논문은 기존 CMA (Constant Modulus Algorithm) 적응 등화기의 성능인 수렴 특성과 잔류 부호 간 간섭을 개선하기위한 CR-CMA 와 CM-CMA의 성능 비교에 관한 것이다. 무선과 유선의 대역 제한 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 줄이기 위하여 사용되는 등화기에서 디지털 부호의 전송 시 학습열 없이 여분의 대역폭을 소비하지 않는 블라인드 방식에 대한 연구가 이루어졌으며, 최근에는 간단한 연산의 장점을 갖는 CMA 방식의 비용 함수를 개량하여 성능을 개선하고 있다. 논문에서는 이와 같이 새롭게 등장하는 방식 중에서 CR(Constellation Reduction)-CMA 방식과 CM (Constellation Matching)-CMA 방식에대한 성능 분석을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 복원 성상도, 수렴 속도 및 잔류 부호 간 간섭양에서 CR-CMA가 CM-CMA보다 우월한 등화 특성을 가짐을 확인할 수 있었다.
최근의 디지털 통신시스템은 정보 통신 이용자의 급격한 증가와 영상과 음성 및 각종 데이터의 멀티미디어화로 인해 데이터가 고속화 되고 있다. 그러므로 멀티미디어 디지털 통신에서는 고속의 정보전송과 높은 통신 품질이 동시에 요구되고 있다 이와 같은 고속의 데이터 전송에 있어서 야기되는 문제는 멀티패스에 의한 페이팅 현상이다. 멀티패스 페이딩 채널에서는 ISI(Intersymbol Interference)라고 하는 신호간의 간섭에 의해서 선형 또는 비선형 왜곡이 일어나게 되며 이러한 왜곡된 신호를 보상하기 위한 여러 가지 등화기와 적응 알고리즘이 소개되고 있다. 본 논문에서는 지연스프레드가 긴 통신채널에서 통신 품질을 항상하기 위해 RLS 알고리즘에 의한 결정귀환 등화기와 RLS-MLSE에 의한 채널 추정과 비터비 등화기의 성능을 비교, 분석하였다. 특히 채널의 임펄스 응답이 비교적 긴 지연스프레드와 non-minimum phase 특성을 갖는 경우에 대하여 비교적 정확한 채널 임펄스응답의 추정과 우수한 등 화특성 을 보인다
본 논문에서는 기존 MMA 적응 등화 알고리즘의 안정성과 낮은 신호대 잡음비에서 robustness를 개선하기 위해 adaptive modulus와 miniumum-disturbance 기법을 적용한 AM-SCS-MMA (Adaptive Modulus-Soft Constraint Satisfaction-MMA) 알고리즘의 성능을 해석하였다. AM-SCS-MMA는 적응 등화를 비용 함수를 최소화하기 위해 adaptive modulus와 기존의 LMS 나 gradient descent algorithm 대신 deterministic optimization problem의 minimum-disturbance 기법을 적용하여 탭 계수를 갱신하므로서 채널에서 발생되는 진폭과 위상 찌그러짐에 의한 부호간 간섭을 동시에 줄이면서 등화 필터의 안정성 및 다양한 잡음에 대한 roburstness를 개선시킬 수 있다. 이의 개선 성능을 확인하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MSE와 채널 추적 능력을 나타내는 EMSE (Excess MSE) 및 SER을 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 AM-SCS-MMA는 MMA보다 잔류 isi와 MSE에서는 수렴 속도는 늦지만 정상 상태 이후 잔여량이 감소되고 열악한 신호대 잡음비에서 robustness가 있었지만, 채널 추적 능력에서는 열화됨을 확인하였다.
