WO2010077079A2 - Channel estimation support method and device - Google Patents

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WO2010077079A2
WO2010077079A2 PCT/KR2009/007930 KR2009007930W WO2010077079A2 WO 2010077079 A2 WO2010077079 A2 WO 2010077079A2 KR 2009007930 W KR2009007930 W KR 2009007930W WO 2010077079 A2 WO2010077079 A2 WO 2010077079A2
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WO
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average window
window size
phase difference
pilot symbols
average
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PCT/KR2009/007930
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최밝음
김정주
이동관
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주식회사 포스데이타
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2656Frame synchronisation, e.g. packet synchronisation, time division duplex [TDD] switching point detection or subframe synchronisation
    • HELECTRICITY
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    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/10Arrangements for initial synchronisation

Definitions

  • the present invention relates to a channel estimation support method and apparatus for a portable Internet system.
  • QoS quality of service
  • MCS modulation and coding scheme
  • 1 is a diagram illustrating a channel estimation method using a pilot symbol and an average window.
  • channel estimation in order to decode the received data and apply an appropriate MCS according to channel quality, channel estimation must be performed first.
  • the channel estimation is performed using signals promised between the base station BS and the terminal MS, wherein the signal including information on channel quality is referred to as a pilot symbol 10. do.
  • Channel estimation performs interpolation between adjacent pilot symbols to estimate a channel of any data symbol 30 on a frame.
  • a signal received through a wireless channel includes noise, distortion of the signal due to noise may occur.
  • moving averaging is performed using the average window 50.
  • the average window 50 is defined as the number of symbols in the time domain and the number of subcarriers in the frequency domain that constitute one frame. Averaging using the window 50 is performed in a two dimension region defined by a time domain and a frequency domain. As the average window 50 having the two-dimensional area moves, the channel for each data symbol 30 is estimated in the data area of the frame.
  • the accuracy of channel estimation may be lowered. That is, when the channel selectivity and the change in the received SNR (Signal to Noise Ratio) are high, if the moving averaging is performed through a fixed sized average window, the distorted channel may be estimated in the actual channel.
  • SNR Signal to Noise Ratio
  • the terminal cannot correctly decode the received data, and the base station cannot determine the MCS level suitable for the channel state of the terminal. This will occur.
  • the MCS level higher than the channel state of the terminal is determined because the channel estimation is not accurate, there is a problem that the terminal cannot decode the data transmitted from the base station, and the MCS level lower than the channel state of the terminal is If it is determined that the data transmitted from the base station can be received and decoded by the terminal, there is a problem that the data transmission efficiency is lower than when applying the MCS level for the channel state.
  • a channel estimation support method is required to increase the correlation between the actual channel and the estimated channel while minimizing the influence of noise depending on the channel condition.
  • the average window size can be set differently according to the channel characteristics. Channel estimation support method is not suggested.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and it is a technical object of the present invention to provide a channel estimation support method and apparatus capable of increasing the correlation between an actual channel and an estimated channel while minimizing the influence of noise.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a channel estimation support method and apparatus capable of improving data transmission efficiency by increasing channel estimation accuracy.
  • a channel estimation support method for achieving the above object is a method for supporting channel estimation in a portable Internet system, by using a difference between adjacent channels in any one of a time domain and a frequency domain. Calculating average window size; Calculating a second average window size using a difference between adjacent channels in the other one of the time domain and the frequency domain; Determining a two-dimensional average window size by using the first average window size and the second average window size.
  • a channel estimation support apparatus includes: a phase difference detector configured to detect a phase difference between pilot symbols detected from a received signal; A frame counter counting a frame in which phase difference detection between adjacent pilot symbols has been performed; A storage unit in which phase differences between adjacent pilot symbols are accumulated and stored; And calculating a first average window size using a difference between adjacent channels in any one of a time domain and a frequency domain, and using a difference between adjacent channels in the other one of the time and frequency domains. And a setting unit for calculating a size and determining a two-dimensional average window size using the first average window size and the second average window size.
  • the present invention can provide a channel estimation support and apparatus that can improve the accuracy of the channel estimation by setting the size of the average window for channel estimation in consideration of the SNR and the channel selectivity of the received signal.
  • the present invention minimizes the effects of noise in the time domain and the frequency domain, and also supports channel estimation that can improve data transmission efficiency by increasing the accuracy of channel estimation through an average window that can increase channel correlation. It provides a method and apparatus.
  • 1 is a diagram illustrating a channel estimation method using an average window.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a method of calculating an average window size through a phase difference between adjacent channels.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating in detail a channel estimation support method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a channel estimation support method according to another embodiment of the present invention in detail.
  • 5 and 6 are diagrams showing the performance of the channel estimation support method according to the prior art using a fixed average window size in accordance with an embodiment of the present invention in terms of PER.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams showing the performance of the channel estimation support method according to the prior art using a fixed average window size in accordance with an embodiment of the present invention in terms of BER.
  • FIG. 9 is a view showing a channel estimation support apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a channel estimation support apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a mobile Internet system, and more particularly, to a channel estimation support method and apparatus.
  • channel estimation of data symbols included in a frame includes moving averages of channel values calculated through interpolation between adjacent pilot symbols 10 on the average window 50. moving average).
  • distortion may occur in the estimated channel value due to interference and noise between channels having different characteristics.
  • the accuracy of channel estimation varies depending on how the size of the average window for averaging is set.
  • a channel estimation support method and apparatus for optimizing the average window size, which is the basis of moving average, according to channel conditions is proposed. I would like to.
  • determination of the average window size may be performed in a preset frame period (for example, 100 frames). Further, determination of average window size is made based on the phase difference between the SRN of the received signal and the pilot symbols included in the frame.
  • the predetermined frame period may be set to at least one frame period, and may be set differently in consideration of channel characteristics according to the moving speed of the terminal. For example, when the terminal has a channel characteristic of moving to 60 km / h, the predetermined frame period may be set to 100 frames. Meanwhile, when the terminal has a channel characteristic of moving to 10 km / h, the predetermined frame period may be set to 600 frames.
  • the size of the average window according to the channel state has the following characteristics. In the case where the change in the channel characteristics is small, the larger the average window is advantageous for channel estimation. In the case in which the change in the channel characteristics is large, the smaller the average window size is advantageous in the channel estimation.
  • the downlink frame is composed of tones consisting of symbols on the horizontal (time) axis and subcarriers on the vertical (frequency) axis.
  • the information capable of estimating a channel includes pilot symbols ( 10), channel information of a data symbol can be obtained through interpolation between adjacent pilot symbols.
  • the received signal includes a noise signal and an interference signal, and the noise signal is similar to white noise, so that the estimated channel ( ) Can be expressed as Equation 1 below.
  • the actual average window is a two-dimensional structure consisting of a time domain and a frequency domain
  • a channel estimated in one-dimensional (1D) domain may be considered by dividing the time domain and the frequency domain, respectively. Can be.
  • silver Estimated channel of the first subcarrier Means the number of channels included in the averaging, that is, the size of the average window, silver Channel information of the first subcarrier, Is The actual channel of the first subcarrier, Is The white noise of the first subcarrier. Therefore, the white channel information is included in the information of the channel estimated using the average window.
  • Equation 1 if a channel is fixed for a certain frame period, the channel to be estimated ( ) Can be expressed as Equation 2 below.
  • noise is generated randomly randomly like white noise, it can be considered that there is no correlation between the noises. Therefore, the estimated channel ( Noise (N 0 ) of the noise (variance) of the equation (1) As can be seen, as the size N of the average window increases, it becomes smaller. Therefore, as the size N of the average window increases, the influence of noise decreases, thereby making accurate channel estimation.
  • Equation 2 may be expressed as Equation 3 below.
  • Equation 3 ⁇ (i) is the difference between the actual channel to be estimated and the channel added due to the moving average through the average window ( ).
  • Equation 4 It can be expressed as Equation 4 below by taking a square with respect to Equation 3 above.
  • the ratio of the noise (N 0 ) and the average window (N) and the difference between adjacent channels ( ) And the ratio of average window size (N) should be considered. Accordingly, the value of the average window size N should be set such that the result value of Equation 5 below is minimized.
  • the optimal N value varies according to the channel characteristics of each terminal. Therefore, rather than setting the N value to any fixed value, it should be adapted to the changing channel environment.
  • the value of "N 0 " is information on noise provided to the base station and the terminal in advance, information necessary for determining the size of the average window is ⁇ (i).
  • the following matters are assumed to quantitatively determine the difference ⁇ (i) between the adjacent channels.
  • the change between adjacent channels is not large.
  • the change between channels can be expressed by the phase difference.
  • the phase change of the channel changes only in one direction as it moves away from the channel to be estimated to the adjacent channel.
  • each channel Is It can be expressed as shown in Equation 6 below.
  • an optimal averaging sample capable of reducing the difference between adjacent channels in the one-dimensional region, that is, the influence of channel selectivity.
  • the size of the average window can be determined in one dimension (1D).
  • the size of the average window in one dimension (1D) can be obtained through cross correlation between adjacent pilot symbols, as shown in Equation 7 below.
  • the average window size N that can be calculated through the information on the phase difference ⁇ (j) between adjacent channels is obtained by obtaining N having a minimum value as a result of Equation 8 below.
  • This can be modeled as a complex number where the actual channel is of constant size and differs only in the magnitude of the phase between adjacent channels. Accordingly, an average window size N that can minimize channel estimation error due to noise and channel selectivity can be obtained.
  • the fact that the result value of Equation 8 is minimized means that the difference between the actual channel and the estimated channel is minimal.
  • Equation 8 Denotes the ratio of the sum of the differences between adjacent channels and the average window size (N). And, Denotes the ratio of noise (N 0 ) to average window size (N).
  • the difference between adjacent channels may be obtained through a phase difference between adjacent pilot symbols among pilot symbols detected in the received signal.
  • the average window size N at which the result of Equation 8 is minimum is reduced according to Equation 2, while reducing noise variance, and according to Equation 5, the influence of channel selectivity due to the difference between channels.
  • the average window size (N) in the one-dimensional region can be reduced. This means that an optimal average window size (N) can be obtained that can minimize channel estimation errors due to noise and channel deviations in one 1-dimensional (1D) domain, either in the time domain or in the frequency domain. do.
  • the optimal average window size (N) in one dimension (1D) can be determined in the two-dimensional (2D) region.
  • the size of the average window is simultaneously determined in the time domain and the frequency domain. You can decide.
  • the detection means for detecting the phase difference between adjacent channels is not provided separately for the time domain and the frequency domain, the magnitude of the average window is first determined for one of the time domain and the frequency domain, and then The size of the average window can be determined for one area.
  • channel estimation is performed by moving averaging through an average window having an N value obtained in each of the time domain and the frequency domain, it is possible to reduce the influence of noise variance in the two-dimensional (2D) domain, The influence of channel selectivity due to the difference can be reduced, thereby improving the accuracy of channel estimation.
  • Equation 8 the "N” value has been described in consideration of “CrossTerm”, but the phase change between adjacent channels may be reversed without moving in only one direction. As shown in Equation 9, a value of "N” can be obtained without considering the "CrossTerm”.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for supporting channel estimation according to an embodiment of the present invention in detail.
  • the channel estimation support method of FIG. 3 may be applied to a case in which detection means for detecting phase differences between adjacent channels are provided separately for each of the time domain and the frequency domain. Referring to FIG. 3, a channel estimation support method according to an embodiment of the present invention will be described.
  • a pilot symbol is detected from the signal received through the receiving antenna (S100).
  • phase difference between adjacent pilot symbols among the received pilot symbols in each of the time domain and the frequency domain is detected (S120).
  • detection of a phase difference between adjacent pilot symbols may be performed every frame.
  • phase difference values between adjacent pilot symbols detected in each of the time domain and the frequency domain are accumulated and stored (S130).
  • phase difference values between adjacent pilot symbols in each of the time domain and the frequency domain are accumulated and stored for a predetermined frame period (for example, 100 frames).
  • the phase difference value between adjacent pilot symbols accumulated and stored for a certain frame period may be averaged when the predetermined frame period elapses and used to determine the average window size.
  • the frame in which the phase difference value is calculated between the adjacent pilot symbols is counted to determine whether a predetermined frame period has elapsed (S140).
  • the counting of frames is for resetting the size of the average window at every frame period. Since the channel characteristics may change over time, the channel estimation support method according to an embodiment of the present invention may determine the size of the average window used to perform moving averaging in consideration of the channel characteristics that change with time. Change it every cycle.
  • the predetermined frame period for changing the size of the average window may be set to at least one frame, and may be set in consideration of the moving speed of the terminal. For example, when the terminal is moving at a speed of 60 km / h, the predetermined frame period may be set to 100 frames. When the terminal is moving at a speed of 10 km / h, the predetermined frame period may be set to 600 frames. have.
