고속 시변 채널에서 SC-FDE 시스템을 위한 강인한 채널 추정 방법

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization) 전송 방식으로 통신하는 이 동 채널 환경에서 도플러 효과 때문에 시간에 따라 채널이 빠르게 변할 때 수신성능을 개선할 수 있는 새로운 채 널추정 방식을 제안한다. 보편적인 SC-FDE 구조에서는 매 SC-FDE 심볼의 앞쪽에 파일럿을 삽입하여 전송한다. 수신기는 이 파일럿을 이용하여 채널을 추정하고 이 채널 추정값을 채널을 보상하는 등화기에 활용한다. 도플러 효과로 인해 시간에 따라 채널이 변하는 경우 앞 쪽에 위치한 파일럿으로 추청한 채널은 SC-FDE 심볼 구간 전 체의 대표 채널로 사용하기에는 부족할 수 있고, 이는 등화기의 성능과 비트오류율 성능을 저하시킬 수 있다. 제 안하는 채널추정은 SC-FDE 심볼의 중간 지점에서의 채널을 추정하여 대표 채널로 사용하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 현 심볼의 채널추정과 다음 심볼의 채널 추정을 수행하고 이 두 채널의 선형보간을 통해 중간 지점의 채널을 추정하고 이를 현 심볼의 대표채널로 채널추정과 등화를 수행한다. 이렇게 비교적 간단한 방법으로 시변 채널에서 수신성능을 상당히 개선할 수 있다. 모의실험에 따르면 제안하는 채널추정 방법을 적용하면 기존 방법에 비해 2배 빠른 이동속도에서도 동일한 비트오류율 성능이 얻을 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we propose a new channel estimation method to improve receiver performance in mobile channels using single-carrier frequency-domain equalization (SC-FDE) transmission when the channel varies rapidly over time due to the Doppler effect. In a conventional SC-FDE structure, a pilot is inserted at the beginning of each SC-FDE symbol. The receiver estimates the channel from this pilot and uses the estimate for channel compensation in the equalizer. However, in fast time-varying channels, the channel estimated from the front pilot may be insufficient as a representative channel for the entire SC-FDE symbol interval, which can degrade equalizer and bit-error-rate (BER) performance. The proposed method aims to estimate the channel at the midpoint of an SC-FDE symbol and use it as the representative channel. To this end, channel estimates for the current and the next symbols are obtained, and linear interpolation between the two estimates is used to derive the midpoint channel. This midpoint channel is then used as the representative channel for channel estimation and equalization of the current symbol. Despite its simplicity, the proposed method significantly improves receiver performance in time-varying channels. Simulation results show that, compared with the conventional method, the proposed method achieves the same BER performance even at twice the mobile speed.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 기존 SC-FDE 심볼 구조 및 수신기
• Ⅲ. 제안하는 채널추정 방법
• Ⅳ. 모의실험
• 4.1 지상 이동통신 환경에서의 모의실험
• 4.2 저궤도 위성통신 환경에서의 모의실험
• Ⅴ. 결론
• REFERENCES