Performance Analysis of the Channel Equalizers for Partial Response Channels

Recently, to utilize the limited bandwidth effectively, the concept of partial response (PR) signaling has widely been adopted in both the high-speed data transmission and high-density digital recording/playback systems such as digital microwave, digital subscriber loops, hard disk drives, digital VCR's and digital versatile recordable disks and so on. This paper is concerned with adaptive equalization of partial response channels particularly for the magnetic recording channels. Specifically we study how the PR channel equalizers work for different choices of desired or reference signals used for adjusting the equalizer weights. In doing so, we consider three different configurations that are actually implemented in the commercial products mentioned above. First of all, we show how to compute the theoretical values of the optimum Wiener solutions derived by minimizing the mean-squared error (MSE) at the equalizer output. Noting that this equalizer MSE measure cannot be used to fairly compare the three configurations, we propose to use the data MSE that is computer just before the final detector for the underlying PR system. We also express the data MSE in terms of the channel impulse response values, source data power and additive noise power, thereby making it possible to compare the performance of the configurations under study. The results of extensive computer simulation indicate that our theoretical derivation is correct with high precision. Comparing the three configurations, it also turns out that one of the three configurations needs to be further improved in performance although it has an apparent advantage over the others in terms of memory size when implemented using RAM's for the decision feedback part.

부분 응답 채널을 위한 채널 등화기들의 성능 분석에 관한 연구

부분 응답 신호 기법은 데이터 전송 및 저장 채널에서 신호간 간섭을 효율적으로 제어함으로써 주파수 대역폭 감축의 목적을 달성할 수 있어 많이 채택하고 있는 기법이다. 본 논문에서는 부분 응답 채널 시스템에서의 채널 등화의 문제를 연구하였다. 부분 응답 모델의 대상으로 자기 기록 채널을 고려하였는데 적응 등화기 설계를 위한 기준 신호의 서로 다른 선택이 등화기 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 먼저 각각의 등화기에 대해서 기존의 등화기 설계에서 사용하고 있는 등화기 출력 단에서의 평균제곱오차를 이론적으로 분석하였다. 한편 등화기 출력 단에서의 평균제곱오차는 등화기 자체 분석에 있어서는 유용하지만 서로 다른 등화기법의 비료에는 미흡하기 때문에 이를 보완하기 위한 성능 평가 요소로서 최종 데이터 검출 직전에서의 데이터 평균제곱오차를 이론적으로 유도하였다. 이 결과를 통해 부분 응답 시스템에서 서로 다른 신호 배치를 갖는 적응 등화 기법들의 성능 비교가 가능하다. 또한 이러한 성능 평가 기준에 적합한 등화기 설계 방법도 고려하였다. 마지막으로 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 통해 이론적으로 분석된 연구 결과의 타당성을 입증하였다.