  • Equation 8 is obtained by using a phase difference value between adjacent pilot symbols detected for each of the time domain and the frequency domain accumulated during a predetermined frame period. Calculate the value of N (average window size) at which the result of N is minimized.
  • Equation 8 the sum of the difference between adjacent channels and the first result value according to the ratio of the average window size (N) and the ratio of the noise (N 0 ) and the average window size (N)
  • the second resultant value is calculated, and an N value at which the sum of the first resultant value and the second resultant value is minimum is calculated to obtain an average window size in the one-dimensional region.
  • an N value representing the size of the average window is calculated for each of the time domain and the frequency domain.
  • the SNR of each of the symbols detected from the received signal is taken into account in calculating the average window size.
  • Equation 5 the value of N where the result of Equation 8 is minimum is reduced according to Equation 2 according to Equation 2, and according to Equation 5, This will be the size of the optimized average window that will reduce the impact.
  • the phase difference between adjacent pilot symbols is averaged in each of the time and frequency domains accumulated and stored for a predetermined frame period in S130, and the time and frequency domains in which the average value of the phase difference between adjacent pilot symbols is performed in S160.
  • the size of the optimized average window considering the SNR and channel selectivity of the received signal.
  • the phase difference value of the pilot symbols received at the present time point and the time domain and the frequency domain that are accumulated and accumulated for a predetermined frame period are adjacent to each other.
  • the accuracy of the channel estimation can be improved by using the average value of the phase difference values between the pilot symbols together.
  • the optimized average window size in consideration of SNR and channel selectivity in the 2D region (2D) is set using the optimized average window size in the time domain and the optimized average window size in the frequency domain. (S170).
  • the set average window size is applied to the moving averaging calculation.
  • the channel is estimated using the average window having the size set in S170 (S180).
  • the channel is compensated using the estimated channel value, and the received data is decoded according to the compensated channel (S190).
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating in detail a channel estimation support method according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the channel estimation support method of FIG. 4 may be applied to a case of detecting a phase difference between adjacent pilot symbols in a time domain and a frequency domain as one detection unit for detecting a phase difference between adjacent channels. Referring to FIG. 4, a channel estimation support method according to another embodiment of the present invention will be described.
  • the pilot symbol is detected from the signal received through the receiving antenna (S200).
  • one domain is first selected from a time domain and a frequency domain (S210).
  • S210 a time domain and a frequency domain
  • phase difference between adjacent pilot symbols among the pilot symbols received in the time domain is detected (S220).
  • detection of a phase difference between adjacent pilot symbols may be performed at least every one frame.
  • phase difference values between adjacent pilot symbols detected in the time domain are accumulated and stored (S230).
  • phase difference values between adjacent pilot symbols in the time domain are accumulated and stored for a predetermined frame period (for example, 100 frames).
  • the phase difference value between adjacent pilot symbols accumulated and stored for a certain frame period may be averaged when the predetermined frame period elapses and used to determine the average window size.
  • one region other than the region selected in S210 is selected (S215). Since the time domain is selected in S210, a frequency domain is selected in S215.
  • phase difference between adjacent pilot symbols among the pilot symbols received in the frequency domain is detected (S225).
  • detection of a phase difference between adjacent pilot symbols may be performed at least every one frame.
  • phase difference values between adjacent pilot symbols detected in the frequency domain are accumulated and stored (S235).
  • the phase difference between adjacent pilot symbols in the frequency domain is accumulated and stored for a predetermined frame period (for example, 100 frames) according to the moving speed of the terminal.
  • the phase difference value between adjacent pilot symbols accumulated and stored for a certain frame period may be averaged when the predetermined frame period elapses and used to determine the average window size.
  • the counting of frames is for resetting the size of the average window at every frame period. Since the channel characteristics may change over time, the channel estimation support method according to an embodiment of the present invention may determine the size of the average window used to perform moving averaging in consideration of the channel characteristics that change with time. Change it every cycle.
  • the predetermined frame period for changing the size of the average window may be set to at least one frame, and may be set to 100 to 600 frames in consideration of the moving speed of the terminal. For example, when the terminal is moving at a speed of 60 km / h, the predetermined frame period may be set to 100 frames. When the terminal is moving at a speed of 10 km / h, the predetermined frame period may be set to 600 frames. have.
  • Equation 8 uses a phase difference value between adjacent pilot symbols detected for each of the time domain and the frequency domain during a predetermined frame period.
  • N average window
  • an N value representing the size of the average window is calculated for each of the time domain and the frequency domain.
  • the SNR of each of the symbols detected from the received signal is taken into account in calculating the average window size.
  • the optimized average window size is determined in consideration of the SNR of the received signal and channel selectivity between adjacent channels.
  • the window size is first determined for the time domain from the time domain and the frequency domain, and then the window size is determined for the frequency domain.
  • an N (average window size) value at which the result of Equation 8 is minimized is calculated.
  • the size of the optimized average window in consideration of the SNR and the channel selectivity of the signal received in the time domain is determined (S260).
  • the value of N where the result of Equation 8 is minimum is reduced according to Equation 2 according to Equation 2, and according to Equation 5, This will be the size of the optimized average window that will reduce the impact.
  • an N (average window size) value at which the result of Equation 8 is minimized is calculated.
  • the size of the optimized average window considering the SNR and the channel selectivity of the signal received in the frequency domain is determined (S265).
  • the phase difference value between adjacent pilot symbols in the time domain and the frequency domain accumulated and stored for a predetermined frame period in S230 and S235 is averaged, and the time domain in which the average value of the phase difference between adjacent pilot symbols is performed in S260 and S265 And the size of the optimized average window considering the SNR and channel selectivity of the signal received in the frequency domain.
  • the phase difference value of the pilot symbols received at the present time point and the time domain and the frequency domain that are accumulated and accumulated for a predetermined frame period are adjacent to each other.
  • the accuracy of the channel estimation can be improved by using the average value of the phase difference values between the pilot symbols together.
  • the optimized average window size is calculated by considering the SNR and channel selectivity in the 2D region (2D) using the optimized average window size in the time domain calculated in S260 and the optimized average window size in the frequency domain calculated in S265.
  • the size of the window is set (S270).
  • the set average window size is applied to the moving averaging calculation.
  • the channel is estimated using the average window of the set size (S280).
  • the channel is compensated using the estimated channel value, and the received data is decoded according to the compensated channel (S290).
  • FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating performance of a channel estimation support method according to an embodiment of the present invention and a conventional technology using a fixed average window size in terms of PER, and FIGS. 7 and 8 are fixed average windows.
  • one transmission antenna and one reception antenna were performed in the downlink (DL), and the moving speeds of the terminals were QPSK 3/4, 16QAM in an environment of 10 Km / h and 60 Km / h. 1/2, 16QAM 3/4 and 64QAM 3/4 MCS were applied, respectively.
  • the channel estimation support method according to the embodiment of the present invention is improved performance compared to the prior art at the MCS level of QPSK 3/4, 16QAM 1/2, 16QAM 3/4, 64QAM 3/4 It can be confirmed.
  • the channel estimation support method according to the embodiments of the present invention can improve the data transmission efficiency by applying the MCS suitable for the channel state through accurate channel estimation.
  • FIG. 9 is a view showing a channel estimation support apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the channel estimation support apparatus 100 may include a first phase difference detector 110a, a second phase difference detector 110b, a setting unit 120, and a frame counter 140. And a storage unit 145.
  • the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b detect a phase difference between adjacent pilot symbols among the received pilot symbols, and adjacent pilot symbols in each of the time domain and the frequency domain at the same time.
  • Two phase difference detectors 110a and 110b are separately configured to detect the phase difference between them.
  • the first phase difference detector 110a detects a phase difference between adjacent pilot symbols in the time domain
  • the second phase difference detector 110b detects a phase difference between adjacent pilot symbols in the frequency domain.
  • the phase difference detection between adjacent pilot symbols performed by the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b may be performed at least every one frame.
  • the frame counter 130 counts frames in which the phase difference detection between adjacent pilot symbols is counted by the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b, and checks whether a predetermined frame period has elapsed.
  • the counting of frames is for resetting the set average window for each frame period, and the average window size used for performing moving averaging is determined for each frame period in consideration of channel characteristics that change with time. Count frames so you can change them.
  • Counting information of the frame counter 130 is provided to the setting unit 120 to maintain or reset the size of the set average window.
  • the average window is reset after the preset frame period elapses, the average value of the phase differences accumulated during a predetermined frame period (for example, 100 frames) as well as the phase difference between the pilot symbols received in the current frame are determined. Will reflect.
  • the frame counter 130 may include a storage unit 135 in which phase difference values between adjacent pilot symbols detected in the time domain and the frequency domain are accumulated and stored. In addition, in the case of resetting the size of the average window, the frame counter 130 calculates an average value of phase differences between pilot symbols for a predetermined frame period stored in the storage unit 135 and sets the setting unit 120. Can be provided to
  • the storage unit 135 is illustrated and described as being included in the frame counter 130, but this shows one embodiment. In another exemplary embodiment, the storage 135 may be included in the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b or the setter 120.
  • the setting unit 120 uses a phase difference value between adjacent pilot symbols detected in the time domain and the frequency domain provided by the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b to simplify the adjacent channels. Detect the difference.
  • the setting unit 120 includes a first result value according to the ratio of the difference between adjacent channels and the average window size N, the noise N 0 , and the average window size N.
  • a second result value according to the ratio of) is calculated, and an N value at which the sum of the first result value and the second result value is minimum is calculated to set the average window size in the one-dimensional region.
  • the average window reflects the characteristics according to SNR, noise, and channel selectivity (difference between adjacent channels) in the 2D region (2D) through the size "N" value of the average window calculated for the time domain and the frequency domain, respectively. Sets the size of.
  • the two-dimensional average window size set by the setting unit 120 may be an optimized average window size that may reduce the influence of noise variance and reduce the influence of channel selectivity due to the difference between channels.
  • the set average window size is provided to the channel estimator to be used for moving average calculation.
  • the channel is estimated using an average window having an optimized size considering SNR and channel selectivity, thereby improving the accuracy of the channel estimation. Can be.
  • the accurate channel estimation it is possible to improve the data transmission efficiency by applying the MCS suitable for the channel state.
  • FIG. 10 is a view showing a channel estimation support apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the channel estimation support apparatus 100 according to another exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 10 is illustrated in FIG. 9 except that the phase difference detection unit 110 for detecting the phase difference between adjacent channels is integrated into one configuration. It includes the same configuration as the channel estimation support apparatus 100 shown.
  • phase difference detection unit 110 When the phase difference detection unit 110 is provided in common for the time domain and the frequency domain, one phase, for example, a time domain is first selected from the time domain and the frequency domain, and the phase difference between adjacent pilot symbols in the time domain is determined. Detect. Then, the phase difference between adjacent pilot symbols for the remaining frequency domain is detected.
  • a configuration of setting an average window size using phase difference values between pilot symbols in the time domain and the frequency domain detected by the phase difference detector 110 is the same as that of FIG. 9.

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Abstract

The present invention relates to a mobile Internet system, and more particularly to a channel estimation support method and device. In one example, the channel estimation support method is a channel estimation support method in a mobile Internet system, comprising the steps of: calculating a first average window size by using the difference between adjacent channels in a domain constituted by either a time domain or a frequency domain; calculating a second average window size by using the difference between adjacent channels in the remaining domain constituted by either the time domain or the frequency domain; and determining a two-dimensional average window size by using the first average window size and the second average window size.

Description

채널추정 지원방법 및 장치Channel estimation support method and device
본 발명은 휴대 인터넷 시스템의 채널추정 지원방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a channel estimation support method and apparatus for a portable Internet system.
음성, 영상, 데이터 등의 다양한 정보를 처리하고 전송할 수 있는 고속/대용량의 무선 통신 시스템이 요구됨에 따라, IEEE 802.16 표준에 따른 휴대 인터넷 시스템에서는 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 "QoS"라 함)을 사용자에게 제공하기 위한 연구가 진행되고 있다.As a high speed / high capacity wireless communication system capable of processing and transmitting a variety of information such as voice, video, and data is required, various quality of service (QoS) is referred to in the portable Internet system according to the IEEE 802.16 standard. ) Is being researched to provide users.
무선 채널 환경은 다중 경로 간섭(multipath interference), 쉐도잉(shadowing), 전파 감쇠, 시변 잡음 및 페이딩(fading)과 같은 여러 요인들로 인해 오류가 발생되며, 오류로 인해 정보의 손실이 발생되게 된다. 이러한, 오류로 인한 정보의 손실은 무선 통신 시스템의 전체 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.In wireless channel environments, errors occur due to various factors such as multipath interference, shadowing, propagation attenuation, time-varying noise, and fading, resulting in loss of information. . This loss of information due to an error is a factor that reduces the overall performance of the wireless communication system.
