KR102231906B1 - A channel compensation apparatus for estimating time - varying channels and the method thereof - Google Patents

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KR102231906B1 KR1020190121413A KR20190121413A KR102231906B1 KR 102231906 B1 KR102231906 B1 KR 102231906B1 KR 1020190121413 A KR1020190121413 A KR 1020190121413A KR 20190121413 A KR20190121413 A KR 20190121413A KR 102231906 B1 KR102231906 B1 KR 102231906B1
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송창익
한승호
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Abstract

The present invention relates to a channel estimation device for time-varying channel estimation which estimates a complex value of all data subcarrier channels in a data field to improve signal transmission capability during high-speed movement. The channel estimation device for time-varying channel estimation comprises: a reliability test unit performing a data pilot reliability test based on a Euclidean distance using an initial channel value transmitted from a previous OFDM symbol or a first orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol; a frequency axis channel estimation unit estimating a channel value of each subcarrier in the OFDM symbol in accordance with the reliability test; and a noise canceling unit removing noise included in the estimated channel value using a filter (F).

Description

시변 채널 추정을 위한 채널추정장치 및 방법{A channel compensation apparatus for estimating time - varying channels and the method thereof}TECHNICAL FIELD A channel compensation apparatus for estimating time-varying channels and the method thereof

본 발명은 채널추정장치에 관한 것으로, 특히 데이터 필드 내의 모든 데이터 부반송파 채널의 복소수 값을 추정하여, 고속 이동 중의 신호 전송 능력을 향상시키는 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a channel estimation apparatus, and in particular, to a channel estimation apparatus and method for time-varying channel estimation that improves signal transmission capability during high-speed movement by estimating complex values of all data subcarrier channels in a data field.

최근 차량 및 정보통신의 발전으로 차세대 지능형 교통 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이에 IEEE802.11p 기반의 DSRC(Direct Short Range Communication) 차량용 통신시스템이 제안되었다.Recently, with the development of vehicles and information communication, research on next-generation intelligent transportation systems is being actively conducted, and thus a communication system for vehicles based on IEEE802.11p (Direct Short Range Communication) has been proposed.

그러나 제안된 시스템은 시간 경과에 따라 차량과 차량 (V2V : Vehicle to Vehicle)과 같은 고속 환경에서의 원하는 정보를 송/수신하는데 어려움이 있었다. 즉, 정보를 고속으로 송수신하기 위해서는 고정밀의 채널 추정이 반드시 수행되어야 하지만, 상기 방법은 프리앰블(preamble)의 긴 훈련 시퀀스(long training sequence)에만 의존하여 채널 추정을 하기 때문에, 차량용 통신채널을 추정하기가 쉽지 않은 문제가 있었던 것이다. However, the proposed system has difficulty in transmitting/receiving desired information in high-speed environments such as vehicles and vehicles (V2V: Vehicle to Vehicle) over time. That is, in order to transmit and receive information at high speed, high-precision channel estimation must be performed. However, since the method relies only on the long training sequence of the preamble to estimate the channel, the communication channel for the vehicle is estimated. There was a problem that was not easy.

종래에 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 다양한 채널추정기법들이 제안된 바 있다. 예를 들면, DPA(Data-Pilot Aided) 채널추정기법으로 IEEE802.11p 통신규격의 부족한 파일럿 신호를 극복하기 위해 수신단에서 복원된 데이터를 가상의 파일럿으로 다시 사용하여 더 정확한 채널을 추정하는 방식이 있고, 이와 같은 DPA 채널추정기법에는 STA(Spectral Temporal Averaging), CDP(Constructed Data Pilots), TRFI(Time domain Reliable test Frequency domain Interpolation) 등이 있다.Conventionally, various channel estimation techniques have been proposed as a solution to this problem. For example, there is a DPA (Data-Pilot Aided) channel estimation technique to estimate a more accurate channel by reusing data restored at the receiving end as a virtual pilot in order to overcome the insufficient pilot signal of the IEEE802.11p communication standard. , Such DPA channel estimation techniques include Spectral Temporal Averaging (STA), Constructed Data Pilots (CDP), and Time Domain Reliable Test Frequency Domain Interpolation (TRFI).

그러나 상기 DPA 채널추정기법은 수신단의 데이터 복원력에 의존하기 때문에 수신단에서 관찰되는 잡음과 채널왜곡의 크기에 따라 데이터 파일럿을 구성하는 과정에서 오류가 발생할 수 있다. 그리고 발생한 오류는 연쇄적으로 패킷 내 다음 심벌의 채널추정에 영향을 주기 때문에 전체적인 성능을 떨어뜨리는 가장 큰 원인으로 지목되고 있다. 통상 이와 같은 DPA 채널추정기법의 성능 열화 현상을 에러전파효과라 불린다. However, since the DPA channel estimation technique depends on the data resilience of the receiving end, an error may occur in the process of configuring the data pilot according to the noise observed at the receiving end and the magnitude of the channel distortion. In addition, the generated error contiguously affects the channel estimation of the next symbol in the packet, so it is pointed out as the biggest cause of deteriorating the overall performance. Usually, the performance deterioration of the DPA channel estimation technique is called an error propagation effect.

이러한 에러전파효과를 완화하기 위해 디코더를 이용하여 복원된 비트단위 데이터를 통해 보다 신뢰성 있는 데이터 파일럿을 구축하는 Coded-DPA 방식이 제안되었다. 그러나 상기 Coded-DPA 방식들은 수신단의 높은 계산 복잡도로 인하여 수신기의 단가를 높이는 반면 만족스러운 성능이득을 이루지 못하였다.In order to mitigate this error propagation effect, a Coded-DPA scheme has been proposed in which a more reliable data pilot is constructed through bit-unit data reconstructed using a decoder. However, the Coded-DPA schemes increase the cost of the receiver due to the high computational complexity of the receiver, but do not achieve satisfactory performance gains.

따라서 상기한 채널추정방법들 대비 성능이 우수한 채널추정방법이 필요하게 되었다.Therefore, there is a need for a channel estimation method that has superior performance compared to the above channel estimation methods.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량의 고속 이동에 따라 빠르게 변화하는 물리적 채널을 더 정확하게 추정할 수 있는 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a channel estimation apparatus and method for time-varying channel estimation capable of more accurately estimating a physical channel that changes rapidly according to a high-speed movement of a vehicle.

본 발명의 다른 목적은 종래보다 높은 수신율을 보장할 수 있는 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a channel estimation apparatus and method for time-varying channel estimation that can guarantee a higher reception rate than the conventional one.

