KR100317384B1 - Channel characteristic compensation method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 채널 특성 보정 방법에 관한 것으로 특히, 파일럿 신호의 특성을 이용하여 신호 복조를 수행함으로써 종래의 OFDM 심볼(long OFDM training symbol)로부터의 채널 특성만을 이용하는 경우보다 수신기의 성능을 향상시키도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 OFDM 트레이닝 심볼(T1)(T2)로부터 각각의 채널 특성함수()()을 구하는 단계와, 상기 채널 특성 함수()()의 평균값()을 구하는 단계와, 상기 평균값()와 채널 특성()()간의 오차값(error)을 구하여 최소 오차값과 비교하는 단계와, 상기에서 오차값(error)이 최소 오차값보다 크면 파일럿 신호에 인접한 부반송파의 채널 특성을 구하여 상기 함수()를 보정하는 단계를 수행한다.The present invention relates to a channel characteristic correction method, and in particular, to perform signal demodulation using the characteristics of a pilot signal to improve the performance of a receiver compared to the case of using only channel characteristics from a conventional OFDM symbol. There is a purpose. For this purpose, the present invention provides each channel characteristic function from OFDM training symbol (T1) (T2). ) ( ) And the channel characteristic function ( ) ( Mean value of ) And the average value ( ) And channel characteristics ( ) ( Obtaining an error value between and comparing the minimum error value, and if the error value is greater than the minimum error value, obtains channel characteristics of a subcarrier adjacent to the pilot signal, Step).
Description
본 발명은 무선 랜(LAN) 기술에 관한 것으로 특히, 채널 특성 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to wireless LAN (LAN) technology, and more particularly, to a channel characteristic correction method.
종래 무선 랜은 확산 대역(Spread Spectrum) 방식을 이용하여 1∼2Mbps의 전송 속도로 통신을 한다.Conventional wireless LANs communicate at a transmission rate of 1 to 2 Mbps using a spread spectrum method.
그러나, 통신 기술의 발전으로 여러 가지 전송 요구가 증가함에 따라 보다 높은 전송 속도에 대한 요구가 증가하게 되었다.However, with the development of communication technologies, various transmission demands have increased the demand for higher transmission rates.
예로, HDTV 또는 DVD 신호를 전송하고자 한다면 수 Mbps에서부터 20Mbps 정도의 전송 속도를 필요로 한다.For example, if you want to transmit HDTV or DVD signal, you need a transmission speed of several Mbps to 20Mbps.
이에 따라, 국제적으로 IEEE 802.11a, HIPERLAN, MMAC 등 여러 규격이 제정되어 있으며 이들 상호간 규격을 통합하여 상호 호환이 되도록 노력하고 있다.Accordingly, international standards such as IEEE 802.11a, HIPERLAN, and MMAC have been enacted, and efforts have been made to integrate the mutual standards.
예로, IEEE 802.11a 규격은 수십 Mbps의 고속 전송을 지원하고 채널 특성에 강한 변조 방식으로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 방식을 채택하였다.For example, the IEEE 802.11a standard adopts orthogonal frequency division multiplex (OFDM) as a modulation method that supports high-speed transmission of several tens of Mbps and is strong in channel characteristics.
IEEE 802.11a 규격의 OFDM 전송 프레임 구조는 도1 의 예시도에 도시된 바와 같다.The OFDM transmission frame structure of the IEEE 802.11a standard is shown in the exemplary diagram of FIG.
여기서, t는 short symbol, T는 long symbol, GI는 Guide Interval을 나타낸다.Here, t denotes a short symbol, T denotes a long symbol, and GI denotes a guide interval.
전송 프레임은 먼저 t1∼t10 동안 10개의 OFDM 트레이닝 심볼(short OFDM training symbol)이 전송되고 T1,T2동안 2개의 OFDM 트레이닝 심볼(long OFDM training symbol)이 전송된다.In the transmission frame, ten OFDM training symbols are transmitted during t1 to t10, and two OFDM training symbols are transmitted during T1 and T2.
다음으로 전송 신호의 변조 파라메터 정보를 갖고 있는 심볼(SIGNAL)을 전송하고 실제 전송 데이터(Data1, Data2)를 일정 크기로 나누어 전송하게 된다.Next, a symbol (SIGNAL) having modulation parameter information of the transmission signal is transmitted, and the actual transmission data (Data1, Data2) are divided into predetermined sizes and transmitted.