휴대 인터넷 시스템에서는 채널 품질에 따라 적절한 변조 방식 및 코딩 방식(modulation and coding scheme, 이하 "MCS" 라 함)을 적용하여 데이터 전송 효율을 높임과 아울러, 상기 오류로 인한 정보의 손실을 최소화 시키면서 QoS를 제공하려 하고 있다.In the portable Internet system, an appropriate modulation and coding scheme (hereinafter referred to as "MCS") is applied according to channel quality to increase data transmission efficiency and to minimize QoS loss due to the error. I'm trying to provide.
도 1은 파일럿 심볼과 에버리지 윈도우를 이용한 채널추정 방법을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a channel estimation method using a pilot symbol and an average window.
도 1을 참조하면, 수신된 데이터를 복호하고, 채널 품질에 따라 적절한 MCS를 적용하기 위해서는 먼저, 채널추정이 이루어져야 한다.Referring to FIG. 1, in order to decode the received data and apply an appropriate MCS according to channel quality, channel estimation must be performed first.
채널추정은 기지국(BS)과 단말(MS) 간에 서로 약속된 신호를 이용하여 이루어지는데, 여기서, 상기 약속된 신호에는 채널 품질에 대한 정보가 포함되어 있는 신호를 파일럿 심볼(pilot symbol, 10)이라 한다.The channel estimation is performed using signals promised between the base station BS and the terminal MS, wherein the signal including information on channel quality is referred to as a pilot symbol 10. do.
채널추정은 프레임 상에 임의의 데이터 심볼(30)의 채널을 추정하기 위해서 인접한 파일럿 심볼 간에 보간(interpolation)을 수행하게 된다. 그런데, 무선 채널을 통해 수신된 신호에는 노이즈(noise)가 포함되므로, 노이즈에 의한 신호의 왜곡이 발생될 수 있다. 이러한, 노이즈의 영향을 최소화 시키기 위해서 에버리지 윈도우(50)를 이용하여 이동 평균화(moving averaging)를 수행하게 된다.Channel estimation performs interpolation between adjacent pilot symbols to estimate a channel of any data symbol 30 on a frame. However, since a signal received through a wireless channel includes noise, distortion of the signal due to noise may occur. In order to minimize the effect of noise, moving averaging is performed using the average window 50.
여기서, 에버리지 윈도우(50)는 하나의 프레임을 구성하는 시간 영역(time domain)에서의 심볼(symbol)의 개수와 주파수 영역(frequency domain)에서의 서브 캐리어(sub carrier)의 개수로 정의되며, 에버리지 윈도우(50)를 이용한 평균화는 시간 영역 및 주파수 영역으로 정의되는 2차원(2 dimension) 영역 내에서 수행된다. 2차원의 영역을 가지는 에버리지 윈도우(50)가 이동(moving)하면서 프레임의 데이터 영역에서 각 데이터 심볼(30)에 대한 채널을 추정하게 된다.Here, the average window 50 is defined as the number of symbols in the time domain and the number of subcarriers in the frequency domain that constitute one frame. Averaging using the window 50 is performed in a two dimension region defined by a time domain and a frequency domain. As the average window 50 having the two-dimensional area moves, the channel for each data symbol 30 is estimated in the data area of the frame.
이때, 고정된 크기의 에버리지 윈도우를 통해 이동 평균화를 수행하게 되면 채널추정의 정확도가 낮아질 수 있다. 즉, 채널 선택성 및 수신된 SNR(Signal to Noise Ratio)의 변화도가 높은 경우, 고정된 크기의 에버리지 윈도우를 통해 이동 평균화를 수행하게 되면 실제 채널에서 왜곡된 채널을 추정할 수 있다.In this case, if the moving averaging is performed through a fixed sized average window, the accuracy of channel estimation may be lowered. That is, when the channel selectivity and the change in the received SNR (Signal to Noise Ratio) are high, if the moving averaging is performed through a fixed sized average window, the distorted channel may be estimated in the actual channel.
예를 들어, 도 1의 "A"와 같이, 에버리지 윈도우(50, average window)의 크기가 작은 경우, 노이즈로 인한 영향을 최소화 시킬 수 없어, 적절한 채널추정이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 한편, 도 1의 "B"와 같이, 에버리지 윈도우(50)의 크기가 큰 경우에는 시간과 주파수 영역에서 인접한 채널들은 서로 다른 상태를 가지게 되므로, 실제의 채널과 추정된 채널 간의 상관도가 떨어져 적절한 채널추정이 이루어지지 않는 문제점이 있다.For example, as shown in "A" of FIG. 1, when the average window 50 is small in size, the influence due to noise cannot be minimized, so that proper channel estimation is not performed. On the other hand, as shown in "B" of FIG. 1, when the average window 50 has a large size, adjacent channels have different states in the time and frequency domains, and thus the correlation between the actual channel and the estimated channel is poor. There is a problem that channel estimation is not made.
이와 같이, 채널추정이 정확히 이루어지지 않아 실제 채널과 추정된 채널이 상이한 경우, 단말이 수신된 데이터를 정확히 복호할 수 없게 됨은 물론, 기지국에서는 단말의 채널 상태에 적합한 MCS 레벨을 결정할 수 없게 된는 문제점이 발생하게 된다.As such, when the channel estimation is not accurately performed and the estimated channel is different from the actual channel, the terminal cannot correctly decode the received data, and the base station cannot determine the MCS level suitable for the channel state of the terminal. This will occur.
예를 들어, 채널추정이 정확이 이루어 지지 않아 단말의 채널 상태보다 높은 MCS 레벨이 결정되면, 기지국에서 전송한 데이터를 단말에서 복호할 수 없게 되는 문제점이 있고, 단말의 채널 상태보다 낮은 MCS 레벨이 결정되면 기지국에서 전송한 데이터를 단말에서 수신하여 복호할 수는 있지만, 채널 상태에 맞는 MCS 레벨을 적용할 때보다 데이터 전송 효율이 낮아지는 문제점이 있다.For example, if the MCS level higher than the channel state of the terminal is determined because the channel estimation is not accurate, there is a problem that the terminal cannot decode the data transmitted from the base station, and the MCS level lower than the channel state of the terminal is If it is determined that the data transmitted from the base station can be received and decoded by the terminal, there is a problem that the data transmission efficiency is lower than when applying the MCS level for the channel state.
상술한 문제점들로 인해, 채널 상태에 따라 노이즈의 영향을 최소화시키면서 실제 채널과 추정된 채널의 상관도를 높일 수 있는 채널추정 지원방법이 요구되지만, 에버리지 윈도우 크기를 채널 특성에 따라 달리 설정할 수 있는 채널추정 지원방법이 제시되고 있지 못하다.Due to the above problems, a channel estimation support method is required to increase the correlation between the actual channel and the estimated channel while minimizing the influence of noise depending on the channel condition. However, the average window size can be set differently according to the channel characteristics. Channel estimation support method is not suggested.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 노이즈의 영향을 최소화시키면서 실제 채널과 추정된 채널의 상관도를 높일 수 있는 채널추정 지원방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is a technical object of the present invention to provide a channel estimation support method and apparatus capable of increasing the correlation between an actual channel and an estimated channel while minimizing the influence of noise.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 채널추정의 정확도를 높여 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있는 채널추정 지원방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a channel estimation support method and apparatus capable of improving data transmission efficiency by increasing channel estimation accuracy.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법은 휴대 인터넷 시스템에서 채널추정 지원방법에 있어서, 시간영역 및 주파수 영역 중 어느 하나의 영역에서 인접한 채널간의 차를 이용하여 제1 에버리지 원도우 크기를 산출하는 단계; 시간영역 및 주파수 영역 중 나머지 하나의 영역에서 인접한 채널간의 차를 이용하여 제2 에버리지 원도우 크기를 산출하는 단계; 상기 제1 에버리지 원도우 크기 및 제2 에버리지 원도우 크기를 이용하여 2차원의 에버리지 원도우 크기를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A channel estimation support method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a method for supporting channel estimation in a portable Internet system, by using a difference between adjacent channels in any one of a time domain and a frequency domain. Calculating average window size; Calculating a second average window size using a difference between adjacent channels in the other one of the time domain and the frequency domain; Determining a two-dimensional average window size by using the first average window size and the second average window size.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원장치는 수신된 신호로부터 검출된 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출하는 위상 차 검출부; 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 검출이 이루어진 프레임을 카운팅 하는 프레임 카운터; 상기 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차가 누적되어 저장되는 저장부; 및 시간영역 및 주파수 영역 중 어느 하나의 영역에서 인접한 채널간의 차를 이용하여 제1 에버리지 원도우 크기를 산출하고, 시간영역 및 주파수 영역 중 나머지 하나의 영역에서 인접한 채널간의 차를 이용하여 제2 에버리지 원도우 크기를 산출하고, 상기 제1 에버리지 원도우 크기 및 제2 에버리지 원도우 크기를 이용하여 2차원의 에버리지 원도우 크기를 결정 설정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, a channel estimation support apparatus includes: a phase difference detector configured to detect a phase difference between pilot symbols detected from a received signal; A frame counter counting a frame in which phase difference detection between adjacent pilot symbols has been performed; A storage unit in which phase differences between adjacent pilot symbols are accumulated and stored; And calculating a first average window size using a difference between adjacent channels in any one of a time domain and a frequency domain, and using a difference between adjacent channels in the other one of the time and frequency domains. And a setting unit for calculating a size and determining a two-dimensional average window size using the first average window size and the second average window size.
실시 예에 따른 본 발명은 수신 신호의 SNR과 채널 선택성을 고려하여 채널추정을 위한 에버리지 윈도우의 크기를 설정함으로써, 채널추정의 정확도를 향상시킬 수 있는 채널추정 지원 및 장치를 제공할 수 있다.The present invention according to the embodiment can provide a channel estimation support and apparatus that can improve the accuracy of the channel estimation by setting the size of the average window for channel estimation in consideration of the SNR and the channel selectivity of the received signal.
실시 예에 따른 본 발명은 시간 영역 및 주파수 영역에서 노이즈의 영향을 최소화 시킴과 아울러, 채널 상관도를 높일 수 있는 에버리지 윈도우를 통해 채널추정의 정확도를 높여 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있는 채널추정 지원방법 및 장치를 제공한다.The present invention according to the embodiment minimizes the effects of noise in the time domain and the frequency domain, and also supports channel estimation that can improve data transmission efficiency by increasing the accuracy of channel estimation through an average window that can increase channel correlation. It provides a method and apparatus.
도 1은 에버리지 윈도우를 이용한 채널추정 방법을 나타내는 도면.1 is a diagram illustrating a channel estimation method using an average window.
도 2는 인접 채널간의 위상 차이를 통해 에버리지 윈도우의 크기를 산출하는 방법을 나타내는 도면.2 is a diagram illustrating a method of calculating an average window size through a phase difference between adjacent channels.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법을 구체적으로 나타내는 플로우 차트.3 is a flowchart illustrating in detail a channel estimation support method according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 채널추정 지원방법을 구체적으로 나타내는 플로우 차트.4 is a flowchart illustrating a channel estimation support method according to another embodiment of the present invention in detail.
도 5 및 도 6은 고정된 에버리지 윈도우 크기를 이용한 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법의 성능을 PER의 과점에서 비교하여 나타내는 도면.5 and 6 are diagrams showing the performance of the channel estimation support method according to the prior art using a fixed average window size in accordance with an embodiment of the present invention in terms of PER.
도 7 및 도 8은 고정된 에버리지 윈도우 크기를 이용한 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법의 성능을 BER의 과점에서 비교하여 나타내는 도면.7 and 8 are diagrams showing the performance of the channel estimation support method according to the prior art using a fixed average window size in accordance with an embodiment of the present invention in terms of BER.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원장치를 나타내는 도면.9 is a view showing a channel estimation support apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 채널추정 지원장치를 나타내는 도면.10 is a view showing a channel estimation support apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명은 휴대 인터넷 시스템에 관한 것으로, 특히 채널추정 지원방법 및 장치에 관한 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention. The present invention relates to a mobile Internet system, and more particularly, to a channel estimation support method and apparatus.
프레임에 포함된 데이터 심볼의 채널추정(channel estimation)은 도 1에 도시된 바와 같이, 에버리지 윈도우(50) 상에서 인접한 파일럿 심볼들(10) 간의 보간(interpolation)을 통해 산출된 채널 값들을 이동 평균화(moving average)하여 이루어진다. 그런데, 서로 다른 특성을 가지는 채널들 간의 간섭(channel interference) 및 노이즈(noise)로 인해 추정된 채널 값에 왜곡이 발생될 수 있다. 이로 인해, 평균화를 수행하는 에버리지 윈도우의 크기를 어떻게 설정하느냐에 따라 채널추정의 정확도가 달라지게 된다.As shown in FIG. 1, channel estimation of data symbols included in a frame includes moving averages of channel values calculated through interpolation between adjacent pilot symbols 10 on the average window 50. moving average). However, distortion may occur in the estimated channel value due to interference and noise between channels having different characteristics. As a result, the accuracy of channel estimation varies depending on how the size of the average window for averaging is set.