본 발명의 또 다른 목적은 기존의 Coded-DPA 방식 대비 보다 낮은 복잡도로 에러전파효과를 완화하고 최적화된 성능이득을 제공하는 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a channel estimation apparatus and method for time-varying channel estimation that mitigates the error propagation effect and provides an optimized performance gain with a lower complexity than the existing Coded-DPA scheme.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이전 OFDM 심볼 또는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전달받은 초기 채널 값을 이용하여, 유클리드 거리를 기반으로 데이터 파일럿의 신뢰성 테스트를 수행하는 신뢰성 테스트부; 신뢰성 테스트에 따라 OFDM 심벌에서 각 부반송파의 채널 값을 추정하는 주파수 축 채널 추정부; 및 상기 추정된 채널 값에 포함된 잡음을 필터(F)를 이용하여 제거하는 잡음 제거부를 포함하는 채널추정장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a reliability test unit for performing a reliability test of a data pilot based on a Euclidean distance by using an initial channel value transmitted from a previous OFDM symbol or a first OFDM symbol; A frequency axis channel estimator for estimating a channel value of each subcarrier in the OFDM symbol according to the reliability test; And a noise removal unit that removes noise included in the estimated channel value by using a filter (F).

바람직하게 상기 신뢰성 테스트부는, 등화된 신호점과 각 성좌점 간의 유클리드 거리를 하기 식을 이용하여 계산하고, 최소거리와 두번째 최소거리와의 거리 비율

Figure 112019100340068-pat00001
을 계산하여 신뢰성을 판단한다.Preferably, the reliability test unit calculates the Euclidean distance between the equalized signal point and each constellation point using the following equation, and the distance ratio between the minimum distance and the second minimum distance
Figure 112019100340068-pat00001
Is calculated to determine the reliability.

Figure 112019100340068-pat00002
Figure 112019100340068-pat00002

여기서

Figure 112019100340068-pat00003
는 m번째 성좌점 신호, M은 modulation order를 나타낸다. here
Figure 112019100340068-pat00003
Denotes the m-th constellation signal, and M denotes the modulation order.

바람직하게 상기

Figure 112019100340068-pat00004
은
Figure 112019100340068-pat00005
범위이고, 상기 신뢰성 테스트부는
Figure 112019100340068-pat00006
값이 작을수록 데이터 파일럿의 신뢰성이 높다고 판단한다. Preferably above
Figure 112019100340068-pat00004
silver
Figure 112019100340068-pat00005
Range, and the reliability test unit
Figure 112019100340068-pat00006
It is determined that the smaller the value, the higher the reliability of the data pilot.

바람직하게 상기 신뢰성 테스트부는 변조방식 및 채널환경에 따라 신뢰성 검사를 위한 임계값 T를 결정하고, 상기 T는 0.25 내지 0.45 값을 갖는다. Preferably, the reliability test unit determines a threshold value T for reliability test according to a modulation method and a channel environment, and the T has a value of 0.25 to 0.45.

바람직하게 상기 필터(F)은 하기 식으로 설계된다.Preferably, the filter (F) is designed by the following formula.

상기 식은

Figure 112021025932738-pat00139
이다.The above equation is
Figure 112021025932738-pat00139
to be.

여기서

Figure 112019100340068-pat00008
는 64-포인트 FFT 행렬의 52개의 행과 처음
Figure 112019100340068-pat00009
개의 열로 구성되는
Figure 112019100340068-pat00010
크기의 행렬을 말한다.here
Figure 112019100340068-pat00008
Is the 52 rows and first of the 64-point FFT matrix
Figure 112019100340068-pat00009
Consisting of rows of dogs
Figure 112019100340068-pat00010
Refers to the matrix of size.

바람직하게 상기 잡음 제거부가 부반송파의 실제 채널값을 하기 식을 이용하여 구할 때, 실제 시간 축 채널 임펄스 응답 벡터(

Figure 112019100340068-pat00011
)의 크기를 최대 지연 시간에 해당하는
Figure 112019100340068-pat00012
로 설정한다.Preferably, when the noise canceling unit obtains the actual channel value of the subcarrier using the following equation, the actual time axis channel impulse response vector (
Figure 112019100340068-pat00011
) The size of the corresponding to the maximum delay time
Figure 112019100340068-pat00012
Set to

상기 식은

Figure 112019100340068-pat00013
이고, 상기
Figure 112019100340068-pat00014
은 CP(cyclic prefix)의 길이를 나타낸다. The above equation is
Figure 112019100340068-pat00013
Is, above
Figure 112019100340068-pat00014
Represents the length of the cyclic prefix (CP).

본 발명의 다른 특징에 따르면, 이전 OFDM 심볼 또는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전달받은 초기 채널 값을 이용하여, 유클리드 거리를 기반으로 데이터 파일럿의 신뢰성 테스트를 수행하는 신뢰성 테스트 단계; 상기 신뢰성 테스트 후, i번째 OFDM 심벌에서 각 부반송파의 채널 값을 추정하는 채널 값 추정단계; 및 추정된 채널 값에 포함된 잡음 성분을 제거하는 잡음 제거단계를 수행하여 채널추정을 하는 채널 추정방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a reliability test step of performing a reliability test of a data pilot based on a Euclidean distance using an initial channel value transmitted from a previous OFDM symbol or a first OFDM symbol; A channel value estimating step of estimating a channel value of each subcarrier in the i-th OFDM symbol after the reliability test; And a channel estimation method for performing channel estimation by performing a noise removal step of removing a noise component included in the estimated channel value.

상기 신뢰성 테스트 단계는, i 번째 OFDM 심볼, k-번째 부반송파에서 수신된 심볼

Figure 112019100340068-pat00015
를 이전 OFDM 심볼에서 추정된 채널
Figure 112019100340068-pat00016
로 등화하여 등화된 신호
Figure 112019100340068-pat00017
를 계산하는 단계; 상기
Figure 112019100340068-pat00018
와 각 성좌점 간의 유클리드 거리를
Figure 112019100340068-pat00019
를 이용하여 계산하는 단계; 성좌점 간의 최소거리 및 두 번째 최소거리와의 거리비율
Figure 112019100340068-pat00020
을 계산하는 단계; 특정 임계값 T를 기준으로 신뢰성이 있다고 판단된 데이터 파일럿을 신뢰성 인덱스 집합에 업데이트 하는 단계를 포함하여 수행된다. In the reliability test step, the i-th OFDM symbol, the symbol received on the k-th subcarrier
Figure 112019100340068-pat00015
The channel estimated from the previous OFDM symbol
Figure 112019100340068-pat00016
Equalized signal
Figure 112019100340068-pat00017
Calculating; remind
Figure 112019100340068-pat00018
And the Euclidean distance between each constellation point
Figure 112019100340068-pat00019
Calculating by using; Minimum distance between constellation points and ratio of distance to second minimum distance
Figure 112019100340068-pat00020
Calculating; The data pilot determined to be reliable based on the specific threshold T is updated to the reliability index set.