본 논문에서는 통신 채널에서 발생되는 부호간 간섭의 영향을 최소화하기 위하여 사용되는CCA 적응 등화 알고리즘에서 compact slice 가중치에 따른 성능을 비교하였다. CCA 알고리즘은 기존의 결정 지향 알고리즘 (DDA : Decision Directed Algorithm)과 축소 신호점 알고리즘 (RCA : Reduced Constellation Algorithm)의 결합 방식으로 송신 신호의 constant modulus와 결정 장치의 출력 신호를 compact slice 가중치만큼 고려하여 초기의 수렴 특성 및 정상 상태에서 misadjustment에 의한 등화 잡음을 개선시킬 수 있다. 이 과정에서 compact slice 가중치가 적응 등화 알고리즘의 성능에 미치는 영향을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인하며, 성능 지수로는 등화기 출력 신호 성상도, 수렴 특성을 나타내는 잔류 isi, 최대 찌그러짐, MSE 및 채널의 신호대 잡음비에 따른 SER을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 가중치가 클수록 모든 성능 지수에서 우월하였고, 특히 SER 성능에서는 신호대 잡음비가 적으면 가중치가 적을때가 우월하였고 신호대 잡음비가 클수록 가중치가 클때가 우월함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 디지털 전송시 시분산 통신 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 최소화시키기 위한 블라인드 등화 알고리즘인 ISCA (Improved Square Contour Algorithm)과 MSCA (Modified Square Contour Algorithm)의 성능을 비교하였다. 송신 신호는 통신 채널에서 진폭과 위상 전달 특성의 비선형성으로 인하여 대역 제한 및 시분산되어 수신될 것이므로 수신측에서 적응 등화기를 사용하여 찌그러짐을 보상한 후 검출기를 통과시켜 "1"과 "0"을 판정하게 된다. 이때 수신기에서 사용되는 적응 등화기의 알고리즘에서는 Constellation Dependent Constant가 매우 중요한 역할을 하며, 이의 계산을 위하여 ISCA와 MSCA에서는 2차 통계치만 이용하였다. 다른 알고리즘에 비해 비교적 간단한 연산으로 이들 2 가지의 전달 특성을 동시에 보상할 수 있는 알고리즘인 ISCA와 MSCA는 존의 SCA (Square Contour Algorithm) 알고리즘 성능을 더욱 개선시킨 것으로 이들의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 이를 위하여 복원 성상도, 잔류 isi양 및 MSE를 사용하였으며, 성능의 비교 결과 모든 비교 지수에서 ISCA 알고리즘이 MSCA 알고리즘보다 우월함을 확인하였다. 그러나 등화 알고리즘이 정상 상태에서는 MSCA의 CME항에 의하여 성능의 미소 변화량이 ISCA 보다 적어져서 높은 안정성을 얻을 수 있었다.
음향 반향 제거기, 적응 등화기 그리고 적웅 잡음 제거기 등에 적응 필터가 널리 활용되고 있다. 적응 필터의 계수는 주로 NLMS 알고리즘을 이용하고 있지만 NLMS 알고리즘은 주변 잡음에 의해서 적응 필터의 계수가 오조정된다. 본 논문에서 최적 필터의 직교원리를 이용하여 LMS 알고리즘의 순시 기울기 벡터를 저역 통과 시켜 적응 알고리즘의 적응 상수로 결정하는 방법을 제안한다. 순시 기울기 벡터는 입력 신호와 추정 오차 신호의 상호 상관도로써 수렴 초기에는 추정 오차 신호 속에 입력 신호가 대부분 포함되어 있기 때문에 상관도가 크고 적응 필터가 수렴한 후에는 0 에 가까운 값을 갖게 된다. 그리고 입력 신호와 주변 잡음 신호는 상관이 없기 때문에 주변 잡음에 의해서 상호 상관도는 큰 변화가 없다. 따라서 상호 상관도를 적응 상수로 결정하면 수렴 속도가 느려지지 않으면서 주변 잡음에 강건한 특성을 가진다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 제안하는 적응 알고리즘의 성능이 기존 알고리즘에 비해서 우수함을 보인다.
본 논문은 Multilevel QAM 신호의 전송시 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 최소화시키기 위한 RMMA (Region-based MMA)와 SCA (Square Contour Algorithm) 적응 등화 알고리즘의 성능 비교에 관한 것이다. RMMA는 Multilevel QAM 신호의 등화시 기존 MMA 알고리즘에서 안정성과 4-level의 constant modulus로 변환하여 성능을 개선키 위하여 사용되며, SCA는 기존 CMA와 RCA을 조합하여 등화 성능을 개선키 위하여 사용된다. 이들은 서로 상이한 원리를 적용하여 등화 성능을 개선하고 있으므로, 논문에서는 이들의 성능을 동일한 채널 환경에 적용하여 비교하였다. 이를 위한 성능 지수로는 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, 최대 찌그러짐을 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 모든 성능에서는 RMMA가 SCA보다 신호점 군집 능력과 수렴 속도에서 우월하며, misadjustment에 의한 등화 잡음이 감소함을 알 수 있었다.