실시 예에 따른 본 발명은 채널 선택성 및 노이즈의 영향을 최소화 시키기 위해, 이동 평균화(moving average) 수행의 기초가 되는 에버리지 윈도우의 크기를 채널 상태에 따라 최적화 시킬 수 있는 채널추정 지원방법 및 장치를 제안하고자 한다.According to an embodiment of the present invention, in order to minimize the influence of channel selectivity and noise, a channel estimation support method and apparatus for optimizing the average window size, which is the basis of moving average, according to channel conditions, is proposed. I would like to.
채널 특성은 특별한 경우를 제외하고 일정 프레임 주기(예를 들면, 100 프레임)에서 급격히 변화되지 않으므로, 에버리지 윈도우 크기의 결정은 미리 설정된 프레임 주기(예를 들면, 100 프레임)로 이루어 질 수 있다. 또한, 에버리지 윈도우 크기의 결정은 수신된 신호의 SRN과, 프레임 내에 포함된 파일럿 심볼들 간의 위상 차이에 기초하여 이루어진다.Since the channel characteristic does not change rapidly in a certain frame period (for example, 100 frames) except for a special case, determination of the average window size may be performed in a preset frame period (for example, 100 frames). Further, determination of average window size is made based on the phase difference between the SRN of the received signal and the pilot symbols included in the frame.
여기서, 상기 일정 프레임 주기는 최소 1 프레임 주기로 설정할 수 있고, 단말의 이동 속도에 따른 채널 특성을 고려하여 달리 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말이 60Km/h로 이동하는 채널 특성을 가지는 경우에는 상기 일정 프레임 주기를 100 프레임으로 설정할 수 있다. 한편, 단말이 10Km/h로 이동하는 채널 특성을 가지는 경우에는 상기 일정 프레임 주기를 600 프레임으로 설정할 수 있다.Here, the predetermined frame period may be set to at least one frame period, and may be set differently in consideration of channel characteristics according to the moving speed of the terminal. For example, when the terminal has a channel characteristic of moving to 60 km / h, the predetermined frame period may be set to 100 frames. Meanwhile, when the terminal has a channel characteristic of moving to 10 km / h, the predetermined frame period may be set to 600 frames.
먼저, 채널 상태에 따른 에버리지 윈도우의 크기는 다음과 같은 특성을 가진다. 채널 특성의 변화가 작은 경우에는 에버리지 윈도우의 크기가 클수록 채널추정에 유리하지만, 채널 특성의 변화가 큰 경우에는 에버리지 윈도우의 크기가 작을수록 채널추정에 유리하다.First, the size of the average window according to the channel state has the following characteristics. In the case where the change in the channel characteristics is small, the larger the average window is advantageous for channel estimation. In the case in which the change in the channel characteristics is large, the smaller the average window size is advantageous in the channel estimation.
도 1에 도시된 바와 같이, 다운 링크 프레임은 가로(시간)축의 심볼들과, 세로(주파수)축의 서브 캐리어로 구성되는 톤(tone)으로 이루어지는데, 채널을 추정할 수 있는 정보는 파일럿 심볼(10)에 포함되어 있으므로, 인접한 파일럿 심볼들 간의 보간을 통해 데이터 심볼의 채널 정보를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 1, the downlink frame is composed of tones consisting of symbols on the horizontal (time) axis and subcarriers on the vertical (frequency) axis. The information capable of estimating a channel includes pilot symbols ( 10), channel information of a data symbol can be obtained through interpolation between adjacent pilot symbols.
채널 특성에 따라 에버리지 윈도우의 크기를 설정하기 위해서는 먼저, 수신되는 신호 모델의 정의가 필요하다. 여기서, 수신된 신호는 노이즈 신호 및 간섭 신호를 포함하고, 노이즈 신호는 백색 잡음과 유사하므로, 추정되는 채널(
Figure PCTKR2009007930-appb-I000001
)은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 그리고, 실제 에버리지 윈도우는 시간 영역(time domain)과 주파수 영역(frequency domain)으로 구성된 2차원(2 dimension) 이지만, 시간 영역과 주파수 영역을 각각 구분하여 1차원(1D) 영역에서 추정되는 채널을 고려할 수 있다.
In order to set an average window size according to channel characteristics, first, a definition of a received signal model is required. Here, the received signal includes a noise signal and an interference signal, and the noise signal is similar to white noise, so that the estimated channel (
Figure PCTKR2009007930-appb-I000001
) Can be expressed as Equation 1 below. In addition, although the actual average window is a two-dimensional structure consisting of a time domain and a frequency domain, a channel estimated in one-dimensional (1D) domain may be considered by dividing the time domain and the frequency domain, respectively. Can be.
수학식 1
Figure PCTKR2009007930-appb-M000001
Equation 1
Figure PCTKR2009007930-appb-M000001
여기서,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000002
Figure PCTKR2009007930-appb-I000003
번째 부반송파의 추정된 채널,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000004
은 평균화에 포함되는 채널들의 수 즉, 에버리지 윈도우의 크기를 의미하고,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000005
Figure PCTKR2009007930-appb-I000006
번째 부반송파의 채널 정보,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000007
번째 부반송파의 실제 채널,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000009
Figure PCTKR2009007930-appb-I000010
번째 부반송파의 백색 잡음을 의미한다. 따라서, 에버리지 윈도우를 이용하여 추정되는 채널의 정보에는 실제 채널에 백색 잡음이 포함되게 된다.
here,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000002
silver
Figure PCTKR2009007930-appb-I000003
Estimated channel of the first subcarrier,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000004
Means the number of channels included in the averaging, that is, the size of the average window,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000005
silver
Figure PCTKR2009007930-appb-I000006
Channel information of the first subcarrier,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000007
Is The actual channel of the first subcarrier,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000009
Is
Figure PCTKR2009007930-appb-I000010
The white noise of the first subcarrier. Therefore, the white channel information is included in the information of the channel estimated using the average window.
상기 수학식 1에서 일정 프레임 기간 동안에 채널이 고정되어 있다고 가정하면, 추정하고자 하는 채널(
Figure PCTKR2009007930-appb-I000011
)은 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
In Equation 1, if a channel is fixed for a certain frame period, the channel to be estimated (
Figure PCTKR2009007930-appb-I000011
) Can be expressed as Equation 2 below.
수학식 2
Figure PCTKR2009007930-appb-M000002
Equation 2
Figure PCTKR2009007930-appb-M000002
여기서, 노이즈는 백색잡음과 같이 확률적으로 랜덤(random)하게 발생되므로, 노이즈 간에는 상관성이 없다고 간주할 수 있다. 따라서, 추정된 채널(
Figure PCTKR2009007930-appb-I000012
)의 노이즈(N0) 편차(noise variance)는 상기 수학식 1의
Figure PCTKR2009007930-appb-I000013
와 같이, 에버리지 윈도우의 크기(N)가 증가할수록 작아짐을 알 수 있다. 따라서, 에버리지 윈도우의 크기(N)가 커질수록 노이즈에 의한 영향이 감소되어 정확한 채널추정이 이루어지게 된다.
Here, since noise is generated randomly randomly like white noise, it can be considered that there is no correlation between the noises. Therefore, the estimated channel (
Figure PCTKR2009007930-appb-I000012
Noise (N 0 ) of the noise (variance) of the equation (1)
Figure PCTKR2009007930-appb-I000013
As can be seen, as the size N of the average window increases, it becomes smaller. Therefore, as the size N of the average window increases, the influence of noise decreases, thereby making accurate channel estimation.
여기서, 실제 채널(h(k))은 시간 영역과 주파수 영역에서 인접한 채널간에 서로 다를 수 밖에 없기 때문에, 상기 수학식 2는 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Herein, since the actual channel h (k) is inevitably different between adjacent channels in the time domain and the frequency domain, Equation 2 may be expressed as Equation 3 below.
수학식 3
Figure PCTKR2009007930-appb-M000003
Equation 3
Figure PCTKR2009007930-appb-M000003
상기 수학식 3에서, ∇(i)는 추정하고자 하는 실제 채널과 에버리지 윈도우를 통한 이동 평균화(moving average)로 인해 더해지는 채널간의 차이 (
Figure PCTKR2009007930-appb-I000014
)를 나타낸다.
In Equation 3, ∇ (i) is the difference between the actual channel to be estimated and the channel added due to the moving average through the average window (
Figure PCTKR2009007930-appb-I000014
).
상기 수학식 3에 대하여 제곱(square)을 취하여 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.It can be expressed as Equation 4 below by taking a square with respect to Equation 3 above.
수학식 4
Figure PCTKR2009007930-appb-M000004
Equation 4
Figure PCTKR2009007930-appb-M000004
상기 수학식 4를 참조하여, 채널의 변화를 고려하면 에버리지 윈도우의 크기 "N"이 커짐에 따라 노이즈의 편차 즉, 노이즈로 인한 채널의 왜곡은 작아지지만, 상기 수학식 4의 (
Figure PCTKR2009007930-appb-I000015
)에 나타낸 바와 같이, 노이즈와는 반대로 에버리지 윈도우(N)의 크기가 증가할수록 인접한 채널간의 차이로 인한 채널추정의 정확도는 낮아지게 된다.
Referring to Equation 4, when the change of the channel is considered, as the average window size "N" becomes larger, the deviation of the noise, that is, the distortion of the channel due to the noise becomes smaller,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000015
In contrast to noise, as the average window N increases in size, the accuracy of channel estimation due to the difference between adjacent channels decreases.
이러한, 채널간의 차이로 인한 채널추정의 정확도가 낮아지는 영향을 줄이기 위해서는 노이즈(N0)와 에버리지 윈도우(N) 크기의 비율과, 인접한 채널간의 차이(
Figure PCTKR2009007930-appb-I000016
)와 에버리지 윈도우(N) 크기의 비율을 함께 고려하여야 한다. 이에 따라, 다음의 수학식 5의 결과 값이 최소가 되도록 에버리지 윈도우 크기 N의 값을 설정하여야 한다.
In order to reduce the effect of lowering the accuracy of channel estimation due to the difference between the channels, the ratio of the noise (N 0 ) and the average window (N) and the difference between adjacent channels (
Figure PCTKR2009007930-appb-I000016
) And the ratio of average window size (N) should be considered. Accordingly, the value of the average window size N should be set such that the result value of Equation 5 below is minimized.
수학식 5
Figure PCTKR2009007930-appb-M000005
Equation 5
Figure PCTKR2009007930-appb-M000005
채널 환경은 단말의 속도와 주변 지형의 영향을 받으므로, 각 단말의 채널 특성에 따라 최적의 N값은 달라지게 된다. 따라서, N값을 임의의 고정된 값으로 설정하지 않고, 변화하는 채널 환경에 맞춰줘야 한다. 여기서, "N0"값은 미리 기지국과 단말에 제공되는 노이즈에 대한 정보이므로, 에버리지 윈도우의 크기를 결정하기 위해 필요한 정보는 ∇(i)가 된다. 다음으로, 상기 인접한 채널간의 차이(∇(i))를 정량적으로 구하기 위해서 다음의 사항들을 가정한다.Since the channel environment is affected by the speed of the terminal and the surrounding topography, the optimal N value varies according to the channel characteristics of each terminal. Therefore, rather than setting the N value to any fixed value, it should be adapted to the changing channel environment. Here, since the value of "N 0 " is information on noise provided to the base station and the terminal in advance, information necessary for determining the size of the average window is 된다 (i). Next, the following matters are assumed to quantitatively determine the difference ∇ (i) between the adjacent channels.
첫째, 인접한 채널간의 변화는 크지 않다. 둘째, 채널간의 변화는 위상 차이로 표현이 가능하다. 셋째, 채널의 위상 변화는 추정하고자 하는 채널로부터 인접한 채널로 멀어짐에 따라 한 쪽 방향으로만 변한다.First, the change between adjacent channels is not large. Second, the change between channels can be expressed by the phase difference. Third, the phase change of the channel changes only in one direction as it moves away from the channel to be estimated to the adjacent channel.
상술한 수학식 1 내지 5와, 상기 가정들에 따라서, 각 채널
Figure PCTKR2009007930-appb-I000017
Figure PCTKR2009007930-appb-I000018
가 되고, 다음의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
In accordance with Equations 1 to 5 and the above assumptions, each channel
Figure PCTKR2009007930-appb-I000017
Is
Figure PCTKR2009007930-appb-I000018
It can be expressed as shown in Equation 6 below.