여기서,

Figure 112019100340068-pat00021
는 m번째 성좌점 신호, M은 modulation order를 의미한다. here,
Figure 112019100340068-pat00021
Is the m-th constellation signal, and M is the modulation order.

바람직하게, 상기

Figure 112019100340068-pat00022
와 임계값 T가
Figure 112019100340068-pat00023
인 경우에 상기 데이터 파일럿이 신뢰성이 있다고 판단한다.Preferably, the
Figure 112019100340068-pat00022
And the threshold T is
Figure 112019100340068-pat00023
In the case of, it is determined that the data pilot is reliable.

바람직하게 상기 T는 0.25 내지 0.45 값을 가진다. Preferably, the T has a value of 0.25 to 0.45.

바람직하게, 상기 채널값 추정단계에서 신뢰성 테스트를 통과하지 못한 부반송파는 현재 채널 추정값

Figure 112019100340068-pat00024
을 이전 OFDM 심벌에서 추정한 채널 값
Figure 112019100340068-pat00025
으로 대체한다.Preferably, the subcarrier that has not passed the reliability test in the channel value estimation step is the current channel estimation value
Figure 112019100340068-pat00024
Channel value estimated from the previous OFDM symbol
Figure 112019100340068-pat00025
Replaced with

바람직하게, 상기 잡음 제거단계는 필터(F)을

Figure 112021025932738-pat00140
로 설계하고,
Figure 112021025932738-pat00027
방법을 사용하여, 주파수축 채널 추정값
Figure 112021025932738-pat00028
의 잡음 성분을 제거한다.Preferably, in the noise removal step, the filter (F) is
Figure 112021025932738-pat00140
Designed as,
Figure 112021025932738-pat00027
Using the method, the frequency axis channel estimate
Figure 112021025932738-pat00028
Remove the noise component of

이상과 같은 본 발명의 채널추정장치 및 방법에 따르면, 차량의 고속 이동에 따라 빠르게 변화하는 물리적 채널을 더 정확하게 추정할 수 있고, 종래보다 높은 수신율을 보장할 수 있다.According to the channel estimation apparatus and method of the present invention as described above, it is possible to more accurately estimate a physical channel that changes rapidly according to the high-speed movement of the vehicle, and to ensure a higher reception rate than the conventional one.

또 기존의 Coded-DPA 방식 대비 보다 낮은 복잡도로 에러전파효과를 완화하고 최적화된 성능이득을 제공하는 효과가 있다.In addition, it has the effect of mitigating the error propagation effect and providing an optimized performance gain with a lower complexity than the existing Coded-DPA method.

그리고 본 발명은 잡음 제거를 위한 필터는 패킷의 구조가 변경되지 않는 한 수신되는 모든 OFDM 심볼에서 동일하기 때문에 상수로 취급 가능하며, 따라서 잡음 제거에 따른 수신단의 추가적인 계산 복잡도를 최소화할 수 있다.Further, according to the present invention, since the filter for noise reduction is the same in all OFDM symbols received as long as the structure of the packet is not changed, it can be treated as a constant, and thus the additional computational complexity of the receiver due to noise reduction can be minimized.

도 1은 IEEE 802.11p 물리계층 패킷 구조.
도 2는 IEEE 802.11p 물리계층 프레임 구조.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 채널추정장치 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 데이터 파일럿의 신뢰성 테스트가 이루어지는 실시 예 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 데이터 파일럿의 신뢰성 테스트의 임계값 T에 따른 MSE 성능 그래프.
도 6 내지 도 9는 기존 채널추정방법과 본 발명의 채널추정방법의 성능을 비교한 그래프.1 is an IEEE 802.11p physical layer packet structure.
2 is an IEEE 802.11p physical layer frame structure.
3 is a block diagram of a channel estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph of an embodiment in which a reliability test of a data pilot is performed according to the present invention.
5 is a graph of MSE performance according to a threshold T of a reliability test of a data pilot according to the present invention.
6 to 9 are graphs comparing the performance of the conventional channel estimation method and the channel estimation method of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It will be described in detail focusing on the parts necessary to understand the operation and operation according to the present invention. While describing the embodiments of the present invention, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly convey the gist of the present invention by omitting unnecessary description.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소의 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.In addition, in describing the constituent elements of the present invention, different reference numerals may be assigned to constituent elements of the same name according to the drawings, and the same reference numerals may be denoted even in different drawings. However, even in such a case, it does not mean that the corresponding component has different functions according to the embodiment, or that it has the same function in different embodiments, and the function of each component is the corresponding embodiment. It should be judged based on the description of each component in.

본 발명은 IEEE 802.11p 물리계층 패킷 구조를 기반으로 하는 채널추정방법이지만, WiFi, LTE등 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술을 사용하는 대부분의 광대역 무선통신시스템에서도 사용 가능하며, 기존의 채널추정방법들보다 성능이 향상된 새로운 방식의 채널추정방안을 제안하는 것이고, 이하에서는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. The present invention is a channel estimation method based on the IEEE 802.11p physical layer packet structure, but can also be used in most broadband wireless communication systems using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) technology such as WiFi and LTE, and the existing channel estimation method A new method of channel estimation with improved performance is proposed. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiment shown in the drawings.

도 1은 IEEE 802.11p 물리계층 패킷 구조, 도 2는 IEEE 802.11p 물리계층 프레임 구조이다. 도면을 참고하면, 각 패킷은 프리앰블(Preamble) 영역, 송신신호의 정보가 저장된 시그널 필드(Signal Field), 데이터 필드(Data field)로 구성된다.1 is an IEEE 802.11p physical layer packet structure, and FIG. 2 is an IEEE 802.11p physical layer frame structure. Referring to the drawing, each packet includes a preamble area, a signal field in which information of a transmission signal is stored, and a data field.

상기 프리앰블은 동일한 10개의 짧은 훈련 심볼과 2개의 긴 훈련 심볼로 구성되며, 긴 훈련 심볼 내의 GI는 64개의 샘플 길이를 갖는 T1 또는 T2의 뒷부분 32개의 샘플길이를 갖는 Cyclic prefix이다. 상기 T1 또는 T2는 동기 또는 채널 추정에 사용된다. The preamble is composed of the same 10 short training symbols and 2 long training symbols, and the GI in the long training symbol is a cyclic prefix having a length of 32 samples at the end of T 1 or T 2 having a length of 64 samples. The T 1 or T 2 is used for synchronization or channel estimation.