상기 OFDM 트레이닝 심볼(short OFDM training symbol)은 신호 검출, 자동 이득 조절, ADC 조절, 2개 이상의 안테나 사용시 수신 안테나 선택(antenna diversity), 초기 동기 작업(주파수 오차 추정, timing 동기)등을 위해 사용하는 것으로, 12개의 부반송파(subcarrier)로 이루어져 있으며 부반송파에 할당되는 데이터는 아래 식(1)과 같이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조를 사용한다.The OFDM training symbol is used for signal detection, automatic gain adjustment, ADC adjustment, receive antenna selection when using two or more antennas, initial synchronization tasks (frequency error estimation, timing synchronization), and the like. It consists of 12 subcarriers and the data allocated to the subcarriers uses Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) modulation as shown in Equation (1) below.
--(1) --(One)
이때의 전송 신호는 아래 식(2)와 같이 표현된다.The transmission signal at this time is expressed as in Equation (2) below.
---- (2) ---- (2)
여기서,은 윈도우이다.here, Is a window.
상기 OFDM 트레이닝 심볼(long OFDM train symbol)은 채널 특성 파악, 보다 정확한 주파수 오차 추정, 프레임 동기(frame synchronization)등에 사용하는 것으로, 52개의 부반송파(DC 성분 제외)로 이루어지며 데이터 할당은 아래 식(3)과 같이 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식을 사용한다.The OFDM training symbol is used for channel characteristics, more accurate frequency error estimation, frame synchronization, etc., and is composed of 52 subcarriers (excluding DC components). Binary Phase Shift Keying (BPSK) is used.
--- (3) --- (3)
이때의 전송 신호는 아래 식(4)와 같이 표현된다.The transmission signal at this time is expressed as in Equation (4) below.
---- (4) ---- (4)
여기서,은 윈도우이다.here, Is a window.
상기 식(1)과 (3)에서 각각 진폭이 다른 이유는 송신 전력을 똑같게 하기 위해서이다.The reason why the amplitudes are different in the above formulas (1) and (3) is to make the transmission power the same.
그리고, 상기 OFDM 트레이닝 심볼(short OFDM training symbol)의 부반송파수는 상기 OFDM 심볼(long OFDM training symbol)에 비해 1/4이며 심벌 구간도 1/4로 짧다.In addition, the number of subcarriers of the short OFDM training symbol is 1/4 compared to the long OFDM training symbol and the symbol interval is short as 1/4.
한편, OFDM 변조는 도2 와 같이 역이산 푸리에 변환(IDFT)을 이용한다.On the other hand, OFDM modulation uses an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) as shown in FIG.
상기 변조 파라메터를 갖고 있는 심볼(SIGNAL)은 도3 과 같이 구성되어 있으며 변조 방식, 채널 코딩 방식, 프레임 길이 등 중요 전송정보가 포함되어 있는 심볼이므로 잡음등에 가장 강한 변조 파라메터(1/2 길쌈 부호, BPSK 변조, 최저 전송속도)를 사용하여 전송한다.The symbol having the modulation parameter (SIGNAL) is configured as shown in Fig. 3 and contains the important transmission information such as modulation method, channel coding method, frame length, so that the strongest modulation parameter (1/2 convolutional code, BPSK modulation, the lowest data rate.
상기 심볼(SIGNAL)의 전송률(rate)에 따른 변조 파라메터는 도4 의 표에 도시된 바와 같다.Modulation parameters according to the rates of the symbols SIGNAL are shown in the table of FIG. 4.
심볼(SIGNAL)과 데이터(Data1,Data2)의 전송에는 주파수 오프셋 및 위상 잡음에 강하게 동기 복조를 수행하기 위해서 심볼마다 4개의 파일럿(pilot) 신호를 전송하는데, 그 파일럿 신호는 도5 와 같이 부반송파 -21, -7, 7, 21 의 위치에 BPSK를 사용하여 삽입한다.In order to perform synchronous demodulation strongly on the frequency offset and phase noise, four pilot signals are transmitted for each symbol SIGNAL and data Data1 and Data2, and the pilot signals are subcarriers as shown in FIG. Insert at position 21, -7, 7, 21 using BPSK.
BPSK 변조시 파일럿 부반송파(pilot subcarrier)의 극성은 심볼(SIGNAL)을로 시작하여 아래 식(5)의에 따라 순환 반복된다.The polarity of the pilot subcarrier in BPSK modulation is symbol Starting with the expression (5) The cycle is repeated.