수학식 6
Figure PCTKR2009007930-appb-M000006
Equation 6
Figure PCTKR2009007930-appb-M000006
결론적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 인접 채널간의 위상 차이 θ(j)의 정보만 있으면 1차원 영역에서 인접한 채널간의 차이 즉, 채널 선택성에 따른 영향을 줄일 수 있는 최적의 평균화 샘플(averaging sample)의 수를 얻을 수 있게 된다. 이는 곧, 1차원(1D)에서 에버리지 윈도우의 크기를 결정할 수 있음을 의미한다. 여기서, 1차원(1D)에서 에버리지 윈도우의 크기는 다음의 수학식 7과 같이, 인접한 파일럿 심볼 간의 상호 상관(cross correlation)을 통해 얻을 수 있다.In conclusion, as shown in FIG. 2, if only the information of the phase difference θ (j) between adjacent channels is provided, an optimal averaging sample (averaging sample) capable of reducing the difference between adjacent channels in the one-dimensional region, that is, the influence of channel selectivity, is obtained. ) Can be obtained. This means that the size of the average window can be determined in one dimension (1D). Here, the size of the average window in one dimension (1D) can be obtained through cross correlation between adjacent pilot symbols, as shown in Equation 7 below.
수학식 7
Figure PCTKR2009007930-appb-M000007
Equation 7
Figure PCTKR2009007930-appb-M000007
상술한 바와 같이, 인접 채널 간의 위상차이(θ(j))에 대한 정보를 통해 산출할 수 있는 에버리지 윈도우 크기(N)는, 다음의 수학식 8에 따른 결과가 최소 값을 가지는 N을 구하여 얻을 수 있는데, 이는 실제 채널을 크기가 일정하고 인접한 채널 간의 위상의 크기만 다른 복소수로 모델링 할 수 있다. 이에 따라, 노이즈(Noise)와 채널 선택성에 의한 채널추정 오차를 최소화시킬 수 있는 에버리지 윈도우 크기(N)를 얻을 수 있다. 여기서, 수학식 8의 결과 값이 최소가 된다는 것의 의미는 실제 채널과 추정된 채널의 차이가 최소가 된다는 것을 의미한다.As described above, the average window size N that can be calculated through the information on the phase difference θ (j) between adjacent channels is obtained by obtaining N having a minimum value as a result of Equation 8 below. This can be modeled as a complex number where the actual channel is of constant size and differs only in the magnitude of the phase between adjacent channels. Accordingly, an average window size N that can minimize channel estimation error due to noise and channel selectivity can be obtained. Here, the fact that the result value of Equation 8 is minimized means that the difference between the actual channel and the estimated channel is minimal.
수학식 8
Figure PCTKR2009007930-appb-M000008
Equation 8
Figure PCTKR2009007930-appb-M000008
상기 수학식 8에서,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000019
는 인접한 채널들 간의 차이의 합과 에버리지 윈도우 크기(N)의 비율을 의미한다. 그리고,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000020
는 노이즈(N0)와 에버리지 윈도우 크기(N)의 비율을 의미한다. 여기서, 인접한 채널들 간의 차이는 수신된 신호에서 검출된 파일럿 심볼들 중에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 통해 구할 수 있다.
In Equation 8,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000019
Denotes the ratio of the sum of the differences between adjacent channels and the average window size (N). And,
Figure PCTKR2009007930-appb-I000020
Denotes the ratio of noise (N 0 ) to average window size (N). Here, the difference between adjacent channels may be obtained through a phase difference between adjacent pilot symbols among pilot symbols detected in the received signal.
상기 수학식 8의 결과가 최소가 되는 에버리지 윈도우 크기(N)은 상기 수학식 2에 따라, 노이즈 편차(noise variance)를 줄이면서, 상기 수학식 5에 따라, 채널간의 차이로 인한 채널 선택성의 영향을 줄일 수 있는 1차원 영역에서의 에버리지 윈도우 크기(N)가 된다. 이는 곧, 시간 영역 또는 주파수 영역 중에서, 하나의 1차원(1D)의 영역에서 노이즈 편차 및 채널간의 편차에 따른 채널추정 오차를 최소화시킬 수 있는 최적의 에버리지 윈도우 크기(N)를 얻을 수 있음을 의미한다.The average window size N at which the result of Equation 8 is minimum is reduced according to Equation 2, while reducing noise variance, and according to Equation 5, the influence of channel selectivity due to the difference between channels. The average window size (N) in the one-dimensional region can be reduced. This means that an optimal average window size (N) can be obtained that can minimize channel estimation errors due to noise and channel deviations in one 1-dimensional (1D) domain, either in the time domain or in the frequency domain. do.
상술한 바와 같이, 2차원(2D)의 시간 영역과 주파수 영역의 중에서 하나의 영역을 선택하여, 수학식 1 내지 8에 따른 결과 값을 통해 1차원(1D)에서 최적의 에버리지 윈도우 크기(N)를 얻는다. 이와 함께, 나머지 다른 영역에 대해서도 동일한 방법을 통해 최적의 에버리지 윈도우 크기(N)얻으면 2차원(2D) 영역에서 에버리지 윈도우의 크기를 결정할 수 있다.As described above, by selecting one of the two-dimensional (2D) time domain and the frequency domain, the optimal average window size (N) in one dimension (1D) through the result value according to Equations 1 to 8 Get In addition, if the optimum average window size N is obtained for the other regions, the average window size can be determined in the two-dimensional (2D) region.
상술한 바와 같이, 에버리지 윈도우 크기의 결정함에 있어서, 서로 인접한 채널간의 위상 차를 검출하는 검출 수단이 시간 영역 및 주파수 영역 각각에 대하여 구비된 경우에는, 시간 영역 및 주파수 영역에서 에버리지 윈도우의 크기를 동시에 결정할 수 있다. 반면, 서로 인접한 채널간의 위상 차를 검출하는 검출 수단이 시간 영역 및 주파수 영역에 대하여 별도로 구비되지 않은 경우에는, 시간 영역 및 주파수 영역 중 하나의 영역에 대하여 먼저 에버리지 윈도우의 크기를 결정하고, 이어서 나머지 하나의 영역에 대하여 에버리지 윈도우의 크기를 결정할 수 있다.As described above, in the determination of the average window size, when detection means for detecting phase differences between adjacent channels are provided for each of the time domain and the frequency domain, the size of the average window is simultaneously determined in the time domain and the frequency domain. You can decide. On the other hand, when the detection means for detecting the phase difference between adjacent channels is not provided separately for the time domain and the frequency domain, the magnitude of the average window is first determined for one of the time domain and the frequency domain, and then The size of the average window can be determined for one area.
시간 영역과 주파수 영역 각각에서 얻어진 N값의 크기를 가지는 에버리지 윈도우를 통해 이동 평균화를 수행하여 채널을 추정하면, 2차원(2D) 영역에서 노이즈 편차(noise variance)에 따른 영향을 줄이면서, 채널간의 차이로 인한 채널 선택성으로 인한 영향을 줄일 수 있어 채널추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.When channel estimation is performed by moving averaging through an average window having an N value obtained in each of the time domain and the frequency domain, it is possible to reduce the influence of noise variance in the two-dimensional (2D) domain, The influence of channel selectivity due to the difference can be reduced, thereby improving the accuracy of channel estimation.
상기, 수학식 8의 설명에서는 "CrossTerm"을 고려하여 상기 "N"값을 구하는 것으로 설명하였지만, 인접 채널간의 위상 변화가 한 쪽 방향으로만 움직이지 않고 역전되는 경우도 있을 수 있으므로, 이때에는 다음의 수학식 9와 같이, 상기 "CrossTerm"을 고려하지 않고 "N"값을 구할 수 있다.In the description of Equation 8, the "N" value has been described in consideration of "CrossTerm", but the phase change between adjacent channels may be reversed without moving in only one direction. As shown in Equation 9, a value of "N" can be obtained without considering the "CrossTerm".
수학식 9
Figure PCTKR2009007930-appb-M000009
Equation 9
Figure PCTKR2009007930-appb-M000009
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법을 구체적으로 나타내는 플로우 차트이다. 도 3의 채널추정 지원방법은 서로 인접한 채널간의 위상 차를 검출하는 검출 수단이 시간 영역 및 주파수 영역 각각에 대하여 별도로 구비된 경우에 적용할 수 있다. 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법을 설명한다.3 is a flowchart illustrating a method for supporting channel estimation according to an embodiment of the present invention in detail. The channel estimation support method of FIG. 3 may be applied to a case in which detection means for detecting phase differences between adjacent channels are provided separately for each of the time domain and the frequency domain. Referring to FIG. 3, a channel estimation support method according to an embodiment of the present invention will be described.
수신 안테나를 통해 수신된 신호로부터 파일럿 심볼을 검출한다(S100).A pilot symbol is detected from the signal received through the receiving antenna (S100).
이후, 시간 영역(time domain)과 주파수 영역(frequency domain) 각각에 대하여 수신된 파일럿 심볼들 중에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출한다(S120). 여기서, 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차의 검출은 매 프레임마다 수행될 수 있다.Thereafter, a phase difference between adjacent pilot symbols among the received pilot symbols in each of the time domain and the frequency domain is detected (S120). Here, detection of a phase difference between adjacent pilot symbols may be performed every frame.
이후, 시간 영역과 주파수 영역 각각에서 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 누적하여 저장한다(S130). 여기서, 시간 영역 및 주파수 영역 각각에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값은 미리 설정된 일정 프레임 기간(예를 들면, 100 프레임) 동안 누적되어 저장된다. 그리고, 일정 프레임 기간 동안 누적되어 저장된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값은 상기 일정 프레임 기간이 경과되면 평균화되어 에버리지 윈도우 크기의 결정에 이용될 수 있다.Thereafter, phase difference values between adjacent pilot symbols detected in each of the time domain and the frequency domain are accumulated and stored (S130). Here, phase difference values between adjacent pilot symbols in each of the time domain and the frequency domain are accumulated and stored for a predetermined frame period (for example, 100 frames). The phase difference value between adjacent pilot symbols accumulated and stored for a certain frame period may be averaged when the predetermined frame period elapses and used to determine the average window size.
이후, 상기 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값의 산출이 이루어진 프레임을 카운트하여, 미리 설정된 프레임 주기가 경과되었는지를 확인한다(S140).Subsequently, the frame in which the phase difference value is calculated between the adjacent pilot symbols is counted to determine whether a predetermined frame period has elapsed (S140).
여기서, 프레임을 카운트하는 것은 에버리지 윈도우의 크기를 일정 프레임 주기 마다 재 설정하기 위한 것이다. 채널 특성은 시간의 경과에 따라 변화될 수 있으므로, 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법은 시간 변화에 따라 변화되는 채널 특성을 고려하여 이동 평균화를 수행에 이용되는 에버리지 윈도우의 크기를 일정 프레임 주기 마다 변경할 수 있도록 한다.Here, the counting of frames is for resetting the size of the average window at every frame period. Since the channel characteristics may change over time, the channel estimation support method according to an embodiment of the present invention may determine the size of the average window used to perform moving averaging in consideration of the channel characteristics that change with time. Change it every cycle.
여기서, 에버리지 윈도우의 크기를 변경할 수 있는 일정 프레임 주기는 최소 1 프레임으로 설정할 수 있고, 단말의 이동 속도를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들면, 단말이 60Km/h의 속도로 이동중인 경우에는 상기 일정 프레임 주기를 100 프레임으로 설정할 수 있고, 단말이 10Km/h의 속도로 이동중인 경우에는 상기 일정 프레임 주기를 600 프레임으로 설정할 수 있다.Here, the predetermined frame period for changing the size of the average window may be set to at least one frame, and may be set in consideration of the moving speed of the terminal. For example, when the terminal is moving at a speed of 60 km / h, the predetermined frame period may be set to 100 frames. When the terminal is moving at a speed of 10 km / h, the predetermined frame period may be set to 600 frames. have.
상기 S140의 확인결과, 미리 설정된 프레임 주기가 경과되지 않았으면, 미리 설정된 프레임 주기 동안 이전에 설정된 에버리지 윈도우 크기를 유지하고(S150), 이전에 설정된 크기의 에버리지 윈도우를 이용하여 채널을 추정한다(S180).As a result of checking in S140, if the preset frame period has not elapsed, the previously set average window size is maintained during the preset frame period (S150), and the channel is estimated using the average window having the previously set size (S180). ).
한편, 상기 S140의 확인결과, 미리 설정된 프레임 주기가 경과된 경우에는 일정 프레임 기간 동안에 누적된, 시간 영역과 주파수 영역 각각에 대하여 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 이용하여, 상기 수학식 8의 결과가 최소가 되는 N(에버리지 윈도우의 크기) 값을 산출한다.On the other hand, as a result of checking in S140, when a predetermined frame period has elapsed, Equation 8 is obtained by using a phase difference value between adjacent pilot symbols detected for each of the time domain and the frequency domain accumulated during a predetermined frame period. Calculate the value of N (average window size) at which the result of N is minimized.