한편, 데이터 필드는 실제 메시지가 전송되는 구간으로, 연속된 OFDM 심볼들로 구성됨을 알 수 있다. 그리고 각 OFDM 심볼은 인덱스 집합

Figure 112019100340068-pat00029
를 갖는 총 64개의 부반송파로 이루어진다. 여기서 4개의 부반송파
Figure 112019100340068-pat00030
는 상(phase) 변화 및 채널 추정을 위한 파일럿 신호 삽입을 위해 사용되고 다른 12개 부반송파
Figure 112019100340068-pat00031
는 가드밴드와 직류 부반송파에 해당하여 사용하지 않고, 나머지 48개의 부반송파
Figure 112019100340068-pat00032
에서 메시지 데이터가 전달되는 구조이다.Meanwhile, it can be seen that the data field is an interval in which an actual message is transmitted, and is composed of consecutive OFDM symbols. And each OFDM symbol is an index set
Figure 112019100340068-pat00029
It consists of a total of 64 subcarriers having a. Where 4 subcarriers
Figure 112019100340068-pat00030
Is used for phase change and pilot signal insertion for channel estimation and the other 12 subcarriers.
Figure 112019100340068-pat00031
Is not used for the guard band and DC subcarriers, and the remaining 48 subcarriers
Figure 112019100340068-pat00032
This is the structure in which message data is transmitted.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 채널추정장치를 나타낸 구성도이다. 본 발명은 채널의 빠른 변화로 인해 수신기에서 채널 임펄스 응답, 즉 채널의 delay profile 특성을 예측하기 어려운 일반적인 차량용 통신 채널 환경을 고려하였다.3 is a block diagram showing a channel estimation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. The present invention considers a general vehicle communication channel environment in which it is difficult for a receiver to predict a channel impulse response, that is, a delay profile characteristic of a channel due to a rapid change of a channel.

본 실시 예에 따른 채널추정장치(10)는, 초기 채널 추정부(1)와 함께 데이터 필드 채널 추정부(100)를 포함하나, 실질적으로 상기 데이터 필드의 채널추정과 관련된 것이라 할 것이다. 즉 데이터 필드 채널 추정부(100)가 채널추정장치(1)라 할 수 있고, 상기 초기 채널 추정부(1)는 데이터 필드 채널 추정부(100)가 첫 번째 OFDM 심볼의 채널을 추정하는데 사용하는 초기 채널 추정값을 제공하는 역할을 한다. The channel estimating apparatus 10 according to the present embodiment includes the data field channel estimating unit 100 together with the initial channel estimating unit 1, but it will be referred to as being substantially related to the channel estimation of the data field. That is, the data field channel estimating unit 100 may be referred to as a channel estimating device 1, and the initial channel estimating unit 1 is used by the data field channel estimating unit 100 to estimate the channel of the first OFDM symbol. It serves to provide an initial channel estimate.

상기 데이터 필드 채널추정부(100)는, 신뢰성 테스트부(110), 주파수축 채널 추정부(120) 및 잡음 제거부(130)를 포함하며, 이러한 데이터 필드 채널 추정부(100)는 상술한 바와 같이 상기 초기 채널 추정부(1)가 추정한 채널 추정 값을 이용하여 데이터 필드 내의 첫 번째 OFDM, 심볼의 채널을 추정하는데 사용된다. 이러한 구성을 더 구체적으로 살펴본다. The data field channel estimating unit 100 includes a reliability test unit 110, a frequency axis channel estimating unit 120, and a noise removing unit 130, and the data field channel estimating unit 100 is as described above. Likewise, the channel estimation value estimated by the initial channel estimation unit 1 is used to estimate the channel of the first OFDM symbol in the data field. Let's look at this configuration in more detail.

도면을 보면, 초기 채널추정부(1)는 프리앰블(preamble)에서 송수신단이 공유하고 있는 훈련심볼

Figure 112019100340068-pat00033
가 두 개의 연속된 OFDM 심볼에서 전송되었을 때, 수신한
Figure 112019100340068-pat00034
를 이용하여 수학식 1과 같이 LS(Least Square) 방식을 통해 초기 채널추정을 하여 추정값
Figure 112019100340068-pat00035
를 계산한다. In the drawing, the initial channel estimation unit 1 is a training symbol shared by the transmitting and receiving end in a preamble.
Figure 112019100340068-pat00033
When is transmitted in two consecutive OFDM symbols, the received
Figure 112019100340068-pat00034
The estimated value by initial channel estimation through the LS (Least Square) method as shown in Equation 1
Figure 112019100340068-pat00035
Calculate

Figure 112019100340068-pat00036
Figure 112019100340068-pat00036

이렇게 추정된 초기 채널추정치

Figure 112019100340068-pat00037
는 데이터 필드 채널 추정부(100)로 전달되고, 데이터 필드 내의 첫 번째 OFDM 심볼을 추정하는데 사용된다. 그리고 아래 과정을 통해 데이터 필드 내의 모든 데이터 부반송파 채널의 복소수 값을 추정하게 된다. The estimated initial channel estimate
Figure 112019100340068-pat00037
Is transmitted to the data field channel estimator 100, and is used to estimate the first OFDM symbol in the data field. In addition, complex values of all data subcarrier channels in the data field are estimated through the following process.

데이터 필드의 채널 추정을 위하여, 신뢰성 테스트부(110)는 이전 OFDM 심볼 또는 상기 프리앰블에서 전달받은 채널 추정 값을 이용하여 현재 OFDM 심볼 내의 모든 부반송파 수신신호를 디매핑(de-mapping)하여 데이터 파일럿을 구축한다. 이때 본 실시 예는 종래 채널방법인 DPA 방법과 다르게 유클리드 거리(Euclidean distance) 기반의 데이터 파일럿의 신뢰성 테스트를 수행하여 높은 신뢰도를 갖는 데이터만을 가상의 파일럿으로 이용한다.For channel estimation of the data field, the reliability test unit 110 de-mapping all subcarrier received signals in the current OFDM symbol using a previous OFDM symbol or a channel estimation value transmitted from the preamble to perform a data pilot. Build. In this embodiment, unlike the DPA method, which is a conventional channel method, a reliability test of a data pilot based on an Euclidean distance is performed, and only data having high reliability is used as a virtual pilot.

상기 유클리드 거리 기반의 데이터 파일럿 신뢰성 테스트는 신뢰성 테스트부(110)가 다음 4단계를 통해 수행하며, 각 단계는 부반송파 인덱스 집합

Figure 112019100340068-pat00038
48개의 데이터 부반송파에 대하여 동일하게 수행될 것이다. The Euclidean distance-based data pilot reliability test is performed by the reliability test unit 110 through the following four steps, each step is a set of subcarrier indexes
Figure 112019100340068-pat00038
The same will be performed for 48 data subcarriers.