----- (5)----- (5)
또한, OFDM 심볼마다 4개의 파일럿 신호(pilot)에 똑같은 신호가 변조되는 것이 아니라 아래 식(6)과 같이 파일럿 부반송파중 한 개의 극성은 반대가 되게 한다.In addition, the same signal is not modulated in four pilot signals for each OFDM symbol, but the polarity of one of the pilot subcarriers is reversed as shown in Equation (6) below.
---- (6) ---- (6)
예를 들어, 심볼(SIGNAL) 다음의 데이터(Data1)에 해당하는 OFDM 심볼에서는 상기 식(5)에서이므로 부반송파 -21, -7, 7에는 '1', 부반송파 21에는 '-1'을 BPSK로 송신하게 된다.For example, in the OFDM symbol corresponding to the data Data1 following the symbol SIGNAL, the equation (5) Therefore, subcarriers -21, -7, and 7 transmit '1' and subcarriers 21 transmit '-1' to BPSK.
일반적으로 IEEE 802.11a 규격의 송신 신호를 수신하는 수신기는 10개의 OFDM 트레이닝 심볼(short OFDM training symbol) 안에 신호를 검출하고 신호 강도에 따라 자동 이득 조절 기능을 수행하며 안테나 diversity 사용시 수신 안테나를 결정하고 주파수 동기, 타이밍 동기등의 작업을 수행한다.In general, a receiver receiving a transmission signal of the IEEE 802.11a standard detects a signal in 10 OFDM training symbols, performs an automatic gain adjustment function according to signal strength, and determines a receiving antenna when using antenna diversity and frequency. Perform tasks such as synchronization and timing synchronization.
다음으로 들어오는 2개의 OFDM 트레이닝 심볼(long OFDM training symbol) 구간에서는 심볼 동기와 채널 특성 추정 및 주파수 오차에 대한 정밀 추정등을 수행한다.Next, symbol synchronization, channel characteristic estimation, and precision estimation of frequency error are performed in two incoming OFDM training symbol intervals.
추정한 채널 특성은 수신 신호 복조시에 채널 특성을 보상하여 전송 경로상에 발생한 신호의 왜곡을 없애주는데, OFDM 트레이닝 심볼(long OFDM training symbol)을이용한 채널 특성 추정 방법은 다음과 같다.The estimated channel characteristics compensate for the channel characteristics at the time of demodulation of the received signal to eliminate distortion of the signal generated on the transmission path. A channel characteristic estimation method using a long OFDM training symbol is as follows.
측정하고자 하는 채널에 52개의 알고 있는 송신신호(T ; Tone)를 송신하고 이를 수신한 수신신호(R)을 가지고 아래 식(7)과 같은 연산을 통해 채널 특성()을 얻을 수 있다.52 known transmit signals (T; Tone) are transmitted to the channel to be measured, and the received signal (R) is received and the channel characteristics ( ) Can be obtained.
----- (7) ----- (7)
여기서, N은 잡음이다.Where N is noise.
이때, 각각의 부반송파에 대해서 송신신호(T)와 수신신호(R)을 알고 상기 식(7)에 따라 채널 특성()을 구하면 전송 채널의 채널 특성을 주파수 특성으로 얻을 수 있다.At this time, the transmission signal (T) and the reception signal (R) for each subcarrier is known and the channel characteristics ( ), The channel characteristics of the transmission channel can be obtained as frequency characteristics.
그리고, 채널 특성의 시간 특성을 알고 싶으면 IFFT를 하여 얻을 수 있다.And, if you want to know the time characteristic of the channel characteristic, you can obtain it by IFFT.
이 구간에서 얻은 채널 특성은 그 다음에 오는 모든 심볼들의 복조시에 채널 왜곡 보정을 위해 사용한다.The channel characteristics obtained in this section are used for channel distortion correction when demodulating all subsequent symbols.
OFDM 심볼 복조시 수신 신호(R)를 부반송파별로 OFDM 트레이닝 심볼(long OFDM training symbol)로부터 얻은 채널 특성()으로 나누어 전송 경로상의 채널 특성으로 왜곡된 수신 신호(R)를 보정한 신호()를 아래 식(8)과 같이 얻는다.Channel characteristics obtained from an OFDM training symbol for each subcarrier in the OFDM symbol demodulation (R) Signal corrected for the received signal R distorted by the channel characteristics on the transmission path ( ) Is obtained as in Equation (8) below.
