KR20100070751A

KR20100070751A - 무선 통신 시스템의 채널 추정 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20100070751A
Application number: KR1020080129438A
Authority: KR
Inventors: 이용수; 김영일; 원보 왕; 칸 정
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-06-28
Also published as: JP2010148095A; US20100158173A1; US8619926B2

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템의 채널 추정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

이미 알려져 있는 파일럿의 구조를 토대로 간섭 계수를 산출하고, 소정 부반송파의 수신 신호의 주파수 영역에서의 채널값을 추정한다. 그리고 주파수 영역의 채널값을 변환하여 시간 영역의 채널값을 획득하고, 시간 영역의 채널값에서 산출된 간섭 계수를 토대로 얻어지는 채널 지연값들을 감산하여 간섭을 제거한다.

채널추정, 간섭제거, LS, DFT

Description

무선 통신 시스템의 채널 추정 방법 및 그 장치{channel estimating method in wireless communication system and apparatus thereof}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식 경제부 및 정보통신연구진흥원의 정보통신표준개발지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2006-S-011-03, 과제명: 멀티홈 WiBro용 relay/mesh 통신 시스템 개발].

직교 주파수 분할 다중화 등과 같은 소정의 통신 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서, 수신 장치가 동기 검출을 하기 위해서는 페이딩 채널의 주파수 응답 (Channel Frequency Response : CFR)을 알아야 한다. 채널 주파수 응답을 추정하는 방식으로는 LS(Least Square) 채널 추정 방식, LMMSE(Linear minimum mean square error) 채널 추정 방식 등이 있으나, 이 방식들의 단점들로 인하여 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용한 DFT-기반 채널 추정 방식이 개발되었다. DFT 기반 채널 추정 방식은 LS 채널 추정 방식을 기반으로 구해진 CFR을 IDFT(inverse DFT)시켜 시간 영역상의 채널 임펄스 응답(Channel Impulse Response : CIR)을 구하고, 이 CIR에 0을 삽입한 후 DFT 시켜 보간을 수행하는 방식이다.

실제 통신 시스템에서는 DC 오프셋(offset) 문제 때문에 DC 부반송파를 사용하지 않으며, 인접 채널 간섭을 피하기 위하여 고주파 부반송파를 사용하지 않는다. 이러한 부반송파들을 가상 부반송파(Virtual Subcarriers) 라고도 부른다. 가상 부반송파가 존재한다는 것은 주파수 영역에서는 단지 LS 채널 추정 방식만이 실제 부반송파들에게 효과가 있다는 것을 나타낸다. 그러므로 가상 부반송파의 채널 에너지 손실은 시간 영역에서의 에너지 손실이 된다. 이 에너지 손실을 해소하기 위하여 몇가지 반복적(iterative) 알고리즘을 사용하는 방식들이 있으나, 이들 방식들은 모두 블록 타입의 파일롯 구조를 필요로 한다.