첫 번째로, i 번째 OFDM 심볼, k-번째 부반송파에서 수신된 심볼

Figure 112019100340068-pat00039
를 이전 OFDM 심볼에서 추정된 채널
Figure 112019100340068-pat00040
로 등화하여 다음 수학식 2와 같이 등화된 신호
Figure 112019100340068-pat00041
를 계산한다.First, the i-th OFDM symbol, the symbol received on the k-th subcarrier
Figure 112019100340068-pat00039
The channel estimated from the previous OFDM symbol
Figure 112019100340068-pat00040
And equalized signal as shown in Equation 2 below
Figure 112019100340068-pat00041
Calculate

Figure 112019100340068-pat00042
Figure 112019100340068-pat00042

여기서, 상기

Figure 112019100340068-pat00043
이고,
Figure 112019100340068-pat00044
,
Figure 112019100340068-pat00045
,
Figure 112019100340068-pat00046
는 각각 i번째 OFDM 심볼 k번째 부반송파에서의 채널 주파수 응답(CFR), 송신데이터, 가우신안 잡음을 의미한다.Where, above
Figure 112019100340068-pat00043
ego,
Figure 112019100340068-pat00044
,
Figure 112019100340068-pat00045
,
Figure 112019100340068-pat00046
Denotes a channel frequency response (CFR), transmission data, and Gaussian eye noise in the k-th subcarrier of the i-th OFDM symbol, respectively.

두 번째로, 상기

Figure 112019100340068-pat00047
와 각 성좌점 간의 유클리드 거리를 수학식 3을 이용하여 계산한다.Secondly, above
Figure 112019100340068-pat00047
The Euclidean distance between and each constellation point is calculated using Equation 3.

Figure 112019100340068-pat00048
Figure 112019100340068-pat00048

여기서

Figure 112019100340068-pat00049
는 m번째 성좌점 신호, M은 modulation order를 의미한다. here
Figure 112019100340068-pat00049
Is the m-th constellation signal, and M is the modulation order.

그런 다음, 세 번째로 하기 수학식 4를 이용하여 최소거리

Figure 112019100340068-pat00050
과 두 번째 최소거리
Figure 112019100340068-pat00051
와의 거리비율
Figure 112019100340068-pat00052
을 계산한다. Then, the third minimum distance using Equation 4 below
Figure 112019100340068-pat00050
And the second minimum distance
Figure 112019100340068-pat00051
Distance ratio to
Figure 112019100340068-pat00052
Calculate

Figure 112019100340068-pat00053
Figure 112019100340068-pat00053

이때

Figure 112019100340068-pat00054
이 작을수록 데이터 파일럿
Figure 112019100340068-pat00055
의 신뢰성이 높다고 판단하게 된다. At this time
Figure 112019100340068-pat00054
The smaller is the data pilot
Figure 112019100340068-pat00055
Is judged to be highly reliable.

네 번째로, 특정 임계값 T를 기준으로

Figure 112019100340068-pat00056
이면, 해당 부반송파에서 복원되는 데이터 파일럿
Figure 112019100340068-pat00057
는 신뢰성이 있다고 판단하고, 신뢰성 인덱스 집합
Figure 112019100340068-pat00058
에 K를 업데이트 한다. 즉
Figure 112019100340068-pat00059
이다. 여기서, 상기 임계값 T가 작을수록 데이터 파일럿의 신뢰성은 높아지나, 반면 신뢰성 검사를 통과하는 반송파의 수(즉, 복원된 데이터 파일럿 수)가 감소하여 성능이 감소할 수 있기 때문에, 상기 임계값 T를 적절하게 결정하는 것이 매우 중요하다. Fourth, based on a specific threshold T
Figure 112019100340068-pat00056
If so, the data pilot restored from the subcarrier
Figure 112019100340068-pat00057
Is determined to be reliable, and a set of reliability indexes
Figure 112019100340068-pat00058
Update K to In other words
Figure 112019100340068-pat00059
to be. Here, the smaller the threshold T, the higher the reliability of the data pilot, but on the other hand, the number of carriers passing the reliability check (that is, the number of reconstructed data pilots) decreases, so that the performance may decrease, the threshold T It is very important to determine appropriately.

이를 위하여 본 실시 예는 도 5 및 하기 [표 1]의 채널환경과 변조기법과 같이 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 채널의 MSE(Mean Square Error) 값을 분석하여 최적의 임계값 T 값을 도출하였다. 본 실시 예에서 임계값 T의 최적 값은 0.25 ~ 0.45 범위를 가진다. To this end, the present embodiment derives an optimal threshold T value by analyzing the MSE (Mean Square Error) value of the channel through computer simulation as shown in the channel environment and modulation technique of Fig. 5 and [Table 1] below. In this embodiment, the optimal value of the threshold T is in the range of 0.25 to 0.45.

여기서, 도 5는 상대속도 126km/h NLOS 환경(실선), 상대속도 252km/h LOS 환경(점선)에서의 임계값 T에 따른 MSE 그래프를 나타낸 것이고, [표 1]은 채널환경과 변조방식에 따른 유클리드 거리 기반의 데이터 파일럿 신뢰성 테스트의 최적 임계값을 나타낸다.Here, FIG. 5 shows the MSE graph according to the threshold T in the relative speed 126km/h NLOS environment (solid line) and the relative speed 252km/h LOS environment (dotted line), and [Table 1] shows the channel environment and the modulation method. This represents the optimum threshold for the data pilot reliability test based on the Euclidean distance.

BPSKBPSK QPSKQPSK 16QAM16QAM Crossing NLOS
(상대속도 126km/h)Crossing NLOS
(Relative speed 126km/h) 0.250.25 0.30.3 0.350.35 Highway LOS
(상대속도 252km/h)Highway LOS
(Relative speed 252km/h) 0.30.3 0.350.35 0.40.4 Highway NLOS
(상대속도 252km/h)Highway NLOS
(Relative speed 252km/h) 0.350.35 0.40.4 0.450.45

상기한 신뢰성 테스트가 완료되면, 주파수축 채널 추정부(120)는 하기 수학식 5와 같이 i번째 OFDM 심벌에서 각 부반송파의 채널 값을 추정한다. 이때 신뢰성 테스트를 통과하지 못한 부반송파의 데이터 파일럿은 신뢰성이 없다고 판단하여 사용하지 않고, 현재 채널 추정값

Figure 112019100340068-pat00060
을 이전 OFDM 심벌에서 추정한 채널 값인
Figure 112019100340068-pat00061
로 대체한다.When the reliability test is completed, the frequency-axis channel estimation unit 120 estimates the channel value of each subcarrier in the i-th OFDM symbol as shown in Equation 5 below. At this time, the data pilot of the subcarrier that has not passed the reliability test is determined to be unreliable and is not used, and the current channel estimate value
Figure 112019100340068-pat00060
Is the channel value estimated from the previous OFDM symbol
Figure 112019100340068-pat00061
Replace with

Figure 112019100340068-pat00062
Figure 112019100340068-pat00062

이와 같이 채널이 추정되면 잡음 제거부(130)는 잡음 제거과정을 수행한다. 즉, 상기 수학식 5에서 추정된 채널 추정값

Figure 112019100340068-pat00063
은 비록 기존의 DPA 채널추정기법들보다 좋은 성능 이득을 제공하지만, 여전히 불필요한 잡음 성분이 포함되어 있어 이를 제거할 필요가 있기 때문이다. When the channel is estimated in this way, the noise removal unit 130 performs a noise removal process. That is, the channel estimate value estimated in Equation 5
Figure 112019100340068-pat00063
This is because although it provides better performance gain than the existing DPA channel estimation techniques, it still contains unnecessary noise components and needs to be removed.