본 논문은 NM-MMA (Novel Mixed-Multi Modulus Algorithm) 알고리즘에서 고정 modulus 대신 adaptive modulus를 이용한 적응 등화 성능을 개선시킨 AM-NM-MMA (Adaptive Modulus-NM-MMA)에 관한 것이다. NM-MMA는 MMA의 정상 상태에서 적은 잔여량을 얻는 대신 수렴 속도가 느리며, SE-MMA는 수렴 속도가 빠르지만 잔여량이 증대되는 성능을 절충시키기 위해 등장하였다. 그러나 고정 modulus를 이용하므로 완전 등화 상태에서도 잔여량이 0이 되지 않아 등화 성능이 열화되므로 이를 개선하기 위하여 논문에서는 adaptive modulus를 적용하였으며, 이의 개선된 성능을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이를 위하여 등화 성능 지수로 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MD, MSE 및 SER 성능을 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 AM-NM-MMA는 NM-MMA보다 등화 출력 신호의 성상도, 잔류 isi, MD, MSE에서 수렴 속도와 잔여량에서는 우월하였으나, SER 성능에서는 열화됨을 확인하였다.
블라인드 등화기법은 별도의 훈련신호없이 효율적인 데이터 전송을 위한 등화기 탭 수정을 수행하는 방법이다. 본 논문에서는 이중 모드를 갖는 SCS-MMA 방법을 제안한다. 기존의 CMA와 MMA 기법들은 자승평균 오차함수(mean squared error function)를 기반으로 하는 포물선을 이루지 않는 비용함수를 사용하므로, 부적절한 국부 최소값으로 수렴할 수 있다. 제안하는 방법은 정규화된 MMA 등화 방법을 기반으로 수렴 속도의 개선과 요구되지 않은 국부 최소값으로의 수렴진행을 방지위해 SCS(soft constraint satisfaction) 알고리듬을 구현하였다. 또한, 입력 신호에 신뢰도를 주어 결정지향 알고리듬으로 자동 전환하는 방법을 적용한다. 이를 통해, 보다 빠른 수렴과 정상상태에서 결정지향 알고리듬에서와 같은 평균 오차값을 보장할 수 있다. 실험 결과 제안된 알고리듬이 기존의 방법들보다 수렴속도와 안정성에 있어 우수한 성능을 갖음을 볼 수 있다.
이동 통신에서 제한된 대역폭 채널에 내부 심볼 간섭을 감소시키기 위해, 등화기 기법을 필요로한다. 채널간의 비선형 왜곡을 효율적으로 다루는 대안을 가진 신경망을 사용하여 새로운 활성 함수로 구성된 적응 역전파 알고리즘을 연구한다. 신경망은 적응 역전파 알고리즘을 통해 신호를 복조하도록 학습한다. 특히 수정된 적응 역전파 알고리즘이 근접된 최적 수행성을 갖는 단일 및 다중 사용자 검출을 위한 샘플링 기법은 다중 사용자 환경에서 필요한 수신기들의 수행성을 평가하기 위한 시뮬레이션을 위하여 사용이 된다. 채널간의 비선형 왜곡에 효율적으로 다루기 위한 대안을 가진 신경망을 적용하여 본 논문에서 는 새로운 활성 함수로 구성된 적응 역전파 알고리즘을 제안하고, 컴퓨터 시뮬레이션에 의해서 분석된다. 반복적 최소 평균 자승(RLS) 알고리즘을 적용한 기존 수신기 및 적응 역전파 신경망과 비교하여, 채널 왜곡이 비선형 일 때에 비트 에러율(BER)이 현저하게 개선됨을 나타낸다. 적응 역전파 알고리즘 기법을 통해 기존 수신기와 신경망을 사용한 수신기의 수행을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교 분석하여 제안된 신경망 수신기의 성능이 우수함을 인증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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