즉, 상기 수학식 8에서 나타낸 바와 같이, 인접한 채널들 간의 차이의 합과 에버리지 윈도우 크기(N)의 비율에 따른 제 1 결과 값과, 노이즈(N0)와 에버리지 윈도우 크기(N)의 비율에 따른 제 2 결과 값을 산출하고, 상기 제 1 결과 값과 제 2 결과 값의 합이 최소가 되는 N 값을 산출하여, 1차원 영역에서의 에버리지 윈도우 크기를 구하게 된다.That is, as shown in Equation 8, the sum of the difference between adjacent channels and the first result value according to the ratio of the average window size (N) and the ratio of the noise (N 0 ) and the average window size (N) The second resultant value is calculated, and an N value at which the sum of the first resultant value and the second resultant value is minimum is calculated to obtain an average window size in the one-dimensional region.
이때, 에버리지 윈도우의 크기를 의미하는 N값은 시간 영역과 주파수 영역 각각에 대하여 산출된다. 여기서, 에버리지 윈도우 크기의 산출에 수신된 신호로부터 검출된 심볼들 각각의 SNR을 고려한다. 이를 통해, 시간 영역 및 주파수 영역 각각에 대하여, 수신된 신호의 SNR과 인접한 채널들 간의 채널 선택성을 고려한 최적화된 에버리지 윈도우의 크기를 결정한다(S160).In this case, an N value representing the size of the average window is calculated for each of the time domain and the frequency domain. Here, the SNR of each of the symbols detected from the received signal is taken into account in calculating the average window size. Through this, in each of the time domain and the frequency domain, the size of the optimized average window in consideration of the channel selectivity between the SNR of the received signal and adjacent channels is determined (S160).
여기서, 상기 수학식 8의 결과가 최소가 되는 N값은 상기 수학식 2에 따라, 노이즈 편차(noise variance)에 따른 영향을 줄이면서, 상기 수학식 5에 따라, 채널간의 차이로 인한 채널 선택성의 영향을 줄일 수 있는 최적화된 에버리지 윈도우의 크기가 된다.In this case, the value of N where the result of Equation 8 is minimum is reduced according to Equation 2 according to Equation 2, and according to Equation 5, This will be the size of the optimized average window that will reduce the impact.
이때, S130에서 일정 프레임 기간 동안 누적되어 저장된 시간 영역 및 주파수 영역 각각에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 평균화 시키고, 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차의 평균 값을 S160에서 수행되는 시간 영역 및 주파수 영역에서 수신된 신호의 SNR과 채널 선택성을 고려한 최적화된 에버리지 윈도우의 크기 결정에 반영한다.At this time, the phase difference between adjacent pilot symbols is averaged in each of the time and frequency domains accumulated and stored for a predetermined frame period in S130, and the time and frequency domains in which the average value of the phase difference between adjacent pilot symbols is performed in S160. In order to determine the size of the optimized average window considering the SNR and channel selectivity of the received signal.
즉, 미리 설정된 프레임 기간이 경과되어, 이전에 설정된 에버리지 윈도우의 크기를 변경하고자 할 때, 현재 시점에 수신된 파일럿 심볼들의 위상 차 값과 일정 프레임 기간 동안 누적되어 저장된 시간 영역 및 주파수 영역 각각에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값의 평균 값을 함께 이용하여 채널추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.That is, when a preset frame period has elapsed and the user wants to change the size of the previously set average window, the phase difference value of the pilot symbols received at the present time point and the time domain and the frequency domain that are accumulated and accumulated for a predetermined frame period are adjacent to each other. The accuracy of the channel estimation can be improved by using the average value of the phase difference values between the pilot symbols together.
이후, S160에서 산출된 시간 영역에서의 최적화된 에버리지 윈도우 크기와, 주파수 영역에서의 최적화된 에버리지 윈도우 크기를 이용하여 2차원 영역(2D)에서 SNR과 채널 선택성을 고려한 최적화된 에버리지 윈도우의 크기를 설정한다(S170). 여기서, 설정된 에버리지 윈도우의 크기는 이동 평균화 산출에 적용된다.Subsequently, the optimized average window size in consideration of SNR and channel selectivity in the 2D region (2D) is set using the optimized average window size in the time domain and the optimized average window size in the frequency domain. (S170). Here, the set average window size is applied to the moving averaging calculation.
이후, 상기 S170에서 설정된 크기를 가지는 에버리지 윈도우를 이용하여 채널을 추정한다(S180).Thereafter, the channel is estimated using the average window having the size set in S170 (S180).
이후, 추정된 채널 값을 이용하여 채널을 보상하고, 보상된 채널에 따라 수신된 데이터를 복호한다(S190).Thereafter, the channel is compensated using the estimated channel value, and the received data is decoded according to the compensated channel (S190).
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 채널추정 지원방법을 구체적으로 나타내는 플로우 차트이다.4 is a flowchart illustrating in detail a channel estimation support method according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4의 채널추정 지원방법은 서로 인접한 채널간의 위상 차를 검출하는 하나의 검출 수단으로 시간 영역 및 주파수 영역에 대하여 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출하는 경우에 적용할 수 있다. 도 4을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 채널추정 지원방법을 설명한다.The channel estimation support method of FIG. 4 may be applied to a case of detecting a phase difference between adjacent pilot symbols in a time domain and a frequency domain as one detection unit for detecting a phase difference between adjacent channels. Referring to FIG. 4, a channel estimation support method according to another embodiment of the present invention will be described.
수신 안테나를 통해 수신된 신호로부터 파일럿 심볼을 검출한다(S200).The pilot symbol is detected from the signal received through the receiving antenna (S200).
이후, 시간 영역(time domain)과 주파수 영역(frequency domain) 중에서 먼저 하나의 영역을 선택한다(S210). 이하, 설명에서는 S210에서 시간 영역 및 주파수 영역 중에서 시간 영역을 먼저 선택하는 것으로 가정한다.Thereafter, one domain is first selected from a time domain and a frequency domain (S210). In the following description, it is assumed that the time domain is first selected from the time domain and the frequency domain in S210.
이후, 시간 영역에서 수신된 파일럿 심볼들 중에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출한다(S220). 여기서, 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차의 검출은 최소 1 프레임마다 수행될 수 있다.Thereafter, a phase difference between adjacent pilot symbols among the pilot symbols received in the time domain is detected (S220). Here, detection of a phase difference between adjacent pilot symbols may be performed at least every one frame.
이후, 시간 영역에서 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 누적하여 저장한다(S230). 여기서, 시간 영역에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값은 미리 설정된 일정 프레임 기간(예를 들면, 100 프레임) 동안 누적되어 저장된다. 그리고, 일정 프레임 기간 동안 누적되어 저장된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값은 상기 일정 프레임 기간이 경과되면 평균화되어 에버리지 윈도우 크기의 결정에 이용될 수 있다.Thereafter, the phase difference values between adjacent pilot symbols detected in the time domain are accumulated and stored (S230). Here, phase difference values between adjacent pilot symbols in the time domain are accumulated and stored for a predetermined frame period (for example, 100 frames). The phase difference value between adjacent pilot symbols accumulated and stored for a certain frame period may be averaged when the predetermined frame period elapses and used to determine the average window size.
이후, S210에서 선택된 영역을 제외한 나머지 하나의 영역을 선택한다(S215). 상기 S210에서 시간 영역이 선택되었으므로, S215에서는 주파수 영역(frequency domain)을 선택한다.Thereafter, one region other than the region selected in S210 is selected (S215). Since the time domain is selected in S210, a frequency domain is selected in S215.
이후, 주파수 영역에서 수신된 파일럿 심볼들 중에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출한다(S225). 여기서, 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차의 검출은 적어도 1 프레임마다 수행될 수 있다.Thereafter, a phase difference between adjacent pilot symbols among the pilot symbols received in the frequency domain is detected (S225). Here, detection of a phase difference between adjacent pilot symbols may be performed at least every one frame.
이후, 주파수 영역에서 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 누적하여 저장한다(S235). 여기서, 주파수 영역에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값은 단말의 이동 속도에 따라 미리 설정된 일정 프레임 기간(예를 들면, 100 프레임) 동안 누적되어 저장된다. 그리고, 일정 프레임 기간 동안 누적되어 저장된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값은 상기 일정 프레임 기간이 경과되면 평균화되어 에버리지 윈도우 크기의 결정에 이용될 수 있다.Thereafter, the phase difference values between adjacent pilot symbols detected in the frequency domain are accumulated and stored (S235). Here, the phase difference between adjacent pilot symbols in the frequency domain is accumulated and stored for a predetermined frame period (for example, 100 frames) according to the moving speed of the terminal. The phase difference value between adjacent pilot symbols accumulated and stored for a certain frame period may be averaged when the predetermined frame period elapses and used to determine the average window size.
이후, 상기 시간 영역 및 주파수 영역에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값이 산출이 이루어진 프레임을 카운트하여, 미리 설정된 프레임 주기가 경과되었는지를 확인한다(S240).Subsequently, the frame in which the phase difference value between adjacent pilot symbols is calculated in the time domain and the frequency domain is counted, and it is checked whether a preset frame period has elapsed (S240).
여기서, 프레임을 카운트하는 것은 에버리지 윈도우의 크기를 일정 프레임 주기 마다 재 설정하기 위한 것이다. 채널 특성은 시간의 경과에 따라 변화될 수 있으므로, 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법은 시간 변화에 따라 변화되는 채널 특성을 고려하여 이동 평균화를 수행에 이용되는 에버리지 윈도우의 크기를 일정 프레임 주기 마다 변경할 수 있도록 한다.Here, the counting of frames is for resetting the size of the average window at every frame period. Since the channel characteristics may change over time, the channel estimation support method according to an embodiment of the present invention may determine the size of the average window used to perform moving averaging in consideration of the channel characteristics that change with time. Change it every cycle.
여기서, 에버리지 윈도우의 크기를 변경할 수 있는 일정 프레임 주기는 최소 1 프레임으로 설정할 수 있고, 단말의 이동 속도를 고려하여 100 프레임 내지 600 프레임으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 단말이 60Km/h의 속도로 이동중인 경우에는 상기 일정 프레임 주기를 100 프레임으로 설정할 수 있고, 단말이 10Km/h의 속도로 이동중인 경우에는 상기 일정 프레임 주기를 600 프레임으로 설정할 수 있다.Here, the predetermined frame period for changing the size of the average window may be set to at least one frame, and may be set to 100 to 600 frames in consideration of the moving speed of the terminal. For example, when the terminal is moving at a speed of 60 km / h, the predetermined frame period may be set to 100 frames. When the terminal is moving at a speed of 10 km / h, the predetermined frame period may be set to 600 frames. have.
상기 S240의 확인결과, 미리 설정된 프레임 주기가 경과되지 않았으면, 미리 설정된 프레임 주기 동안 이전에 설정된 에버리지 윈도우 크기를 유지하고(S250), 이전에 설정된 크기의 에버리지 윈도우를 이용하여 채널을 추정한다(S280).As a result of checking in S240, if the preset frame period has not elapsed, the previously set average window size is maintained during the preset frame period (S250), and the channel is estimated using the average window having the previously set size (S280). ).
한편, 상기 S240의 확인결과, 미리 설정된 프레임 주기가 경과된 경우에는 일정 프레임 기간 동안에서 시간 영역과 주파수 영역 각각에 대하여 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 이용하여, 상기 수학식 8의 결과가 최소가 되는 N(에버리지 윈도우의 크기) 값을 산출하게 된다. 즉, 상기 수학식 8에서 나타낸 바와 같이, 인접한 채널들 간의 차이의 합과 에버리지 윈도우 크기(N)의 비율에 따른 제 1 결과 값과, 노이즈(N0)와 에버리지 윈도우 크기(N)의 비율에 따른 제 2 결과 값을 산출하고, 상기 제 1 결과 값과 제 2 결과 값의 합이 최소가 되는 N 값을 산출하여, 1차원 영역에서의 에버리지 윈도우 크기를 구하게 된다.On the other hand, as a result of checking in S240, when a predetermined frame period has elapsed, the result of Equation 8 using a phase difference value between adjacent pilot symbols detected for each of the time domain and the frequency domain during a predetermined frame period. Calculates the minimum value of N (average window). That is, as shown in Equation 8, the sum of the difference between adjacent channels and the first result value according to the ratio of the average window size (N) and the ratio of the noise (N 0 ) and the average window size (N) The second resultant value is calculated, and an N value at which the sum of the first resultant value and the second resultant value is minimum is calculated to obtain an average window size in the one-dimensional region.