잡음 제거를 위한 조건으로, 앞서 설명한 신뢰성 테스트를 통해 구축된 데이터 파일럿들의 높은 신뢰성을 바탕으로 복원된 데이터 파일럿이 실제 송신신호와 일치한다고 가정하기로 한다. 이는 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다. As a condition for noise removal, it is assumed that the data pilot restored based on the high reliability of the data pilots constructed through the above-described reliability test matches the actual transmission signal. This can be expressed as in Equation 6.

Figure 112019100340068-pat00064
Figure 112019100340068-pat00064

그러면 상기 채널 추정값

Figure 112019100340068-pat00065
은 하기 수학식 7과 같이 표현된다.Then the channel estimate
Figure 112019100340068-pat00065
Is expressed as in Equation 7 below.

Figure 112019100340068-pat00066
Figure 112019100340068-pat00066

이때 잡음성분은 각각

Figure 112019100340068-pat00067
와
Figure 112019100340068-pat00068
로 정의할 수 있고, 또
Figure 112019100340068-pat00069
는 i번째 OFDM 심볼 K번째 부반송파의 실제 채널 값을 의미한다. At this time, each noise component is
Figure 112019100340068-pat00067
Wow
Figure 112019100340068-pat00068
Can be defined as, and
Figure 112019100340068-pat00069
Denotes an actual channel value of the K-th subcarrier in the i-th OFDM symbol.

상기 수학식 7은 다음의 수학식 8과 같이 벡터 형태로 표현할 수 있다. Equation 7 can be expressed in the form of a vector as shown in Equation 8 below.

Figure 112019100340068-pat00070
Figure 112019100340068-pat00070

여기서,

Figure 112019100340068-pat00071
는 상기 주파수축 채널 추정부(120)가 수학식 5에서 추정한 52 × 1 크기의 주파수축 채널벡터,
Figure 112019100340068-pat00072
는 알려지지 않은 52 × 1 크기의 실제 주파수축 채널벡터,
Figure 112019100340068-pat00073
는 알려지지 않은
Figure 112019100340068-pat00074
크기의 실제 시간축 채널 임펄스 응답 벡터,
Figure 112019100340068-pat00075
는 64-포인트 FFT 행렬의 52개의 행과 처음
Figure 112019100340068-pat00076
개의 열로 구성되는
Figure 112019100340068-pat00077
크기의 행렬,
Figure 112019100340068-pat00078
는 잡음 벡터를 의미한다.here,
Figure 112019100340068-pat00071
Is the frequency axis channel vector of the size 52 × 1 estimated by the frequency axis channel estimation unit 120 in Equation 5,
Figure 112019100340068-pat00072
Is an unknown 52 × 1 actual channel vector on the frequency axis,
Figure 112019100340068-pat00073
Is unknown
Figure 112019100340068-pat00074
Real time-base channel impulse response vector of magnitude,
Figure 112019100340068-pat00075
Is the 52 rows and first of the 64-point FFT matrix
Figure 112019100340068-pat00076
Consisting of rows of dogs
Figure 112019100340068-pat00077
Matrix of size,
Figure 112019100340068-pat00078
Stands for the noise vector.

또한 상기

Figure 112019100340068-pat00079
는 시스템에서 정의한 cyclic prefix(CP)의 길이를 나타내며, 수신단은
Figure 112019100340068-pat00080
의 크기를 최대 지연시간에 해당하는
Figure 112019100340068-pat00081
로 설정한다. 참고로 802.11p에서 상기
Figure 112019100340068-pat00082
는 16이다(
Figure 112019100340068-pat00083
).Also remind
Figure 112019100340068-pat00079
Represents the length of the cyclic prefix (CP) defined by the system, and the receiving end is
Figure 112019100340068-pat00080
That corresponds to the maximum delay time
Figure 112019100340068-pat00081
Set to For reference, above in 802.11p
Figure 112019100340068-pat00082
Is 16 (
Figure 112019100340068-pat00083
).

상기 수학식 8에서 잡음성분

Figure 112019100340068-pat00084
들로 인한 채널왜곡효과를 완화하기 위하여 수학식 9와 같이 least square 문제를 설정한다. Noise component in Equation 8
Figure 112019100340068-pat00084
In order to mitigate the channel distortion effect due to the, a least square problem is set as shown in Equation 9.

Figure 112019100340068-pat00085
Figure 112019100340068-pat00085

여기서, 채널 임펄스 응답

Figure 112019100340068-pat00086
를 유도한다.Here, the channel impulse response
Figure 112019100340068-pat00086
To induce.

그러면 52 × 1 크기의 주파수축 채널 추정값

Figure 112019100340068-pat00087
으로부터 보다 작은
Figure 112019100340068-pat00088
크기의 채널 임펄스 응답
Figure 112019100340068-pat00089
으로 변환하는 과정에서 잡음 제거효과가 나타난다. Then the frequency axis channel estimate of the size of 52 × 1
Figure 112019100340068-pat00087
Less than
Figure 112019100340068-pat00088
Channel impulse response of magnitude
Figure 112019100340068-pat00089
In the process of converting to, a noise removal effect appears.

그런 다음, 상기 채널 임펄스 응답

Figure 112019100340068-pat00090
에 대하여 FFT 연산을 수행하여 수학식 10과 같이 잡음 성분이 줄어든 주파수축 채널 추정값
Figure 112019100340068-pat00091
로 변환한다. Then, the channel impulse response
Figure 112019100340068-pat00090
The estimated value of the frequency-axis channel with reduced noise components as shown in Equation 10 by performing an FFT operation on
Figure 112019100340068-pat00091
Convert to

Figure 112019100340068-pat00092
Figure 112019100340068-pat00092

여기서 F는

Figure 112021025932738-pat00141
이고, 상기 수학식 5에 의하여 얻어진 채널 추정 값
Figure 112021025932738-pat00094
내의 잡음 영향을 보상하기 위한 채널보상장치 또는 필터에 해당하며, 상기 채널보상장치는 QR 분해
Figure 112021025932738-pat00095
를 통해 수학식 11과 같이 직교 행렬
Figure 112021025932738-pat00096
의 함수로 간략화할 수 있다. Where F is
Figure 112021025932738-pat00141
And, the channel estimation value obtained by Equation 5
Figure 112021025932738-pat00094
Corresponds to a channel compensation device or filter to compensate for the noise effect in the inside, and the channel compensation device is QR decomposition
Figure 112021025932738-pat00095
Orthogonal matrix as shown in Equation 11 through
Figure 112021025932738-pat00096
Can be simplified as a function of

Figure 112019100340068-pat00097
Figure 112019100340068-pat00097

본 발명에서 상기 채널보상장치 F는 패킷의 구조가 바뀌지 않는 한, 수신되는 모든 OFDM 심볼에서 동일하다. 그래서 상수로 취급 가능하며, 따라서 잡음제거에 따른 수신단의 추가적인 계산의 복잡도를 최소화할 수 있다. In the present invention, the channel compensation device F is the same in all received OFDM symbols as long as the structure of the packet is not changed. Therefore, it can be treated as a constant, and thus the complexity of additional calculations at the receiving end due to noise reduction can be minimized.