---- (8) ---- (8)
상기 보정 신호()를 이용하여 복조를 수행함으로써 보다 좋은 수신 성능을 얻을 수 있다.The correction signal ( By performing demodulation using), better reception performance can be obtained.
그러나, 전송 채널 특성은 페이딩(fading) 등의 영향으로 한 프레임 구간동안 일정하지 않을 수 있다.However, the transmission channel characteristic may not be constant during one frame period due to fading.
즉, 송신기 또는 수신기가 이동하거나 또는 주위 사람들의 이동등에 따라 한 프레임 안에서도 채널 특성이 달라질 수 있다.That is, channel characteristics may vary within one frame according to the movement of the transmitter or receiver or the movement of people around.
따라서, 종래에는 프레임의 초기에 측정한 채널 특성만을 가지고 프레임 전체를 복조함으로 수신기 출력의 비트 오류 확률 또는 패킷 오류 확률이 크게 떨어질 수 있는 문제점이 있다.Accordingly, there is a problem in that the bit error probability or the packet error probability of the receiver output may be greatly reduced by demodulating the entire frame only with the channel characteristics measured at the beginning of the frame.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 파일럿 신호의 특성을 이용하여 신호 복조를 수행함으로써 종래의 OFDM 심볼(long OFDM training symbol)로부터의 채널 특성만을 이용하는 경우보다 수신기의 성능을 향상시키도록 창안한 채널 특성 보정 방법을 제공함에 목적이 있다.Therefore, in order to improve the conventional problem, the present invention can improve the performance of a receiver by performing signal demodulation using the characteristics of a pilot signal rather than using only the channel characteristics from a conventional OFDM symbol. It is an object of the present invention to provide a channel characteristic correction method.
도1은 IEEE802.11a OFDM 전송 프레임의 구조를 보인 예시도.1 is an exemplary view showing the structure of an IEEE802.11a OFDM transmission frame.
도2는 OFDM 변조를 위한 신호 입출력을 보인 예시도.2 is an exemplary diagram showing signal input and output for OFDM modulation.
도3은 OFDM 전송 프레임에서 심볼(SIGNAL)의 할당을 보인 예시도.3 is an exemplary diagram showing the assignment of a symbol (SIGNAL) in an OFDM transmission frame.
도4는 도3에서 심볼(SIGNAL)의 전송률 비트 할당을 보인 표.FIG. 4 is a table showing rate bit allocation of a symbol (SIGNAL) in FIG.
도5는 부반송파에서 파일럿 신호의 주파수 할당을 보인 예시도.5 is an exemplary diagram showing frequency allocation of a pilot signal in a subcarrier.
도6은 본 발명의 일실시예를 위한 신호 흐름도.6 is a signal flow diagram for one embodiment of the present invention.
도7은 본 발명의 실시예에서 윈도우 설정을 보인 예시도.7 is an exemplary view showing window settings in an embodiment of the present invention.
도8은 본 발명의 다른 실시예를 위한 신호 흐름도.8 is a signal flow diagram for another embodiment of the present invention.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 OFDM 트레이닝 심볼(T1)(T2)로부터 각각의 채널 특성함수()()을 구하는 단계와, 상기 채널 특성 함수()()의 평균값()을 구하는 단계와, 상기 평균값()와 채널 특성()()간의 오차값(error)을 구하여 최소 오차값과 비교하는 단계와, 상기에서 오차값(error)이 최소 오차값보다 크면 파일럿 신호에 인접한 부반송파의 채널 특성을 구하여 상기 함수()를 보정하는 단계를 수행함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides each channel characteristic function from OFDM training symbol (T1) (T2). ) ( ) And the channel characteristic function ( ) ( Mean value of ) And the average value ( ) And channel characteristics ( ) ( Obtaining an error value between and comparing the minimum error value, and if the error value is greater than the minimum error value, obtains channel characteristics of a subcarrier adjacent to the pilot signal, ) Is performed.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 트레이닝training 신호(T1)(T2)로부터 각각의 채널 특성함수()()을 구하여 그 채널 특성 함수()()의 평균값()을 구하는 단계와, 파일럿 신호의 채널 특성 함수()를 구하여 소정 구간에 대한 파일럿 신호의 채널 특성 평균값()을 구하는 단계와, 상기 채널 특성 평균값()()의 오차값(error)을 구하여 최소 오차값(Threshold)과 비교하는 단계와, 상기에서 오차값(error)이 최소 오차값보다 크면 파일럿 신호에 인접한 부반송파의 채널 특성을 구하여 상기 함수()를 보정하는 단계를 수행함을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides each channel characteristic function from the training training signal (T1) (T2) to achieve the above object. ) ( ) And its channel characteristic function ( ) ( Mean value of ) And a channel characteristic function ( ), The channel characteristic average value of the pilot signal for the ) And the channel characteristic average value ( ) ( Obtaining an error value of the subcarrier adjacent to the pilot signal when the error value is greater than the minimum error value, and calculating the channel characteristic of the subcarrier adjacent to the pilot signal. ) Is performed.