소정 무선 통신 시스템의 하향 링크에 사용되는 반송파들 중에서 일부는 블록 타입이 아닌 콤타입(comb-type)이다. 만약 콤타입 파일럿 반송파를 이용하여 LS 채널 추정 방식을 토대로 CFR을 추정하고, 추정된 CFR을 변환하여 시간 영역의 채널 임펄스 응답(Channel Impulse Response : CIR)을 얻고자 한다면, 채널 에너지 손실이 블록타입 파일롯 반송파를 이용한 것보다 심각하게 클 것이다. 이러한 이유로 가상 반송파에 의해 야기되는 부정적인 영향을 경감시키기 위해, 반복 알고리즘을 사용하는 방식이 사용되었지만, 이 방식은 낮은 수렴 속도로 인하여 처리 과정을 반복하는 횟수가 많다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무선 통신 시스템에서 채널 추정 성능을 보다 향상시키기 위한 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간섭을 제거하여 채널 추정 성능을 향상시키기 위한 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 향상된 DFT 기반의 채널 추정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 채널 추정 방법은, 무선 통신 시스템에서 채널 추정을 수행하는 방법이며, 이미 알려져 있는 파일럿의 구조를 토대로 간섭 계수를 산출하는 단계; 소정 부반송파의 수신 신호의 주파수 영역에서의 채널값을 추정하는 단계; 상기 주파수 영역의 채널값을 변환하여 시간 영역의 채널값을 획득하는 단계; 상기 산출된 간섭 계수를 토대로 채널 지연값들을 산출하는 단계; 및 상기 시간 영역의 채널값에서 상기 산출된 채널 지연값들을 감산하여 최종 채널값을 추정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 채널 추정 장치는, 소정 부반송파의 수신 신호의 주파수 영역에서의 채널값을 추정하는 채널 추정부; 상기 주파수 영역의 채널값을 변환하여 시간 영역의 채널값을 획득하는 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)부; 및 이미 알려져 있는 파일럿의 구조를 토대로 산출된 간섭 계수를 토대로 채널 지연값들을 산출하고, 상기 시간 영역의 채널값에서 상기 산출된 채널 지연값들을 감산하여 간섭을 제거하는 간섭 제거부를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 채널 추정 방법은, 소정 부반송파의 수신 신호에 대하여 LS(least square) 채널 추정을 수행하여 채널 주파수 응답을 산출하는 단계; 상기 채널 주파수 응답에 대하여 IDFT를 수행하여, 시간 영역의 채널 임펄스 응답을 획득하는 단계; 상기 수신 신호에 대한 경로상의 탭마다 채널 지연 정보와 상기 간섭 계수를 토대로 확산 에너지에 대응하는 채널 지연값들을 산출하는 단계; 상기 산출된 채널 지연값들을 합산하는 단계; 및 상기 시간 영역의 채널 임펄스 응답으로부터 상기 합산된 채널 지연값들을 감산하여, 간섭을 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 채널 추정시 보다 낮은 복잡도를 가지는 처리 과정들을 통하여 채널값을 정확하게 추정할 수 있다. 또한 상대적으로 채널 추정을 수행하는 반복횟수가 적으면서도, 우수한 채널 추정 성능을 달성할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유 사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한 본 명세서에서 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), ENB(Evolved Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시 예에서는 DFT-기반 채널 추정 방식을 토대로 수신단에서의 채널 추정을 수행하며, 특히 시간 영역에서의 간섭 제거를 수행하여 에너지 손실이 확장되는 것을 방지한다.

이를 위하여, 수신단에서 채널 주파수 응답 (Channel Frequency Response: 이하, CFR이라고 명명함)을 추정하고, 추정된 CFR을 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 처리하여 시간 영역의 채널 임펄스 응답(Channel Impulse Response : 이하, CIR이라고 명명함)으로 변환한다. 그리고 에너지 손실에 의해 야기되는 간섭을 산출하고, CIR로부터 산출된 간섭을 제거한다. 즉, 파일롯 구조에 기초하여 간섭 계수를 미리 계산한 후, 채널 추정에서 초기에 추정된 CFR을 IDFT를 이용하여 시간영역의 CIR로 변환하고 CIR로부터 계산된 간섭 계수를 감산하여 간섭을 제거한다.

그리고 채널의 경로 지연 정보를 알고 있는 경우에는 지연을 가진 탭들의 확산(spread) 에너지(또는 채널 지연값이라고도 명명함)를 산출하고, 전체 CIR에서 산출된 지연 탭들의 확산 에너지들을 제거한다. 한편 단지 채널의 경로 수만 알고 있을 때는 탭마다 채널 지연 정보를 추정하기 위한 시뮬레이션이 수행된다.

이하에서는 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 장치 및 그 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서 채널 추정 장치의 개략적인 구조도이다.

첨부한 도 1에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 장치는 는 수신 장치(도시하지 않음)에서 수신되어 전처리 되어 제공되는 수신 신호에 대하여 LS 채널 추정 방식을 토대로 CFR을 추정하는 LS 채널 추정부(10), 추정된 CFR을 IDFFT 변환하여 CIR을 획득하는 IDFFT(20), 그리고 획득된 CIR로부터 간섭을 제 거하는 간섭 제거부(30), 그리고 간섭이 제거된 CIR을 DFT 변환하여 보간하는 DFT(40)를 포함한다.

한편, 간섭 제거부(30)는 미리 알려진 파일럿 구조를 토대로 간섭 계수를 미리 산출하여 사용한다. 그리고 채널 지연 정보를 알고 있는 경우에 산출된 간섭 계수를 토대로 각 탭마다 채널 지연값 즉, 확산 에너지들을 산출하고, 산출된 확산 에너지들을 CIR로부터 제거하는 제1 간섭 제거 모듈(31), 채널 지연 정보를 모르는 경우에 채널 지연 정보들을 추정하는 추정 모듈(32), 그리고 산출된 간섭 계수를 토대로 추정된 채널 지연 정보에 따른 각 탭마다 확산 에너지들을 산출하고, 산출된 확산 에너지들을 CIR로부터 제거하는 제2 간섭 제거 모듈(33)을 포함한다.