이때, 에버리지 윈도우의 크기를 의미하는 N값은 시간 영역과 주파수 영역 각각에 대하여 산출된다. 여기서, 에버리지 윈도우 크기의 산출에 수신된 신호로부터 검출된 심볼들 각각의 SNR을 고려한다. 이를 통해, 시간 영역 및 주파수 영역 각각에 대하여, 수신된 신호의 SNR과 인접한 채널들 간의 채널 선택성을 고려한 최적화된 에버리지 윈도우의 크기를 결정하게 된다. In this case, an N value representing the size of the average window is calculated for each of the time domain and the frequency domain. Here, the SNR of each of the symbols detected from the received signal is taken into account in calculating the average window size. In this way, for each of the time domain and the frequency domain, the optimized average window size is determined in consideration of the SNR of the received signal and channel selectivity between adjacent channels.
이하에서는 일 예로서, 시간 영역과 주파수 영역 중에서 먼저 시간 영역에 대하여 윈도우 크기를 결정하고, 이어서 주파수 영역에 대하여 윈도우 크기를 결정하는 것으로 한다.Hereinafter, as an example, the window size is first determined for the time domain from the time domain and the frequency domain, and then the window size is determined for the frequency domain.
먼저, 시간 영역에서 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 이용하여, 상기 수학식 8의 결과가 최소가 되는 N(에버리지 윈도우의 크기) 값을 산출한다. 이를 통해, 시간 영역에서 수신된 신호의 SNR과 채널 선택성을 고려한 최적화된 에버리지 윈도우의 크기를 결정한다(S260). 여기서, 상기 수학식 8의 결과가 최소가 되는 N값은 상기 수학식 2에 따라, 노이즈 편차(noise variance)에 따른 영향을 줄이면서, 상기 수학식 5에 따라, 채널간의 차이로 인한 채널 선택성의 영향을 줄일 수 있는 최적화된 에버리지 윈도우의 크기가 된다.First, using the phase difference value between adjacent pilot symbols detected in the time domain, an N (average window size) value at which the result of Equation 8 is minimized is calculated. Through this, the size of the optimized average window in consideration of the SNR and the channel selectivity of the signal received in the time domain is determined (S260). In this case, the value of N where the result of Equation 8 is minimum is reduced according to Equation 2 according to Equation 2, and according to Equation 5, This will be the size of the optimized average window that will reduce the impact.
이후, 주파수 영역에서 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 이용하여, 상기 수학식 8의 결과가 최소가 되는 N(에버리지 윈도우의 크기) 값을 산출한다. 이를 통해, 주파수 영역에서 수신된 신호의 SNR과 채널 선택성을 고려한 최적화된 에버리지 윈도우의 크기를 결정한다(S265).Subsequently, using the phase difference value between adjacent pilot symbols detected in the frequency domain, an N (average window size) value at which the result of Equation 8 is minimized is calculated. Through this, the size of the optimized average window considering the SNR and the channel selectivity of the signal received in the frequency domain is determined (S265).
이때, S230 및 S235에서 일정 프레임 기간 동안 누적되어 저장된 시간 영역 및 주파수 영역에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 평균화 시키고, 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차의 평균 값을 S260 및 S265에서 수행되는 시간 영역 및 주파수 영역에서 수신된 신호의 SNR과 채널 선택성을 고려한 최적화된 에버리지 윈도우의 크기 결정에 반영한다.At this time, the phase difference value between adjacent pilot symbols in the time domain and the frequency domain accumulated and stored for a predetermined frame period in S230 and S235 is averaged, and the time domain in which the average value of the phase difference between adjacent pilot symbols is performed in S260 and S265 And the size of the optimized average window considering the SNR and channel selectivity of the signal received in the frequency domain.
즉, 미리 설정된 프레임 기간이 경과되어, 이전에 설정된 에버리지 윈도우의 크기를 변경하고자 할 때, 현재 시점에 수신된 파일럿 심볼들의 위상 차 값과 일정 프레임 기간 동안 누적되어 저장된 시간 영역 및 주파수 영역 각각에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값의 평균 값을 함께 이용하여 채널추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.That is, when a preset frame period has elapsed and the user wants to change the size of the previously set average window, the phase difference value of the pilot symbols received at the present time point and the time domain and the frequency domain that are accumulated and accumulated for a predetermined frame period are adjacent to each other. The accuracy of the channel estimation can be improved by using the average value of the phase difference values between the pilot symbols together.
이후, S260에서 산출된 시간 영역에서의 최적화된 에버리지 윈도우 크기와, S265에서 산출된 주파수 영역에서의 최적화된 에버리지 윈도우 크기를 이용하여 2차원 영역(2D)에서 SNR과 채널 선택성을 고려하여 최적화된 에버리지 윈도우의 크기를 설정한다(S270). 여기서, 설정된 에버리지 윈도우의 크기는 이동 평균화 산출에 적용된다.Afterwards, the optimized average window size is calculated by considering the SNR and channel selectivity in the 2D region (2D) using the optimized average window size in the time domain calculated in S260 and the optimized average window size in the frequency domain calculated in S265. The size of the window is set (S270). Here, the set average window size is applied to the moving averaging calculation.
이후, 설정된 크기의 에버리지 윈도우를 이용하여 채널을 추정한다(S280).Thereafter, the channel is estimated using the average window of the set size (S280).
이후, 추정된 채널 값을 이용하여 채널을 보상하고, 보상된 채널에 따라 수신된 데이터를 복호한다(S290).Thereafter, the channel is compensated using the estimated channel value, and the received data is decoded according to the compensated channel (S290).
도 5 및 도 6은 고정된 에버리지 윈도우 크기를 이용한 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법의 성능을 PER의 과점에서 비교하여 나타내는 도면이고, 도 7 및 도 8은 고정된 에버리지 윈도우 크기를 이용한 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법의 성능을 BER의 과점에서 비교하여 나타내는 도면이다.5 and 6 are diagrams illustrating performance of a channel estimation support method according to an embodiment of the present invention and a conventional technology using a fixed average window size in terms of PER, and FIGS. 7 and 8 are fixed average windows. A diagram showing the performance of the channel estimation support method according to the prior art using the size and the embodiment of the present invention in terms of BER.
도 5 내지 도 8의 비교 결과는, 다음의 표 1의 조건에서 종래 기술과 실시 예에 따른 본 발명의 성능을 비교하여 나타낸 것이다.5 to 8 show the comparison of the performance of the present invention according to the prior art and the embodiment under the conditions shown in Table 1 below.
표 1
Figure PCTKR2009007930-appb-T000001
Table 1
Figure PCTKR2009007930-appb-T000001
상기 표 1의 조건과 함께, 1개의 송신 안테나 및 1개의 수신 안테나를 이용하여 다운 링크(DL)에서 수행하였으며, 단말의 이동속도는 10Km/h 및 60Km/h의 환경에서 QPSK 3/4, 16QAM 1/2, 16QAM 3/4, 64QAM 3/4 MCS를 각각 적용하였다.Along with the conditions of Table 1, one transmission antenna and one reception antenna were performed in the downlink (DL), and the moving speeds of the terminals were QPSK 3/4, 16QAM in an environment of 10 Km / h and 60 Km / h. 1/2, 16QAM 3/4 and 64QAM 3/4 MCS were applied, respectively.
상기 조건들에 따른 성능 비교결과, 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원방법은 QPSK 3/4, 16QAM 1/2, 16QAM 3/4, 64QAM 3/4의 MCS 레벨에서 종래 기술대비 향상된 성능을 나타냄을 확인 할 수 있다.As a result of the performance comparison according to the above conditions, the channel estimation support method according to the embodiment of the present invention is improved performance compared to the prior art at the MCS level of QPSK 3/4, 16QAM 1/2, 16QAM 3/4, 64QAM 3/4 It can be confirmed.
본 발명의 실시 예들에 따른 채널추정 지원방법은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, PER의 관점에서 종래 기술 대비 0.5~2dB의 이득을 얻을 수 있음을 확인하였고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, BER 관점에서도 종래 기술 대비 0.5~1.dB의 이득을 얻을 수 있음을 확일 수 있다.The channel estimation support method according to the embodiments of the present invention, as shown in Figures 4 and 5, it was confirmed that the gain of 0.5 ~ 2dB compared to the prior art in terms of PER, it is shown in Figures 6 and 7 As can be seen, it can be confirmed that a gain of 0.5 to 1.dB can be obtained in comparison with the prior art from the BER perspective.
본 발명의 실시 예들에 따른 채널추정 지원방법을 통해 채널추정을 수행하면, 종래 기술의 고정 에버리지 윈도우(fixed average window) 방식에 비해 향상된 채널추정 성능을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 채널추정 지원방법은 정확한 채널추정을 통해 채널 상태에 적합한 MCS를 적용케 하여 데이터 전송효율을 향상시킬 수 있다.When channel estimation is performed through the channel estimation support method according to the embodiments of the present invention, it is possible to provide improved channel estimation performance compared to the fixed average window method of the prior art. In addition, the channel estimation support method according to the embodiments of the present invention can improve the data transmission efficiency by applying the MCS suitable for the channel state through accurate channel estimation.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원장치를 나타내는 도면이다.9 is a view showing a channel estimation support apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 9을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정 지원장치(100)는 제 1 위상 차 검출부(110a), 제 2 위상 차 검출부(110b), 설정부(120), 프레임 카운터(140) 및 저장부(145)를 포함한다.9, the channel estimation support apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a first phase difference detector 110a, a second phase difference detector 110b, a setting unit 120, and a frame counter 140. And a storage unit 145.
제 1 위상 차 검출부(110a)와 제 2 위상 차 검출부(110b)는 수신된 파일럿 심볼들 중에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출하는 것으로, 동일 시간에 시간 영역과 주파수 영역 각각에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출하기 위하여 2개의 위상 차 검출부(110a, 110b)가 별도로 구성되어 있다. 예를 들어, 제 1 위상 차 검출부(110a)가 시간 영역에서 인접한 파일럿 심볼들 간에 위상 차를 검출하고, 제 2 위상 차 검출부(110b)가 주파수 영역에서 인접한 파일럿 심볼들 간에 위상 차를 검출한다. 상기, 제 1 위상 차 검출부(110a) 및 제 2 위상 차 검출부(110b)에서 수행되는 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 검출은 적어도 1 프레임마다 수행될 수 있다.The first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b detect a phase difference between adjacent pilot symbols among the received pilot symbols, and adjacent pilot symbols in each of the time domain and the frequency domain at the same time. Two phase difference detectors 110a and 110b are separately configured to detect the phase difference between them. For example, the first phase difference detector 110a detects a phase difference between adjacent pilot symbols in the time domain, and the second phase difference detector 110b detects a phase difference between adjacent pilot symbols in the frequency domain. The phase difference detection between adjacent pilot symbols performed by the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b may be performed at least every one frame.
프레임 카운터(130)는 제 1 위상 차 검출부(110a) 및 제 2 위상 차 검출부(110b)에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 검출이 이루어진 프레임을 카운트하여, 미리 설정된 프레임 주기가 경과되었는지를 확인한다.The frame counter 130 counts frames in which the phase difference detection between adjacent pilot symbols is counted by the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b, and checks whether a predetermined frame period has elapsed.
여기서, 프레임을 카운트하는 것은 설정된 에버리지 윈도우의 크기를 일정 프레임 주기 마다 재 설정하기 위한 것으로, 시간 변화에 따라 변화되는 채널 특성을 고려하여 이동 평균화를 수행에 이용되는 에버리지 윈도우의 크기를 일정 프레임 주기 마다 변경할 수 있도록 프레임을 카운트한다.In this case, the counting of frames is for resetting the set average window for each frame period, and the average window size used for performing moving averaging is determined for each frame period in consideration of channel characteristics that change with time. Count frames so you can change them.
프레임 카운터(130)의 카운팅 정보는 설정부(120)에 제공되어, 설정된 에버리지 윈도우의 크기의 유지 또는 재 설정이 이루어지도록 한다. 미리 설정된 프레임 기간이 경과되어 에버리지 윈도우의 크기를 재 설정하는 경우, 현재 프레임서 수신된 파일럿 심볼들 간의 위상 차 뿐만 아니라 일정 프레임 기간(예를 들면, 100 프레임) 동안에 누적된 위상 차들의 평균 값을 반영하게 된다.Counting information of the frame counter 130 is provided to the setting unit 120 to maintain or reset the size of the set average window. When the average window is reset after the preset frame period elapses, the average value of the phase differences accumulated during a predetermined frame period (for example, 100 frames) as well as the phase difference between the pilot symbols received in the current frame are determined. Will reflect.