상기에서 채널 특성 보정을 위한 단계는 파일럿 신호로부터 채널 특성 함수()를 구하는 과정과, 상기 채널 특성 함수()를 기준으로 소정 범위(window)내에 인접한 부반송파의 채널 특성 추정값()를 구하는 과정과, 상기 채널 특성 추정값()에 가중치(weight)를 곱한 값을 초기 채널 특성 함수()에 합산하여 보정하는 과정을 수행함을 특징으로 한다.In the above-described step for channel characteristic correction, the channel characteristic function ( ) And the channel characteristic function ( Channel characteristic estimate of adjacent subcarriers within a predetermined window ) And the channel characteristic estimate ( ) Multiplied by weight gives the initial channel characteristic function ( And a process of correcting by summing).
한편, 상기에서 채널 특성 보정을 위한 단계는 파일럿 신호로부터의 채널 특성 함수()를 이용하여 소정 범위(window)내의 인접 부반송파의 채널 특성 추정값()을 구하였으나 소정 심볼에 대한 상기 채널 특성 함수()의 평균값()를 이용할 수 있다.On the other hand, the step for the channel characteristic correction in the channel characteristic function from the pilot signal ( Estimates the channel characteristics of adjacent subcarriers within a predetermined window ), But the channel characteristic function for a given symbol ( Mean value of ) Can be used.
즉, 채널 특성 보정을 위한 단계는 파일럿 신호로부터 채널 특성 함수()를 구하는 과정과, 잡음등에 의한 채널 특성 함수()값의 오차를 보정하기 위해 1∼Nu까지 함수()를 모두 합하여 Nu로 나눔에 의해 Nu 심볼마다 평균한 채널 특성 함수()를 구하는 과정과, 소정 범위(window)내의 채널 특성함수()를 모두 합산하여 소정 범위(window)내에 인접한 부반송파의 채널 특성 추정값()을 산출하는 과정과, 4개의 파일럿에 의한 값 가운데 원하는 부반송파에 미치는 채널 특성 추정값()에 가중치(weight)를 곱하여 OFDM 심볼(long OFDM training symbol)로부터 구한 채널 특성 함수()을 합산한 후 (1+weight)로 나눔으로써 수신기 복조에 사용한 채널 특성 추정값()을 구하는 과정으로 이루어질 수 있다.That is, the step for channel characteristic correction is performed from the pilot signal to the channel characteristic function ( ) And channel characteristic functions due to noise Function from 1 to Nu to correct the error ) And the channel characteristic function averaged for each Nu symbol by dividing by Nu. ) And the channel characteristic function within a predetermined window ( ) Are added together to estimate the channel characteristics of adjacent subcarriers within a predetermined window ( ), And channel characteristic estimates on desired subcarriers among four pilot values. ) Is multiplied by the weight to obtain the channel characteristic function ( ), And then divide by (1 + weight) to estimate the channel characteristics used for receiver demodulation ( ) Can be made.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 일실시예는 도6 의 신호 흐름도와 동일한 과정으로 이루어지며, 이를 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention is made in the same process as the signal flow diagram of FIG. 6, which will be described below.
먼저, 2개의 OFDM 트레이닝 심볼(long OFDM training symbol) 즉, 심볼(T1,T2)로부터 상기 식(7)을 이용하여 각각 채널 특성 함수()()을 구한다.First, from the two OFDM training symbols, that is, the symbols T1 and T2, the channel characteristic function ( ) ( )
이 후, 채널 특성 함수()()를 합산하여 평균함으로써 OFDM 트레이닝 심볼(long OFDM training symbol)에서의 채널 특성 함수()를 구한다.After this, the channel characteristic function ( ) ( ) By summing and averaging the channel characteristic function of the long OFDM training symbol )
즉, 한 개의 채널 특성 함수(또는)만을 이용한 경우에 비해 잡음이 많거나 페이딩이 많은 환경에서 뛰어난 성능을 얻기 위하여 채널 특성 검출시 채널 특성 함수()()를 합산하여 평균()함으로써 채널 특성 평균값()을 구한다.That is, one channel characteristic function ( or In order to obtain excellent performance in noisy or fading environment, the channel characteristic function ( ) ( ) Add up to the average ( Channel characteristic average value ( )
이 후, 채널 특성 평균값()과 채널 특성 함수()()의 오차값(error)을 아래 식(9)와 같이 계산하게 된다.Thereafter, the channel characteristic average value ( ) And channel characteristic functions ( ) ( The error value of) is calculated as in Equation (9) below.
