초록

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본 논문에서는 MIMO(multi-input multi-output) 시스템에서의 시간영역 채널 추정방법을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 각 안테나에서 전송되는 시간영역의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼 구간에 직교코드를 곱하여 기존의 채널 추정보다 긴 채널 추정이 가능하다. 제안된 알고리듬을 바탕으로 다양한 길이의 직교코드를 이용하여 채널추정이 가능함을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 MIMO(multi-input multi-output) 시스템에서의 시간영역 채널 추정방법을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 각 안테나에서 전송되는 시간영역의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼 구간에 직교코드를 곱하여 기존의 채널 추정보다 긴 채널 추정이 가능하다. 제안된 알고리듬을 바탕으로 다양한 길이의 직교코드를 이용하여 채널추정이 가능함을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 파일럿 신호가 시간영역에서 가지는 첨두치 사이의 각 구간에 직교코드를 이용해 코딩함으로써 채널간의 간섭을 제거하는 알고리듬을 제안하였다. 제안된 채널추정 방법은 OFDM 심벌에서 채널길이의 제약조건을 첨두치 간격의 1/2이하에서 첨두치 간격까지로 늘리고 채널간의 간섭을 줄였다.
• 만약 채널길이가 그 이상이면 채널이 겹쳐져 채널추정이 불가능하다. 이에 본 논문은 직교코드를 이용하여 기존 알고리듬보다 긴 채널을 정확히 추정하는 알고리듬을 제안한다.

제안 방법

• 파일럿 신호는 송신된 신호가 다중경로를 거치게 될 때 시간영역에서 채널이 각 구간마다 한 개씩 나타나게 된다. 각각의 송신 안테나에서는 파일럿의 위상을 변화시켜 시간영역에서 첨두치의 값이 겹치지 않고 동일한 시간마다 첨두치의 값을 가지도록 하였다. 2개의 송신안테나로부터 전송된 OFDM 심볼의 4개의 첨두치는 엇갈려 생성된다.
• 직교코드 적용으로 인해 각안테나에서 전송한 신호가 수신기에서 중복되는 영역에서도 채널 추정이 가능하여 추정 가능한 채널 길이를 증대시킬 수 있다. 길이 8인 직교코드를 이용하여 잡음 상쇄 효과를 얻는 방법과 길이 4인 직교코드를 이용하여 더 긴 채널 추정이 가능 한 두 가지 방법을 제안하였다.
• 송신안테나 2개와 수신안테나 1개인 MIMO시스템을 고려하였으며, FFT 길이를 1K에서 2K로써 늘임으로써 길이 4인 직교코드를 사용한 경우 기존의 알고리듬보다 2배 길이의 채널을 추정할 수 있다. 또한 길이가 기존 코드에 비해 2배인 직교코드를 이용하여 높은 잡음상쇄 효과를 얻는 실험도 하였다. 채널은 네 개의 다중경로를 가진 레일리 페이딩을 고려하였다.
• 본 장에서는 기존의 알고리듬과 제안된 알고리듬의 채널추정성능을 실험을 통하여 비교하였다. 적응형으로 길이 8인 직교코드를 이용한 채널추정과 길이 4인 직교코드를 이용한 더 긴 채널의 채널추정을 모두 실험하였다.
• 본 장에서는 기존의 알고리듬에 직교 코드를 적용한 적응형 채널추정 알고리듬을 제안한다. 기존의 알고리듬은 OFDM 신호를 주파수 영역에서 심벌 네 개 당 한 개의 파일럿을 삽입한다.
• 여기서 첫 번째 안테나의 첨두치와 두 번째 안테나의 첨두치의 간격이 채널을 추정할 수 있는 거리가 된다. 제안 알고리듬은 채널 추정 구간을 늘릴 수 있도록 시간영영의 신호에 직교코드를 적용시키는 알고리듬을 기본으로 한다[4]. 직교코드 적용으로 인해 각안테나에서 전송한 신호가 수신기에서 중복되는 영역에서도 채널 추정이 가능하여 추정 가능한 채널 길이를 증대시킬 수 있다.
• 본 논문에서는 파일럿 신호가 시간영역에서 가지는 첨두치 사이의 각 구간에 직교코드를 이용해 코딩함으로써 채널간의 간섭을 제거하는 알고리듬을 제안하였다. 제안된 채널추정 방법은 OFDM 심벌에서 채널길이의 제약조건을 첨두치 간격의 1/2이하에서 첨두치 간격까지로 늘리고 채널간의 간섭을 줄였다. 시간영역의 샘플구간마다 코딩을 하여 첫 번째 안테나와 두 번째 안테나에서 전송되는 신호간의 간섭을 수신단에서 제거하였다.
• 첫 번째 안테나와 두 번째 안테나에 삽입하는 파일럿의 위상차이로 시간영역의 첨두치를 지연시킨다. 채널을 통과한 신호의 첨두치 사이 구간들의 샘플들에 평균 알고리듬을 적용하여 채널을 추정한다. 이 알고리듬은 채널길이가 OFDM 심벌 첨두치 간격의 1/2이하에서만 적용이 가능하다.

대상 데이터

• 본 장에서는 기존의 알고리듬과 제안된 알고리듬의 채널추정성능을 실험을 통하여 비교하였다. 적응형으로 길이 8인 직교코드를 이용한 채널추정과 길이 4인 직교코드를 이용한 더 긴 채널의 채널추정을 모두 실험하였다. 송신안테나 2개와 수신안테나 1개인 MIMO시스템을 고려하였으며, FFT 길이를 1K에서 2K로써 늘임으로써 길이 4인 직교코드를 사용한 경우 기존의 알고리듬보다 2배 길이의 채널을 추정할 수 있다.

이론/모형

• 기존의 채널추정 방법은 ST-OFDM(space time coded ofdm)을 기반으로 콤 방식의 파일럿 구조를 이용한 2개의 송신안테나와 1개의 수신안테나 시스템에 적용하였다. 수신된 신호 y는 다음과 같이 표현된다.

성능/효과

• 2143이었다. 이 실험을 통해서 기존의 알고리듬 보다 성능이 더 개선됨과 함께 길이 8인 직교코드와 4인 직교코드를 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
• 시간영역의 샘플구간마다 코딩을 하여 첫 번째 안테나와 두 번째 안테나에서 전송되는 신호간의 간섭을 수신단에서 제거하였다. 특히 채널이 겹치는 구간에서도 정확한 채널 추정이 가능하여 기존 알고리듬에 비해 긴 채널을 추정함을 확인하였다.

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