채널 특성의 변화는 인접한 채널 및 인접한 프레임 간에서 상관도가 높으므로 현재 프레임에서 수신된 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값뿐만 아니라, 일정 프레임 기간 동안 누적된 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 에버리지 윈도우 크기 결정에 반영하면 채널추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.Since the change in channel characteristics is highly correlated between adjacent channels and adjacent frames, it is not only the phase difference value between pilot symbols received in the current frame but also the phase difference value between pilot symbols accumulated over a certain frame period. Reflecting this in, can improve the accuracy of channel estimation.
이를 위해, 프레임 카운터(130)는 시간 영역 및 주파수 영역에서 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값이 누적되어 저장되는 저장부(135)를 포함할 수 있다. 또한, 에버리지 윈도우의 크기를 재 설정하는 경우에, 프레임 카운터(130)는 저장부(135)에 저장되어 있는 일정 프레임 기간 동안의 파일럿 심볼들 간의 위상 차의 평균 값을 산출하여 설정부(120)에 제공할 수 있다.To this end, the frame counter 130 may include a storage unit 135 in which phase difference values between adjacent pilot symbols detected in the time domain and the frequency domain are accumulated and stored. In addition, in the case of resetting the size of the average window, the frame counter 130 calculates an average value of phase differences between pilot symbols for a predetermined frame period stored in the storage unit 135 and sets the setting unit 120. Can be provided to
상술한 설명 및 도 9에서는 저장부(135)가 프레임 카운터(130)에 포함되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이는 하나의 실시 예를 나타낸 것이다. 본 발명의 다른 실시 예에서 저장부(135)는 제 1 위상 차 검출부(110a) 및 제 2 위상 차 검출부(110b) 또는 설정부(120)에 포함될 수 있다.In the above-described description and FIG. 9, the storage unit 135 is illustrated and described as being included in the frame counter 130, but this shows one embodiment. In another exemplary embodiment, the storage 135 may be included in the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b or the setter 120.
설정부(120)는 제 1 위상 차 검출부(110a) 및 제 2 위상 차 검출부(110b)에서 제공되는 시간 영역 및 주파수 영역에서 검출된 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 이용하여, 인접한 채널들 간이 차이를 검출한다.The setting unit 120 uses a phase difference value between adjacent pilot symbols detected in the time domain and the frequency domain provided by the first phase difference detector 110a and the second phase difference detector 110b to simplify the adjacent channels. Detect the difference.
설정부(120)는 상기 수학식 8에서 나타낸 바와 같이, 인접한 채널들 간의 차이의 합과 에버리지 윈도우 크기(N)의 비율에 따른 제 1 결과 값과, 노이즈(N0)와 에버리지 윈도우 크기(N)의 비율에 따른 제 2 결과 값을 산출하고, 상기 제 1 결과 값과 제 2 결과 값의 합이 최소가 되는 N 값을 산출하여, 1차원 영역에서의 에버리지 윈도우 크기를 설정한다.As shown in Equation 8, the setting unit 120 includes a first result value according to the ratio of the difference between adjacent channels and the average window size N, the noise N 0 , and the average window size N. A second result value according to the ratio of) is calculated, and an N value at which the sum of the first result value and the second result value is minimum is calculated to set the average window size in the one-dimensional region.
이를 통해, 시간 영역 및 주파수 영역에 대하여 각각 산출된 에버리지 윈도우의 크기 "N" 값을 통해 2차원 영역(2D)에서 SNR, 노이즈 및 채널 선택성(인접한 채널들 간의 차이)에 따른 특성이 반영된 에버리지 윈도우의 크기를 설정한다.Through this, the average window reflects the characteristics according to SNR, noise, and channel selectivity (difference between adjacent channels) in the 2D region (2D) through the size "N" value of the average window calculated for the time domain and the frequency domain, respectively. Sets the size of.
설정부(120)에서 설정된 2차원의 에버리지 윈도우 크기는 노이즈 편차(noise variance)에 따른 영향을 줄이면서, 채널간의 차이로 인한 채널 선택성의 영향을 줄일 수 있는 최적화된 에버리지 윈도우의 크기가 된다. 설정된 에버리지 윈도우의 크기는 채널추정부에 제공되어 이동 평균화 산출에 이용된다.The two-dimensional average window size set by the setting unit 120 may be an optimized average window size that may reduce the influence of noise variance and reduce the influence of channel selectivity due to the difference between channels. The set average window size is provided to the channel estimator to be used for moving average calculation.
상술한 바와 같이, 채널추정 지원장치(100)에서 제공되는 2차원 영역(2D)에서 SNR과 채널 선택성을 고려한 최적화된 크기를 가지는 에버리지 윈도우를 이용하여 채널을 추정함으로써, 채널추정의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 정확한 채널추정을 통해 채널 상태에 적합한 MCS를 적용케 하여 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, in the two-dimensional region 2D provided by the channel estimation support apparatus 100, the channel is estimated using an average window having an optimized size considering SNR and channel selectivity, thereby improving the accuracy of the channel estimation. Can be. In addition, through the accurate channel estimation, it is possible to improve the data transmission efficiency by applying the MCS suitable for the channel state.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 채널추정 지원장치를 나타내는 도면이다. 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 채널추정 지원장치(100)는 서로 인접한 채널간의 위상 차를 검출하는 위상 차 검출부(110)가 하나의 구성으로 통합된 것을 제외하고는 도 9에 도시된 채널추정 지원장치(100)와 동일한 구성을 포함한다.10 is a view showing a channel estimation support apparatus according to another embodiment of the present invention. The channel estimation support apparatus 100 according to another exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 10 is illustrated in FIG. 9 except that the phase difference detection unit 110 for detecting the phase difference between adjacent channels is integrated into one configuration. It includes the same configuration as the channel estimation support apparatus 100 shown.
위상 차 검출부(110)가 시간 영역과 주파수 영역에 대해 공통으로 마련된 경우에는 시간 영역과 주파수 영역 중에서 먼저 하나의 영역 예를 들면, 시간 영역을 선택하여, 시간 영역에서 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출한다. 이어서, 나머지 주파수 영역에 대하여 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출하게 된다. 위상 차 검출부(110)에서 검출된 시간 영역 및 주파수 영역에서의 파일럿 심볼들 간의 위상 차 값을 이용하여 에버리지 윈도우의 크기를 설정하는 구성은 도 9와 동일하다.When the phase difference detection unit 110 is provided in common for the time domain and the frequency domain, one phase, for example, a time domain is first selected from the time domain and the frequency domain, and the phase difference between adjacent pilot symbols in the time domain is determined. Detect. Then, the phase difference between adjacent pilot symbols for the remaining frequency domain is detected. A configuration of setting an average window size using phase difference values between pilot symbols in the time domain and the frequency domain detected by the phase difference detector 110 is the same as that of FIG. 9.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있음은 당 업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention described above may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (14)

  1. 휴대 인터넷 시스템에서 채널추정 지원방법에 있어서,In the channel estimation support method in the portable Internet system,
    시간영역 및 주파수 영역 중 어느 하나의 영역에서 인접한 채널간의 차를 이용하여 제1 에버리지 원도우 크기를 산출하는 단계;Calculating a first average window size using a difference between adjacent channels in one of a time domain and a frequency domain;
    시간영역 및 주파수 영역 중 나머지 하나의 영역에서 인접한 채널간의 차를 이용하여 제2 에버리지 원도우 크기를 산출하는 단계;Calculating a second average window size using a difference between adjacent channels in the other one of the time domain and the frequency domain;
    상기 제1 에버리지 원도우 크기 및 제2 에버리지 원도우 크기를 이용하여 2차원의 에버리지 원도우 크기를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 추정지원 방법.And determining a two-dimensional average window size by using the first average window size and the second average window size.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 에버리지 원도우 크기 또는 제2 에버리지 원도우 크기를 산출하는 단계는, 아래의 수학식의 결과가 최소가 되는 에버리지 윈도우 크기(N)를 산출하고,The calculating of the first average window size or the second average window size may include calculating an average window size N at which a result of the following equation is minimized,
    Figure PCTKR2009007930-appb-I000021
    Figure PCTKR2009007930-appb-I000021
    상기 수학식에서 N0는 노이즈, N은 에버리지 윈도우 크기임을 특징으로 하는 채널추정 지원방법.Wherein N 0 is noise and N is average window size.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 인접한 채널간의 차는 수신 프레임으로부터 검출한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원방법.And a difference between the adjacent channels is calculated using a phase difference between pilot symbols detected from a received frame.
  4. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein
    상기 파일럿 심볼들 간의 위상 차는The phase difference between the pilot symbols
    미리 설정된 프레임 기간 동안 누적된 값의 평균값을 이용하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원방법.The channel estimation support method, characterized in that for using the average value of the accumulated value for a predetermined frame period.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 파일럿 심볼들 간의 위상 차는The method of claim 3, wherein the phase difference between the pilot symbols
    단말의 이동 속도에 따라 설정된 프레임 기간 동안 누적된 값의 평균값을 이용하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원방법.Channel estimation support method, characterized in that for using the average value of the value accumulated during the frame period set according to the movement speed of the terminal.
  6. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 미리 설정된 프레임 기간에 따라 상기 에버리지 윈도우 크기를 재 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원방법.And recalculating the average window size according to the preset frame period.
  7. 수신된 신호로부터 검출된 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 검출하는 위상 차 검출부;A phase difference detector for detecting a phase difference between pilot symbols detected from the received signal;
    인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차 검출이 이루어진 프레임을 카운팅 하는 프레임 카운터;A frame counter counting a frame in which phase difference detection between adjacent pilot symbols has been performed;
    상기 인접한 파일럿 심볼들 간의 위상 차가 누적되어 저장되는 저장부; 및A storage unit in which phase differences between adjacent pilot symbols are accumulated and stored; And
    시간영역 및 주파수 영역 중 어느 하나의 영역에서 인접한 채널간의 차를 이용하여 제1 에버리지 원도우 크기를 산출하고,Calculating a first average window size using a difference between adjacent channels in any one of a time domain and a frequency domain,
    시간영역 및 주파수 영역 중 나머지 하나의 영역에서 인접한 채널간의 차를 이용하여 제2 에버리지 원도우 크기를 산출하고,A second average window size is calculated using the difference between adjacent channels in the other one of the time domain and the frequency domain,
    상기 제1 에버리지 원도우 크기 및 제2 에버리지 원도우 크기를 이용하여 2차원의 에버리지 원도우 크기를 결정 설정부;A setting unit for determining a two-dimensional average window size using the first average window size and the second average window size;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 추정 지원장치.Channel estimation support apparatus comprising a.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 설정부는The method of claim 7, wherein the setting unit
    아래의 수학식의 결과가 최소가 되는 에버리지 윈도우 크기(N)를 산출하고,Calculate an average window size N at which the result of the following equation becomes the minimum,
    Figure PCTKR2009007930-appb-I000022
    Figure PCTKR2009007930-appb-I000022
    상기 수학식에서 N0는 노이즈, N은 에버리지 윈도우 크기임을 특징으로 하는 채널추정 지원장치.Wherein N 0 is noise and N is average window size.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 설정부는The method of claim 7, wherein the setting unit
    수신 프레임으로부터 검출한 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 이용하여 상기 인접한 채널간의 차를 산출하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원장치.And estimating a difference between adjacent channels by using a phase difference between pilot symbols detected from a received frame.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 설정부는The method of claim 9, wherein the setting unit
    미리 설정된 프레임 기간 동안 누적된 값의 평균값을 이용하여 상기 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 산출하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원장치.And calculating a phase difference between the pilot symbols by using an average value of values accumulated during a preset frame period.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 설정부는The method of claim 9, wherein the setting unit
    단말의 이동 속도에 따라 설정된 프레임 기간 동안 누적된 값의 평균값을 이용하여 상기 파일럿 심볼들 간의 위상 차를 산출하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원장치.And a phase difference between the pilot symbols using an average value of values accumulated during a frame period set according to a moving speed of a terminal.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 설정부는 The method of claim 7, wherein the setting unit
    미리 설정된 프레임 기간에 따라 상기 에버리지 윈도우 크기를 재 산출하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원장치.And estimating the average window size according to a preset frame period.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 설정부는The method of claim 7, wherein the setting unit
    하나의 프레임을 구성하는 심볼 개수 또는 서브 캐리어 개수 내에서 상기 에버리지 윈도우 크기를 변경하여, 상기 제 1 에버리지 윈도우 크기 및 제 2 에버리지 윈도우 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원장치.And changing the average window size within the number of symbols or the number of subcarriers constituting one frame to calculate the first and second average window sizes.
  14. 제 7 항에 있어서, 상기, 프레임 카운터는The method of claim 7, wherein the frame counter
    일정 프레임 기간 동안에 누적되어 저장된 인접한 파일럿 심볼들 간에 위상 차의 평균 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 채널추정 지원장치.And an average value of a phase difference between adjacent pilot symbols accumulated and stored for a predetermined frame period.
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