----- (9) ----- (9)
상기 식(9)에서 구한 오차값(error)은 잡음, 페이딩 및 변조 방식등에 따라 달라질 수 있다.The error obtained in Equation (9) may vary depending on noise, fading, and modulation scheme.
즉, 잡음이 많아질수록 그리고, 페이딩 정도를 나타내는 지연폭(Delay Spread)이 커질수록 오차값(error)이 커지며 또한, 변조 방식과도 관계가 있는데 심볼당 비트수가 커질수록 오차값(error)은 작아진다.That is, the greater the noise and the larger the delay spread, which indicates the degree of fading, the larger the error value. Also, the error is related to the modulation scheme. Becomes smaller.
이때, 변조 방식별로 채널 특성의 보정이 필요한 최소 오차값(Threshold)과 현 프레임의 오차값(error)을 비교하여 파일럿(pilot) 정보를 이용한 채널 특성 보정의 필요 여부를 판단하게 된다.In this case, it is determined whether the channel characteristic correction using the pilot information is compared by comparing the minimum error value (Threshold) required for the correction of the channel characteristic for each modulation scheme with the error value (error) of the current frame.
이에 따라, 현 프레임의 오차값(error)이 최소 오차값(Threshold)보다 작은 경우 채널 특성 보정이 필요없다고 판단하여 프레임동안 채널 특성 평균값()을 사용하여 수신신호를 복조한다.Accordingly, when the error value of the current frame is smaller than the minimum error value, it is determined that the channel characteristic correction is not necessary. To demodulate the received signal.
반대로, 현 프레임의 오차값(error)이 최소 오차값(Threshold)보다 큰 경우 채널 보정이 필요하다고 판단함으로써 파일럿 신호(pilot)로부터 얻은 정보를 이용하여 채널 특성의 평균값()을 보정함에 의해 채널 특성 보정값()을 구하고 그 보정값()을 이용하여 수신신호를 복조하는데, 그 과정을 설명하면 다음과 같다.On the contrary, when the error value of the current frame is larger than the minimum error value, it is determined that channel correction is necessary, and thus the average value of the channel characteristics is determined by using information obtained from the pilot signal. By correcting the ) And its correction value ( Demodulating the received signal using the following description.
채널 특성의 평균값()을 얻는 2개의 OFDM 트레이닝 심볼(T1,T2)에서는 DC 성분을 제외한 모든 부반송파에 고정된 톤신호를 전송하지만 그 다음 OFDM 심볼(SIGNAL)부터는 4개의 파일럿 부반송파에만 특정한 톤신호를 전송하고 나머지 48개 부반송파에는 채널 특성을 추정한 정보가 새로 전송되는 것이 없다.Average value of channel characteristics ( 2 OFDM training symbols T1 and T2 transmit fixed tone signals to all subcarriers except the DC component, but the next OFDM symbol SIGNAL transmits specific tone signals to only 4 pilot subcarriers and the remaining 48 There is no new transmission of information on the channel characteristics in the subcarrier.
따라서, 매 OFDM 심볼마다 채널 특성을 새로 추정하기 위하여 균일하게 분포한 4개의 파일럿 신호로부터 새로운 채널 특성 정보()를 구한다.Therefore, in order to newly estimate channel characteristics for every OFDM symbol, new channel characteristic information ( )
그런데, 아래 식(10)과 같은 전송 채널의 지연폭(Delay Spread)과 응집 대역폭(Coherence Bandwidth)과의 관계식에서 볼 수 있듯이 응집 대역폭은 전송 채널의 지연폭의 역수에 비례한다.However, as can be seen from the relationship between delay spread and coherence bandwidth of a transmission channel as shown in Equation (10), the aggregation bandwidth is proportional to the inverse of the delay width of the transmission channel.