여기서 전처리라는 것은, 수신된 신호로부터 싸이클릭 프리픽스(cyclic prefix ; CP)가 제거되고, 프리앰블 심볼이 추출된 다음에 타이밍 에러 등이 보정되는 등의 처리를 나타낸다.

다음에는 이러한 구조를 토대로 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법을 설명한다. 여기서는 직교 주파수 분할 다중화 무선 통신 시스템을 예로 들어 채널 추정 방법을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 흐름도이다.

먼저, 본 발명의 실시 예에서는 부반송파에 실리는 파일럿의 구조에 기초하여 간섭 계수를 미리 산출한다(S100).

전체 사용 가능한 부반송파들(

)의 수가 N개인 경우, 실제 사용되고 있는 부반송파(

)의 수가 N_u개 라고 하자.

수신단에서 수신되는 소정의 부반송파를 가지는 신호에 대하여 주파수 영역의 CFR을 추정하고 이를 IDFT 변환하여 시간 영역의 CIR을 획득한다.

소정 반송파에 대한 주파수 영역의 CFR을

라고 하고, 시간 영역의 CIR을

라고 하면, CIR 즉,

의 에너지는 다음 수학식 1과 같다. 여기서

은 전체 채널 경로의 수 L을 가지는 탭들의 지연

을 가지며,

는 l번째 경로의 지연을 나타낸다.

위의 수학식 1과 같은 특징을 가지는 CIR

을 DFT 변환한 것을

라고 하자.

소정 무선 통신 시스템의 하향 링크에 콤타입으로 파일럿들이 배치되는 경우 (예를 들어 와이브로 시스템의 FUSC 부채널 할당시 사용), 파일럿이 배치된 부반송파

에 대한 CFR을 추정하고, 추정된 CFR

은 다음 수학식 2와 같다.

이러한 파일럿 부반송파의 CFR

을 시간 영역으로 변환하면 다음 수학식 3과 같은 CIR

이 획득된다.

콤타입 파일럿 구조의 부반송파에 대하여 획득한 CIR 인

의 첫 번째 부분이

의 계수를 가지는

의 남은 에너지(첫번째 에너지)이고,

의 두 번째 부분이

계수를 가진

에 의해 야기된, 확산 에너지(두번째 에너지)이다. 두 번째 에너지가 첫 번째 에너지보다 그 값이 적기 때문에 간섭으로 간주되며, 간섭으로 간주된 두 번째 에너지의 계수 즉, 간섭 계수

는 파일럿 구조에 기초하여 다음 수학식 4와 같이 산출될 수 있다.

이와 같이 산출된 간섭 계수들은 간섭 제거부(30)에서 추후 사용된다.

위에 기술된 바와 같이, 간섭 계수가 미리 산출되면 다음과 같이 실제로 수신되는 신호에 대하여 채널 추정을 수행한다.

먼저, 파일럿이 위치된 부채널의 채널값을 추정한다. k번째 부반송파의 수신 신호

는 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.

여기서

는 송신 신호이고

는 k번째 부반송파에 대한 가산 백색 가우시안 잡음(AWGN:additive white Gaussian noise)을 나타내며, 여기서 AWGN은 평 균값이 0이며,

의 분산값을 가진다.

파일롯 부반송파의 송신 신호의 파일럿 심볼은 이미 알려져 있으므로, 수신된 신호의 심볼을 파일럿 심볼로 일대일로 나누는 LS 채널 추정 방식을 토대로 수신 신호의 채널값을 다음 수학식 6과 같이 얻을 수 있다.

여기서

는 LS 채널 추정 방식을 토대로 획득한 수신 신호의 추정된 채널값 즉, CFR 이다. LS 채널 추정 방식은 당업계에 알려진 기술임으로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

LS 채널 추정부(10)는 기술된 바와 같이 CFR을 획득한 다음, 나머지 데이터 심볼을 가지는 부반송파(일명: non-pilot subcarrier)에 "0"을 삽입하여, 파일럿 부반송파의 주파수 영역에서의 초기의 유효 채널 길이를 가지는 유효 채널 구간에 대한 추정 채널값 CFR을 구하며, 유효 채널 구간에 대한 추정 채널값 CFR은 다음 수학식 7과 같다(S110).

