 데이터 제거 신호를 역 패스트 푸리에 변환하여 상기 d) 단계로 출력하는 c6) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템 의 시변 채널 추정 방법.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 d) 단계가:
    상기 c6) 단계로부터 출력되는 역 패스트 푸리에 변환된 데이터 제거 신호와 해당 추정 범위 파일럿 신호를 이용하여 상호 상관 기법을 통한 상관 결과를 출력하는 d1) 단계와;
    상기 추정 범위 파일럿 간의 상관 결과 산출하고, 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 d2) 단계와;
    상기 d1) 단계로부터 출력되는 상관 처리 결과와 상기 d2) 단계를 통해 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 d3) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  23. 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼이 삽입된 수신 신호를 수신하여 임시로 결정한 데이터 신호와 파일럿 신호를 이용하여 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호와, 수신 신호의 상호 상관을 이용하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치가:
    수신된 수신 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 샘플링 시간 선정부와;
    상기 샘플링 시간 선정부에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고, 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 추정 범위 설정부와;
    상기 추정 범위 설정부에 의해 설정된 범위의 수신 신호에서 임시로 결정한 데이터 신호와 파일럿 신호를 이용하여 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호를 출력하는 파일럿 생성부와;
    상기 파일럿 생성부로부터 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호와, 상기 추정 범위 신호를 수신하여 상호 상관을 통해 임의의 샘플링 시간에서 해당 추정 범위의 평균 채널 값을 산출하여 출력하는 채널 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 파일럿 생성부가:
    상기 추정 범위 설정부에 의해 설정된 추정 범위 신호를 패스트 푸리에 변환하여 데이터 신호와 파일럿 신호로 각각 출력하는 FFT부와;
    상기 FFT부로부터 출력되는 파일럿 신호를 이용하여 주파수 영역 채널 추정 방법을 통해 채널 값을 추정하여 출력하는 주파수 영역 채널 추정부와;
    상기 FFT부로부터 출력되는 데이터 신호와, 주파수 영역 채널 추정부로부터 출력되는 채널 추정 값을 수신하여 데이터를 추출하고 이를 출력하는 데이터 추출부와;
    상기 데이터 추출부로부터 출력되는 데이터 신호를 역 패스트 푸리에 변환하 여 출력하는 IFFT부와;
    상기 IFFT부로부터 출력되는 변환 신호와 상기 추정 범위 파일럿 신호를 가산하여 출력하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  26. 청구항 25에 있어서, 상기 채널 추정부가:
    상기 IFFT부로부터 출력되는 역 패스트 푸리에 변환된 데이터가 포함된 파일럿 신호와 추정 범위 신호를 수신하여 상호 상관 기법을 이용하여 상관 결과를 출력하는 상관기와;
    상기 데이터가 포함된 파일럿 신호 간의 상관 결과 산출하고, 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 파일럿 상관기와;
    상기 상관기로부터 출력되는 상관 처리 결과와 상기 파일럿 상관기를 통해 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 제 1곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 장치.
  27. 임의의 시간 영역 패턴을 갖는 파일럿 심볼이 삽입된 수신 신호를 수신하여 수신 신호에서 임시 결정된 데이터 신호와 파일럿 신호를 이용하여 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호와, 수신 신호의 상호 상관을 이용하여 임의의 샘플링 시간에서 채널의 임펄스 응답을 추정하여 출력하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법이:
    수신된 수신 신호에서 하나 이상의 임의의 샘플링 시간을 선정하는 a) 단계와;
    상기 a) 단계에 의해 선정된 시간을 중심으로 채널 값 추정을 위한 추정 범위를 설정하고, 수신 신호에서 설정된 추정 범위 내의 신호를 추출하여 출력하는 b) 단계와;
    상기 b) 단계에 의해 설정된 범위의 수신 신호에서 임시 결정된 데이터 신호와 파일럿 신호를 이용하여 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호를 출력하는 c) 단계와;
    상기 c) 단계로부터 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호와 상기 추정 범위 신호를 수신하여 상호 상관을 통해 임의의 샘플링 시간에서 해당 추정 범위의 평균 채널 값을 산출하여 출력하는 d) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 c) 단계가:
    상기 b) 단계에 의해 설정된 추정 범위 신호를 패스트 푸리에 변환하여 데이터 신호와 파일럿 신호로 각각 출력하는 c1) 단계와;
    상기 c1) 단계로부터 출력되는 파일럿 신호를 이용하여 주파수 영역 채널 추정 방법을 통해 채널 값을 추정하여 출력하는 c2) 단계와;
    상기 c1) 단계로부터 출력되는 데이터 신호와 상기 c2) 단계로부터 출력되는 채널 추정 값을 이용하여 데이터를 추출하고 이를 출력하는 c3) 단계와;
    상기 c3) 단계로부터 출력되는 데이터 신호를 역 패스트 푸리에 변환하여 출력하는 c4) 단계와;
    상기 c4) 단계로부터 출력되는 변환 신호와 상기 추정 범위 파일럿 신호를 가산하여 출력하는 c5) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 d) 단계가:
    상기 c4) 단계로부터 출력되는 역 패스트 푸리에 변환된 데이터가 포함된 파일럿 신호와 추정 범위 신호를 수신하여 상호 상관 기법을 이용하여 상관 결과를 출력하는 d1) 단계와;
    상기 생성된 데이터가 포함된 파일럿 신호 간의 상관 결과 산출하고, 산출된 상관 결과의 인버스 값을 출력하는 d2) 단계와;
    상기 상관기로부터 출력되는 상관 처리 결과와 상기 파일럿 상관기를 통해 출력되는 파일럿들 간의 상관 결과의 인버스 값을 곱셈 연산하여 출력하는 d3) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 시스템의 시변 채널 추정 방법.
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