----- (10) ----- (10)
다시 말해서, 전송 채널의 지연폭(Delay Spread)이 커질수록 동일한 채널 특성을 갖는다고 보는 동일 특성 대역폭(Coherence Bandwidth)은 작아지며 반대로, 전송 채널의 지연폭이 작아지면 동일 특성 대역폭은 커지게 된다.In other words, the larger the delay spread of the transmission channel, the smaller the coherence bandwidth, which is considered to have the same channel characteristic, and conversely, the smaller the delay width of the transmission channel, the larger the characteristic bandwidth.
따라서, 파일럿 신호로부터 얻은 채널 특성 함수()를 이용하여 파일럿 신호에 인접한 부반송파의 채널 특성 함수()를 어느 정도 추정할 수 있는데, 먼저 파일럿 신호로부터의 채널 특성 함수()에 사용할 윈도우(window)를 상기 식(9)의 에러값(error)을 참조하여 결정한다.Therefore, the channel characteristic function obtained from the pilot signal ( Channel characteristic function of subcarriers adjacent to the pilot signal ) Can be estimated to some degree, first the channel characteristic function ( ) Is determined by referring to the error value of Equation (9).
이 후, 인접 부반송파의 채널 특성 정보()의 계산 주기를 결정한다.Subsequently, channel characteristic information of adjacent subcarriers ( Determine the calculation cycle of).
그런데, 채널 특성 함수()는 잡음, 페이딩등의 영향으로 왜곡되어 있을 수 있으나 파일럿 부반송파를 제외한 나머지 부반송파 채널에 대한 채널 특성 정보로는 그래도 가장 정확한 채널 특성 정보이다.However, the channel characteristic function ( ) May be distorted due to noise, fading, etc., but the channel characteristic information for the remaining subcarrier channels other than the pilot subcarrier is still the most accurate channel characteristic information.
따라서, 채널 특성 함수()()에 서로 다른 비중 즉, 가중치(weight)를 결정하게 된다.Therefore, the channel characteristic function ( ) ( ), Different weights, or weights, are determined.
여기서, 가중치(weight)는 에러값(error)과 변조 방식에 따라 달라진다.Here, the weight depends on the error value and the modulation scheme.
이 후, 윈도우(window), 계산주기 및 가중치(weight)가 결정된 상태에서 채널 특성 함수()()()를 계산하게 된다.Thereafter, the channel characteristic function () is determined in a state where a window, a calculation period, and a weight are determined. ) ( ) ( ) Is calculated.
먼저, 잡음등에 의한 채널 특성 함수()값의 오차를 보정하기 위해 1∼Nu까지 함수()를 모두 합하여 Nu로 나눔에 의해 아래 식(10)과 같이 Nu 심볼마다 평균한 채널 특성 함수()를 구하게 된다.First, the channel characteristic function Function from 1 to Nu to correct the error ) By adding up the sum and dividing by Nu, and then averaging the channel characteristic function ).
----- (11) ----- (11)
이 후, 도7 에서와 같이 파일럿 신호로부터의 채널 특성 함수()로부터 상기에서 결정한 윈도우값(window)만큼 인접 부반송파의 채널 특성 정보()를 계산한다.Thereafter, as shown in Fig. 7, the channel characteristic function from the pilot signal ( Channel characteristic information of an adjacent subcarrier by the window value determined above from Calculate
여기서, 채널 특성 정보()는 매 OFDM 심볼마다 계산할 수도 있고 또는 채널 특성 함수()가 잡음등의 영향으로 변화하기 때문에 일정 심볼 구간마다 구한 평균값()을 이용하여 계산할 수도 있는데, 에러값에 따라 적당한 값을 결정한다.Where channel characteristic information ( ) Can be calculated for every OFDM symbol or a channel characteristic function ( ) Is changed by the influence of noise and so on. It can be calculated using), and the appropriate value is determined according to the error value.
즉, 아래 식(12)와 같이 상기에서 구한 채널 특성 함수()에 적당한 윈도우(window)를 씌워 모두 합산하여 인접 부반송파의 채널 특성 추정값()을 산출하게 된다.That is, the channel characteristic function ( ), And add the sums of the appropriate window to estimate the channel characteristics of adjacent subcarriers ( Will be calculated.