위에 기술된 바와 같이 유효 채널 구간이외의 구간에 대해서는 그 값을 0으로 대체한 후 초기의 유효 채널 구간들에 대하여 추정된 채널값 CFR들을 N-포인트(point) IDFT(20)를 이용하여 시간영역으로 변환해서 CIR을 추정한다(S120∼S130). 추정된 CIR은 다음 수학식 8과 같다.

다음에, 잡음이 있는 추정된 CIR

에

의 길이를 가지는 브릭월 윈도우(brick wall window)를 곱하고 턴게이트(truncate)시키면, 다음 수학식 9와 같은 CIR이 획득된다.

위에서와 같이 턴게이트된 CIR을 얻은 다음에, 다음과 같은 두 가지 경우를 고려하여 간섭 제거를 수행한다.

첫 번째는 채널 경로 지연 정보

를 알고 있는 경우이다(S130∼S140).

이 경우, 제1 간섭 제거 모듈(31)은 수학식 3을 토대로 지연 정보를 알고 있는 탭들에 대하여 미리 산출된 간섭 계수

를 토대로 지연 확산 에너지들을 구하고(S150), 구해진 각 탭들에서의 지연 확산 에너지들을 합산한다(S160). 그리고 위에서 산출된 턴게이트된 CIR

로부터 합산된 지연 확산 에너지를 감산하여, 최종적으로 간섭이 제거된 채널 추정값

를 획득한다(S170). 이러한 과정은 다음 수학식 10과 같다.

여기서,

는 소정 탭에 대한 간섭 계수이며,

는 소정 탭의 지연 확산 에너지를 나타낸다.

두 번째는 채널 지연 경로 정보

를 알지 못하는 경우이다.

이 경우에는 먼저 간섭 제거부(30)의 추정 모듈(32)이 채널 지연 경로 정보

를 추정한다(S180).

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 지연 경로 정보 추정 과정을 나타낸 흐름도이다.

첨부한 도 3에서와 같이, 채널 지연 경로 정보를 산출하기 위한 각 변수들을 초기화한다(S181).

그리고, 전체 채널 경로수 L 만큼 하기의 수학식 11에 따른 지연 정보 추정 과정을 수행하여, 채널 지연 정보를 추정한다(S182∼S184).

채널 지연 정보들이 추정된 다음에, 첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 제2 간섭 제거 모듈(33)은 추정된 채널 지연 정보들을 토대로 위에 기술된 바와 같이, 추정된 각각의 탭들

(

)에 대하여 미리 산출된 간섭 계수

를 토대로 지연 확산 에너지들을 구하고(S190), 구해진 각 추정 탭들에서의 지연 확산 에너지들을 합산한다. 그리고 위에서 산출된 턴게이트된 CIR

로부터 합산된 추정 탭들의 지연 확산 에너지를 감산하여, 최종적으로 간섭이 제거된 채널 추정값

를 획득한다(S160,S170). 이러한 과정은 다음 수학식 12와 같다.

여기서,

소정 추정 탭에 대한 간섭 계수이며,

는 소정 추정 탭의 지연 확산 에너지를 나타낸다.

위에 기술된 과정을 통하여 간섭이 제거된 최종적인 채널 추정값을 획득할 수 있다.

이와 같이 동작하는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 장치 및 그 방법의 성능을 평가하기 위하여, 다음과 같은 모의 실험을 하였다.

본 모의 실험은 직교 주파수 분할 다중화 통신 시스템에 대하여 이루어졌으며, 사용된 기본 파라미터들을 다음 표 1과 같다.

다음 표 2는 모의 실험에 적용된 통신 시스템의 부반송파 할당 패턴을 나타낸 도이다. 여기서는 하향 링크의 FUSC(full usage of subchannels)에 사용되는 부반송파들의 할당 패턴을 예로 들었다.

이러한 할당 패턴을 가지는 본 모의 실험에 사용된 파일럿 구조는 도 4와 같다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿 구조를 나타낸 예이다.

위에 기술된 바와 같은 파라미터들과 부반송파 할당 패턴을 가지는 무선 통신 시스템의 수신단에서 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법을 적용한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 성능을 종래의 방법들과 비교하여 나타낸 도들이다.

특히, 도 5 내지 도 7은, 다수의 채널 환경들에서 반복횟수(iteration number)에 따른 MSE(mean square error) 성능을 나타낸 도이다. 여기서 채널 환경들은 이동국들이 사용자들에 의하여 도보로 이동하는 경우에 해당하는 pedestrian-A(PA) 및 pedestrian-B(PB) 채널 환경들 그리고, 이동국들이 운송 수단에 의하여 이동하는 경우에 해당하는 vehicular-A(A) 채널 환경이다.

