In real wireless environments, perfect CSI is not available at the receiver. Thus, to obtain an accurate channel information, the channel estimation is an important issue in the wireless communication systems. Furthermore, the time selectivity and frequency selectivity of the wireless channels affect the accuracy of the channel estimation. In general, pilot symbols are used to obtain the channel information. There exist two pilot patterns allocating the pilot symbols in the time slots or in the subcarrier. When the pilot symbols are located in all subcarriers, the system has a weak point for the time selectivity, while it is robust to the frequency selectivity. On the contrary, if the pilot symbols are inserted in the certain subcarriers, the system has a immunity to the time selectivity. However, due to the insufficiency of the sampling data of channel, the performance is degraded severely for the large delay spread. In addition, in the system with multiple transmit antennas, the existing channel estimation methods face the big problems. Since the space for the pilot symbols is limited to keep the certain data rate, the pilot symbols should be divided to several groups, and each group is used to estimate each channel. Thus, the pilot patterns are complicated, and one of the data rate and the accuracy of channel estimation is sacrificed.
In this thesis, we propose a channel estimation technique exploiting impulse symbol for OFDM systems. Based on ZP-OFDM systems, the impulse symbol is appended after IFFT operation and its received signal is used for channel estimation. Our proposed technique estimates the channel impulse response directly at the receiver in time-frequency-selective fading channels and yields better BER performance than existing channel estimation methods. Moreover, since our scheme is robust to both the time selectivity and the frequency selectivity, the more reliable CSI is obtained at the receiver compared with the existing channel estimation schemes.
실제의 무선 환경에서는 수신기가 정확한 채널 정보를 알 수 없다. 따라서 채널 추정은 무선 통신 시스템에서 중요한 문제 중 하나이다. 또한 기본적으로 이동성이 있는 무선 채널은 시간 선택성과 주파수 선택성을 지니고 있다. 이러한 채널의 특성은 채널을 추정하는데 영향을 준다. 일반적으로 채널을 추정하기 위해서 파일럿 심볼이 사용된다. OFDM 시스템에서는 채널을 추정하기 위해 특정 시간에서 하나의 OFDM 심볼 블록 전체가 파일럿 심볼로 구성된 방식과 매 OFDM 심볼마다 특정 위치에 파일럿 심볼이 존재하는 방식이 사용된다. 하나의 OFDM 심볼 블록 전체가 파일럿으로 이루어진 경우는 주파수 선택적인 채널에 강하고, 특정 부반송파에 파일럿을 사용하는 경우는 시간 선택적인 채널에서 상대적으로 더 정확한 채널 정보를 추정한다. 그러나 반대의 채널을 겪을 경우 두 방법은 잘못된 채널 정보를 추정한다. 또한 다중 안테나가 사용되는 환경에서는 채널 추정을 위한 자원이 한정되어 있기 때문에 하나의 안테나가 사용되는 경우보다 OFDM 심볼 블록의 구조가 복잡해지고 데이터 전송량이나 채널 추정의 정확도가 감소한다.
따라서 본 논문에서는 임펄스 심볼을 활용한 채널 추정 기법을 제안한다 ZP- OFDM시스템을 기반으로 하여 IFFT 연산 후에 임펄스 심볼을 추가한 후, 받은 신호를 이용하여 채널을 추정하는 방법이다. 제안된 방법은 시간 및 주파수에 대해 선택적인 채널의 임펄스 응답을 시간 영역에서 직접 추정할 수 있으며 주어진 시스템에서 기존의 채널 추정방법보다 비트오율을 감소시켜 성능을 향상시킨다. 또한 제안된 기법은 주파수의 시간 선택성과 주파수 선택성에 모두 강하기 때문에 더 신뢰성 있는 채널 정보를 추정할 수 있다.