이와 같은 채널추정방법을 통해 본 발명은 차량의 고속 이동시에도 물리적인 채널을 정확하게 추정할 수 있고, 수신기는 더 높은 수신율을 보장할 수 있게 된다. 이러한 것은 본 발명에 따른 채널추정방법과 기존 채널추정방법의 성능을 비교한 예를 보면 확인할 수 있다.Through such a channel estimation method, the present invention can accurately estimate a physical channel even when the vehicle moves at high speed, and the receiver can guarantee a higher reception rate. This can be confirmed by comparing the performance of the channel estimation method according to the present invention and the existing channel estimation method.

성능비교는, 차량의 상대 속도별 채널 환경에서 PER 및 MSE(Mean Squared Error)의 모의실험결과로서, 도 6은 상대속도 126km/h 도심 교차로 None Line of Sight(NLoS) 환경에서 PER 시뮬레이션 결과, 도 7은 상대속도 252km/h 고속도로 Line of Sight(LoS) 환경에서 PER 시뮬레이션 결과, 도 8은 상대속도 252km/h 고속도로 None Line of Sight(NLoS) 환경에서 PER 시뮬레이션 결과, 도 9는 상대속도 126km/h 도심 교차로 None Line of Sight(NLoS) 환경에서 패킷 길이에 따른 MSE 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.The performance comparison is a simulation result of PER and MSE (Mean Squared Error) in a channel environment for each relative speed of a vehicle, and FIG. 7 shows the results of a PER simulation in a line of sight (LoS) environment with a relative speed of 252km/h, FIG. 8 shows a result of a PER simulation in the environment of 252km/h expressways with a relative speed of 252km/h, and FIG. 9 shows a relative speed of 126km/h This is a graph showing MSE simulation results according to packet length in the urban intersection None Line of Sight (NLoS) environment.

이와 같은 성능 결과를 통해 본 발명의 채널추정장치가 기존의 STA, CDP, TRFI, ICED 및 SFD 채널추정기법보다 더 우수한 성능을 나타내고 있음을 알 수 있을 것이다. Through such performance results, it can be seen that the channel estimation apparatus of the present invention exhibits better performance than the existing STA, CDP, TRFI, ICED, and SFD channel estimation techniques.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although it has been described with reference to the illustrated embodiments of the present invention as described above, these are only exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, without departing from the gist and scope of the present invention, various It will be apparent that variations, modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 채널추정장치
10: 초기 채널 추정부(LS)
100: 데이터 필드 채널 추정부
110: 신뢰성 테스트부
120: 주파수축 채널 추정부
130: 잡음 제거부1: Channel estimation device
10: initial channel estimation unit (LS)
100: data field channel estimation unit
110: reliability test unit
120: frequency axis channel estimation unit
130: noise canceling unit

Claims (12)

이전 OFDM 심볼 또는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전달받은 초기 채널값을 이용하여, 유클리드 거리를 기반으로 데이터 파일럿의 신뢰성 테스트를 수행하는 신뢰성테스트부;
신뢰성 테스트에 따라 OFDM 심벌에서 각 부반송파의 채널 값을 추정하는 주파수 축 채널 추정부; 및
상기 추정된 채널 값에 포함된 잡음을 필터(F)를 이용하여 제거하는 잡음 제거부를 포함하며,
상기 신뢰성 테스트부는,
등화된 신호점과 각 성좌점 간의 유클리드 거리를 하기 식을 이용하여 계산하고, 최소거리와 두번째 최소거리와의 거리 비율
Figure 112021025932738-pat00098
을 계산하여 신뢰성을 판단하는 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치.
Figure 112021025932738-pat00099

여기서
Figure 112021025932738-pat00100
는 m번째 성좌점 신호, M은 modulation order를 의미함.A reliability test unit for performing a reliability test of a data pilot based on a Euclidean distance by using an initial channel value transmitted from a previous OFDM symbol or a first OFDM symbol;
A frequency axis channel estimation unit estimating a channel value of each subcarrier in the OFDM symbol according to the reliability test; And
And a noise removal unit that removes noise included in the estimated channel value using a filter (F),
The reliability test unit,
The Euclidean distance between the equalized signal point and each constellation point is calculated using the following equation, and the ratio of the distance between the minimum distance and the second minimum distance
Figure 112021025932738-pat00098
A channel estimating device for time-varying channel estimation that calculates and determines reliability.
Figure 112021025932738-pat00099