------ (12) ------ (12)
이에 따라, 아래 식(13)과 같이 4개의 파일럿에 의한 값 가운데 원하는 부반송파에 미치는 채널 특성 추정값()에 가중치(weight)를 곱하여 OFDM 심볼(long OFDM training symbol)로부터 구한 채널 특성 함수()을 합산한 후 (1+weight)로 나눔으로써 수신기 복조에 사용한 채널 특성 추정값()을 얻는다.Accordingly, as shown in Equation (13) below, the estimated channel characteristic on the desired subcarrier among four pilot values ( ) Is multiplied by the weight to obtain the channel characteristic function ( ), And then divide by (1 + weight) to estimate the channel characteristics used for receiver demodulation ( Get)
----- (13) ----- (13)
이 밖에도 채널 특성 함수()를 이용하여 채널 특성 보정값()을 얻는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다.In addition, the channel characteristic function ( ) To adjust the channel characteristic correction value ( There are many ways to get).
한편, 본 발명의 다른 실시예는 도8 의 신호 흐름도와 동일한 과정을 수행하여 채널 특성 보정의 필요성을 판단함에 의해 수신신호를 복조할 수 있는데, 이 과정을 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, another embodiment of the present invention can demodulate a received signal by performing the same process as the signal flow chart of FIG. 8 to determine the necessity of channel characteristic correction.
먼저, OFDM 심볼(T1,T2)로부터 얻은 채널 특성 함수()을 계산하고 파일럿 신호(pilot)로부터의 채널 특성 함수()를 구하여 구간(Nu)마다의 채널 특성 평균값()를 계산하는 과정을 도6 의 신호 흐름도에서와 동일한 과정으로 수행한다.First, the channel characteristic function obtained from the OFDM symbols T1 and T2 ( ) And calculate the channel characteristic function from the pilot ) To obtain the channel characteristic mean value for each interval (Nu) ) Is performed in the same process as in the signal flowchart of FIG.
이 후, 파일럿 부반송파에서의 채널 특성 함수()와 파일럿 신호로부터의 채널 특성 평균값()간의 오차값(error) 즉, 파일럿(pilot) 신호로부터 얻은 채널 특성 함수()와 OFDM 트레이닝 심볼(T1,T2)로부터 얻은 채널 특성 함수()중 파일럿 부반송파에 해당하는 채널 특성과의 오차값(error)를 계산하여 그 전송 채널의오차값(error)이 최소 오차값(Threshold)보다 큰지 판단한다.The channel characteristic function of the pilot subcarrier is then ) And the channel characteristic mean value from the pilot signal ( Error between the signals, i.e., the channel characteristic function ) And the channel characteristic function obtained from the OFDM training symbols (T1, T2) Error is calculated with the channel characteristic corresponding to the pilot subcarrier, and it is determined whether the error of the transmission channel is greater than the minimum error value.
이에 따라, 전송 채널의 오차값(error)이 최소 오차값(Threshold)보다 크지 않으면 채널 특성 보정이 필요없으므로 OFDM 트레이닝 심볼(T1,T2)로부터의 채널 특성 평균값()을 이용하여 수신 신호의 복조를 수행한다.Accordingly, if the error value of the transmission channel is not larger than the minimum error value, channel characteristic correction is not necessary, and thus the channel characteristic average value from the OFDM training symbols T1 and T2 ( ) Demodulate the received signal.
반대로, 전송 채널의 오차값(error)이 최소 오차값(Threshold)보다 크면 채널 특성 보정이 필요한 경우로서 채널 특성 추정값()을 얻기 위하여 도6 의 신호 흐름도와 동일한 과정을 수행하게 된다.On the contrary, if the error value of the transmission channel is larger than the minimum error value, the channel characteristic correction is necessary and the channel characteristic estimation value ( In order to obtain), the same process as in the signal flowchart of FIG. 6 is performed.
여기서, 하나의 파일럿 신호보다는 여러 심볼에 대한 채널 특성 함수()를 사용하는 것이 더 수신 신호의 복조 성능을 향상시킬 수 있다.Here, the channel characteristic function for several symbols rather than one pilot signal ( Using) can further improve the demodulation performance of the received signal.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 IEEE 802.11a 규격에 따른 무선 랜 수신 시스템에서 OFDM 트레이닝 심볼(long OFDM training symbol)과 매 심볼마다 존재하는 파일럿 신호를 이용하여 채널 특성을 보정함으로써 수신신호의 복조 성능을 향상시키는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention provides a demodulation performance of a received signal by correcting channel characteristics using a long OFDM training symbol and a pilot signal present in each symbol in a wireless LAN reception system according to the IEEE 802.11a standard. Has the effect of improving.
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