첨부한 도 5 내지 도 7에서와 같이, 모의 실험 결과 종래의 반복적 DFT-기반 방법에서 충분한 수렴 성능을 가지기 위해서는 반복횟수가 꽤 커야하며, 특히 채널 지연 경로 정보를 알고 있지 않은 경우에는 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio: 이하, SNR이라고 명명함)가 나빠짐에 따라 성능이 더욱 심각하게 나빠짐을 알 수 있다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법 즉, 반복적 DFT-기반 IC(interference cancelation) 방법은, 종래의 반복적 DFT-기반 방법보다 처리 과정을 반복하는 반복 횟수가 적고, 보다 더 나은 수렴 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

또한 도 8 내지 도 10은, 다수의 채널 환경들에서 반복횟수에 따른 MSE(mean square error) 성능을 나타낸 도이다. 구체적으로 각각의 pedestrian-A(PA), pedestrian-B (PB), vehicular-A(VA) 채널 환경에서, SNR에 따른 종래의 LS 채널 추정 방법, LMMSE 채널 추정 방법 그리고 반복적 DFT-기반 채널 추정 방법의 MSE 성능들을 본 발명의 실시 예에 따른 DFT-기반 IC 채널 추정 방법의 MSE 성능과 비교해서 나타낸 그래프들이다.

도 8 내지 도 10을 통하여, LMMSE 채널 추정 방법에서는 채널의 파워 지연 프로파일(power delay profile)을 알고 있어야 하고, 역행렬을 계산해야하는 부담 때문에, 실제 통신 시스템에서는 적당하지 않았다. 본 발명의 실시 예에 따른 반복적 DFT-기반 IC 채널 추정 방법은 채널 지연 정보를 알거나 모르거나에 상관없이 우수한 MSE 성능을 가짐을 알 수 있다.

이와 같은 종래의 채널 추정 방법들과 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 처리 과정에 따른 복잡도를 살펴보면, 다음 표 3 및 표 4와 같다.

표 3은 각 추정 방법에 사용되는 처리 과정에 따른 복잡도를 나타낸 것이다.

표 4는 각 채널 추정 방법들에 따른 처리 과정의 복잡도를 나타낸 것이다.

위의 결과를 살펴보면 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법(반복적 DFT-기반 IC 방법)이 낮은 복잡도를 가지면서도 우수한 채널 추정 성능을 가짐을 명백히 알 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서 채널 추정 장치의 구조도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서 채널 추정 방법의 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿 구조를 나타낸 예이다.

도 5는 PA 채널 환경에서, 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 반복횟수에 따른 MSE 성능을 나타낸 도이다.

도 6은 PB 채널 환경에서, 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 반복횟수에 따른 MSE 성능을 나타낸 도이다.

도 7은 VA 채널 환경에서, 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 반복횟수에 따른 MSE 성능을 나타낸 도이다.

도 8은 PA 채널 환경에서, 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 성능을 종래의 방법들의 성능을 비교한 결과를 나타낸 도이다.

도 9는 PB 채널 환경에서, 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 성능을 종래의 방법들의 성능을 비교한 결과를 나타낸 도이다.

도 10은 VA 채널 환경에서, 본 발명의 실시 예에 따른 채널 추정 방법의 성능을 종래의 방법들의 성능을 비교한 결과를 나타낸 도이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 채널 추정을 수행하는 방법에서,

이미 알려져 있는 파일럿의 구조를 토대로 간섭 계수를 산출하는 단계;

소정 부반송파의 수신 신호의 주파수 영역에서의 채널값을 추정하는 단계;

상기 주파수 영역의 채널값을 변환하여 시간 영역의 채널값을 획득하는 단계;

상기 산출된 간섭 계수를 토대로 채널 지연값들을 산출하는 단계; 및

상기 시간 영역의 채널값에서 상기 산출된 채널 지연값들을 감산하여 최종 채널값을 추정하는 단계

를 포함하는 채널 추정 방법.
제1항에 있어서

상기 채널 지연값들을 산출하는 단계는

상기 수신 신호에 대한 경로상의 채널 지연 정보가 알려진 경우, 상기 경로상의 탭마다 상기 채널 지연 정보와 상기 간섭 계수를 토대로 확산 에너지에 대응하는 채널 지연값들을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 채널 지연값들을 합산하는 단계