here
Figure 112021025932738-pat00100
Is the m-th constellation signal, and M is the modulation order. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기
Figure 112021025932738-pat00101
은
Figure 112021025932738-pat00102
범위이고,
상기 신뢰성 테스트부는
Figure 112021025932738-pat00103
값이 작을수록 데이터 파일럿의 신뢰성이 높다고 판단하는 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치.The method of claim 1,
remind
Figure 112021025932738-pat00101
silver
Figure 112021025932738-pat00102
Range,
The reliability test unit
Figure 112021025932738-pat00103
A channel estimation device for estimating a time-varying channel that determines that the smaller the value is, the higher the reliability of the data pilot. 제 3 항에 있어서,
상기 신뢰성 테스트부는,
변조방식 및 채널환경에 따라 신뢰성 검사를 위한 임계값 T를 결정하고,
상기 T는 0.25 내지 0.45 값을 가지는 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치.The method of claim 3,
The reliability test unit,
Determine the threshold T for the reliability test according to the modulation method and channel environment,
The channel estimation apparatus for estimating a time-varying channel having a value of 0.25 to 0.45. 제 1 항에 있어서,
상기 필터(F)는
Figure 112021025932738-pat00142
인 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치.
여기서
Figure 112021025932738-pat00105
는 64-포인트 FFT 행렬의 52개의 행과 처음
Figure 112021025932738-pat00106
개의 열로 구성되는
Figure 112021025932738-pat00107
크기의 행렬을 말함.The method of claim 1,
The filter (F) is
Figure 112021025932738-pat00142
A channel estimating device for time-varying channel estimation.
here
Figure 112021025932738-pat00105
Is the 52 rows and first of the 64-point FFT matrix
Figure 112021025932738-pat00106
Consisting of rows of dogs
Figure 112021025932738-pat00107
Refers to the matrix of size. 제 1 항에 있어서,
상기 잡음 제거부가 부반송파의 실제 채널 값을
Figure 112019100340068-pat00108
을 이용하여 구할 때, 실제 시간 축 채널 임펄스 응답 벡터(
Figure 112019100340068-pat00109
)의 크기는 최대 지연 시간에 해당하는
Figure 112019100340068-pat00110
로 설정되는 시변 채널 추정을 위한 채널추정장치.
여기서, 상기
Figure 112019100340068-pat00111
은 CP(cyclic prefix)의 길이를 나타냄.The method of claim 1,
The noise canceling unit determines the actual channel value of the subcarrier.
Figure 112019100340068-pat00108
When obtained using, the actual time axis channel impulse response vector (
Figure 112019100340068-pat00109
), the size of which corresponds to the maximum delay time
Figure 112019100340068-pat00110
A channel estimating device for estimating a time-varying channel set to.
Where, above
Figure 112019100340068-pat00111
Represents the length of the cyclic prefix (CP). 이전 OFDM 심볼 또는 첫 번째 OFDM 심볼에서 전달받은 초기 채널 값을 이용하여, 유클리드 거리를 기반으로 데이터 파일럿의 신뢰성 테스트를 수행하는 신뢰성 테스트 단계;
상기 신뢰성 테스트 후, i번째 OFDM 심벌에서 각 부반송파의 채널 값을 추정하는 채널 값 추정단계; 및
추정된 채널 값에 포함된 잡음 성분을 제거하는 잡음 제거단계를 수행하여 채널추정을 하며,
상기 신뢰성 테스트 단계는,
i 번째 OFDM 심볼, k-번째 부반송파에서 수신된 심볼
Figure 112021025932738-pat00112
를 이전 OFDM 심볼에서 추정된 채널
Figure 112021025932738-pat00113
로 등화하여 등화된 신호
Figure 112021025932738-pat00114
를 계산하는 단계;
상기
Figure 112021025932738-pat00115
와 각 성좌점 간의 유클리드 거리를
Figure 112021025932738-pat00116
를 이용하여 계산하는 단계;
성좌점 간의 최소거리 및 두 번째 최소거리와의 거리비율
Figure 112021025932738-pat00117
을 계산하는 단계; 및
특정 임계값 T를 기준으로 신뢰성이 있다고 판단된 데이터 파일럿을 신뢰성 인덱스 집합에 업데이트 하는 단계를 포함하는 시변 채널 추정을 위한 채널추정방법.
여기서,
Figure 112021025932738-pat00118
는 m번째 성좌점 신호, M은 modulation order를 의미함.A reliability test step of performing a reliability test of a data pilot based on a Euclidean distance using an initial channel value transmitted from a previous OFDM symbol or a first OFDM symbol;
A channel value estimating step of estimating a channel value of each subcarrier in the i-th OFDM symbol after the reliability test; And
Channel estimation is performed by performing a noise removal step of removing the noise component included in the estimated channel value,
The reliability test step,
i-th OFDM symbol, symbol received on the k-th subcarrier
Figure 112021025932738-pat00112
The channel estimated from the previous OFDM symbol
Figure 112021025932738-pat00113
Equalized signal
Figure 112021025932738-pat00114
Calculating;
remind
Figure 112021025932738-pat00115
And the Euclidean distance between each constellation point
Figure 112021025932738-pat00116
Calculating by using;
Minimum distance between constellation points and ratio of distance to second minimum distance
Figure 112021025932738-pat00117
Calculating; And
A channel estimation method for time-varying channel estimation comprising the step of updating a data pilot determined to be reliable based on a specific threshold value T to a reliability index set.
here,
Figure 112021025932738-pat00118
Is the m-th constellation signal, and M is the modulation order. 삭제delete 제 7 항에 있어서,
상기
Figure 112021025932738-pat00119
와 임계값 T가
Figure 112021025932738-pat00120
인 경우에 상기 데이터 파일럿이 신뢰성이 있다고 판단하고,
상기 T는 0.25 내지 0.45 값을 가지는 시변 채널 추정을 위한 채널추정방법.The method of claim 7,
remind
Figure 112021025932738-pat00119
And the threshold T is
Figure 112021025932738-pat00120
In the case of, it is determined that the data pilot is reliable,
The T is a channel estimation method for time-varying channel estimation having a value of 0.25 to 0.45. 제 7 항에 있어서,
상기 채널값 추정단계에서 신뢰성 테스트를 통과하지 못한 부반송파는 현재 채널 추정값
Figure 112019100340068-pat00121
을 이전 OFDM 심벌에서 추정한 채널 값
Figure 112019100340068-pat00122
으로 대체하는 시변 채널 추정을 위한 채널추정방법.The method of claim 7,
The subcarrier that has not passed the reliability test in the channel value estimation step is the current channel estimation value.
Figure 112019100340068-pat00121
Channel value estimated from the previous OFDM symbol
Figure 112019100340068-pat00122
Channel estimation method for time-varying channel estimation replaced by. 제 7 항에 있어서,
상기 잡음 제거단계는 필터(F)을
Figure 112021025932738-pat00143
로 설계하고,
Figure 112021025932738-pat00124
방법을 사용하여, 주파수축 채널 추정값
Figure 112021025932738-pat00125
의 잡음 성분을 제거하는 시변 채널 추정을 위한 채널추정방법.The method of claim 7,
In the noise removal step, the filter (F) is
Figure 112021025932738-pat00143
Designed as,
Figure 112021025932738-pat00124
Using the method, the frequency axis channel estimate
Figure 112021025932738-pat00125
A channel estimation method for time-varying channel estimation that removes the noise component of. 제 11 항에 있어서,
상기 필터(F)
Figure 112021025932738-pat00144
은 QR 분해를 수행하여 직교행렬
Figure 112021025932738-pat00127
의 함수
Figure 112021025932738-pat00128
로 표현할 수 있는 시변 채널 추정을 위한 채널추정방법.

The method of claim 11,
The filter (F)
Figure 112021025932738-pat00144
Is an orthogonal matrix by performing QR decomposition
Figure 112021025932738-pat00127
Function of
Figure 112021025932738-pat00128
A channel estimation method for time-varying channel estimation that can be expressed as.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050007428A (en) * 2002-05-31 2005-01-17 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Soft decoding of linear block codes

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KR20050007428A (en) * 2002-05-31 2005-01-17 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Soft decoding of linear block codes

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