를 더 포함하는, 채널 추정 방법.
제1항에 있어서

상기 채널 지연값들을 산출하는 단계는

상기 수신 신호에 대한 경로상의 채널 지연 정보가 알려지지 않은 경우,

상기 경로상의 채널 지연 정보를 추정하는 단계;

상기 경로상의 탭마다 상기 추정된 채널 지연 정보와 상기 간섭 계수를 토대로 확산 에너지에 대응하는 채널 지연값들을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 채널 지연값들을 합산하는 단계

를 더 포함하는, 채널 추정 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서

상기 주파수 영역의 채널값을 추정하는 단계는,

소정 부반송파의 수신 신호에 대하여 LS(least square) 채널 추정을 수행하여 채널 주파수 응답을 산출하고,

상기 시간 영역의 채널값을 획득하는 단계는

상기 채널 주파수 응답에 대하여 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하여, 시간 영역의 채널 임펄스 응답을 획득하는,

채널 추정 방법.
제4항에 있어서

상기 주파수 영역의 채널값을 추정하는 단계는,

상기 산출된 채널 주파수 응답으로부터 초기의 유효 채널 구간에 대한 채널 주파수 응답을 산출하는 단계를 더 포함하고,

상기 시간 영역의 채널값을 획득하는 단계는 상기 초기의 유효 채널 구간에 대한 채널 주파수 응답을 토대로 상기 채널 임펄스 응답을 획득하는, 채널 추정 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서

상기 간섭 계수를 산출하는 단계는,

이미 알려진 파일럿 구조를 가지는 소정 부반송파의 신호에 대한 주파수 영역의 채널 추정값을 산출하고, 이를 변환하여 시간 영역의 채널 임펄스 응답을 획득하는 단계; 및

상기 획득한 채널 임펄스 응답의 확산된 에너지를 간섭으로 설정하고, 상기 간섭에 따른 간섭 계수를 산출하는 단계

를 포함하는, 채널 추정 방법.
무선 통신 시스템에서 채널 추정을 수행하는 장치에서,

소정 부반송파의 수신 신호의 주파수 영역에서의 채널값을 추정하는 채널 추정부;

상기 주파수 영역의 채널값을 변환하여 시간 영역의 채널값을 획득하는 IDFT부; 및

이미 알려져 있는 파일럿의 구조를 토대로 산출된 간섭 계수를 토대로 채널 지연값들을 산출하고, 상기 시간 영역의 채널값에서 상기 산출된 채널 지연값들을 감산하여 간섭을 제거하는 간섭 제거부

를 포함하는 채널 추정 장치.
제7항에 있어서

상기 간섭 제거부는

상기 수신 신호의 채널 지연 정보를 알고 있는 경우에 상기 간섭 계수를 토대로 지연 경로상의 각 탭마다 채널 지연값들을 산출하고, 상기 시간 영역의 채널값에서 상기 산출된 채널 지연값들을 감산하는 제1 간섭 제거 모듈;

상기 채널 지연 정보를 모르는 경우에 채널 지연 정보들을 추정하는 추정 모듈; 및

상기 추정된 채널 지연 정보에 따른 지연 경로상의 탭마다 채널 지연값들을 산출하고, 상기 시간 영역의 채널값에서 상기 산출된 채널 지연값들을 감산하는 제2 간섭 제거 모듈

을 포함하는, 채널 추정 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서

상기 간섭이 제거된 상기 시간 영역의 채널값을 DFT(Discrete Fourier Transform) 처리하여 주파수 영역의 채널값으로 변환하는, DFT부를 더 포함하는 채 널 추정 장치.
무선 통신 시스템에서 채널 추정을 수행하는 방법에서,

이미 알려져 있는 파일럿의 구조를 토대로 간섭 계수를 산출하는 단계;

소정 부반송파의 수신 신호에 대하여 LS(least square) 채널 추정을 수행하여 채널 주파수 응답을 산출하는 단계;

상기 채널 주파수 응답에 대하여 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하여, 시간 영역의 채널 임펄스 응답을 획득하는 단계;

상기 수신 신호에 대한 경로상의 탭마다 채널 지연 정보와 상기 간섭 계수를 토대로 채널 지연값들을 산출하는 단계;

상기 산출된 채널 지연값들을 합산하는 단계; 및

상기 시간 영역의 채널 임펄스 응답으로부터 상기 합산된 채널 지연값들을 감산하여, 간섭을 제거하는 단계

를 포함하는 채널 추정 방법.
제10항에 있어서,

상기 채널 지연 정보가 알려지지 않은 경우, 상기 채널 지연 정보를 추정하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정 방법.