본 연구에서는 최소 자승 에러 최소화(MMSE: Minimum Mean Square Error) 선형 적응 등화기를 이용하여 실내 무선 광대역 고속 신호전송 특성 개선의 기초연구로서, 먼저 16-QAM 시스템에 채용할 경우의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통새 분석하였으며, 또한 실제적으로 실내 비가시거리 조건에서 원형편파 안테나를 이용하여 측정한 광대역 신호에도 적용하여 광대역 무선채널 특성 개선을 시도하였다. 그 결과 MMSE 등화기를 채용한 경우가 등화기를 채용하지 않은 통산의 16-QAM에 비해 $10^{-2}$를 기준으로 약 6dB, $10^{-3}$을 기준으로 13dB 정도의 성능 개선을 가져왔으며, 실내 비가시거리 조건에서 측정한 광대역 신호에 적용결과 상당한 대역내 편차특성 개선이 있었으며, 또한, 편파 다이버시티 기법을 함께 접목함으로 보다 효과적으로 광대역 채널특성 및 페이딩을 개설할 수 있었다.
본 논문은 부호간 간섭을 최소화시킬 수 있는 SE-MMA 적응 등화기에서 adaptive modulus와 adaptive step size를 이용한 등화 성능을 개선할 수 있는 Hybrid-SE-MMA에 관한 것이다. 적응 등화를 위한 MMA 알고리즘에서는 오차 신호를 이용하여 등화기 탭 계수를 갱신하고, SE-MMA는 오차 신호의 부호만을 이용하므로 연산량을 단순화시킨 구조이다. 연산량을 단순화시킴으로서 수렴 속도와 알고리즘 처리 속도에서는 향상 효과를 얻을 수 있지만 등화 성능이 저하되는 한계를 단점이 있다. 논문에서는 등화기 출력 신호의 전력에 비례하는 적응 modulus와 적응 step size를 SE-MMA에 적용하므로서 등화 성능을 더욱 개선할 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인한다. 개선된 등화 성능을 기존 SE-MMA와 비교하기 위하여 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 잔류 isi, MD (Maximum Distortion), MSE 및 외부 잡음에 대한 알고리즘의 강인성을 알 수 있는 SER 성능을 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 Hybrid-SE-MMA 알고리즘은 잔류 isi와 MD, MSE 및 SER등의 모든 성능 지수에서 SE-MMA 보다 개선됨을 알 수 있었다.
For decreasing intersymbol interference (ISI) due to band-limited channels in digitalcommunication, the uses of equalization techniques are necessary. Among the useful adaptive equalization techniques, because of their ease of implementation and nonlinear capabilites, the neural networks have been used as an alternative for effectively dealing with the channel distortion. In this paepr, a complex-valued multilayer percepron is proposed as a nonlinear adaptive equalizer. After the important properties that a suitable complex-valued activation function must possess are discussed, a new complex-valued activation function is developed for the proposed schemes to deal with M-ary QAM signals of any constellation sizes. It has been further proven that by the nonlinear transformation of the proposed function, the correlation coefficient between the real and imaginary parts of input data decreases when they are jointly Gaussian random variables. Lastly, the effectiveness of the proposed scheme is demonstrated by simulations. The proposed scheme provides, compared with the linear equalizer using the least mean squares (LMS) algorith, an interesting improvement concerning Bit Error Rate (BER) when channel distortions are nonlinear.
본 논문에서는 대역폭 제한과 시분산 특성을 갖는 통신 채널에서 부호간 간섭을 제거시킬 수 있는 MCMA 블라인드 등화 기에 Adaptive Modulus 개념을 적용하여 등화 성능을 개선시킬 수 있는 알고리즘을 제안한다. 학습열의 도움없이 채널에서 발생되는 부호간 간섭의 진폭과 위상 회전을 동시에 경감시킬 수 있는 MCMA 블라인드 알고리즘에서 송신 신호의 통계적 특성인 Constant Modulus를 고정시켜 사용하지만, 제안 방식에서는 등화기 출력 신호에 따라 Modulus를 적응적으로 변화시킴으로서 개선된 성능을 얻을 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이를 위해 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 수렴 성능을 나타내는 성능 지수인 MSE, MD(Maximum Distortion) 및 잔류 isi 특성 곡선을 사용하였으며, 동일한 조건의 적응 등화 알고리즘에서 제안 방식이 기존 MCMA 알고리즘보다 우월함을 확인하였다.
Kim, Jong-Hoon;Lim, Ji-Hoon;Kim, Byungsub;Sim, Jae-Yoon;Park, Hong-June
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제15권2호
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pp.155-167
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2015
An adaptive equalization scheme based on all-digital jitter measurement is proposed for a continuous time linear equalizer (CTLE) preceding a clock and data recovery (CDR) in a receiver circuit for high-speed serial interface. The optimum equalization coefficient of CTLE is determined during the initial training period based on the measured jitter. The proposed circuit finds automatically the optimum equalization coefficient for CTLE with 20", 30", 40" FR4 channel at the data rate of 5 Gbps. The chip area of the equalizer including the adaptive controller is 0.14 mm2 in a $0.13{\mu}m$ process. The equalizer consumes 12 mW at 1.2 V supply during the normal operation. The adaptive equalizer has been applied to a USB3.0 receiver.
Adaptive channel equalization accomplished without resorting to a training sequence is known as blind equalization. In this paper, we present a auto-switching blind, equalization for 8-VSB HDTV receiver. The scheme operate in two mode : blind equalization mode and decision-directed equalization mode. This proposed scheme changes from the blind equalization mode at high error levels to the decision-directed equalization mode at lower error levels smoothly and automatically. Manual switch from the blind equalization mode to the decision-directed mode is not necessary.
본 논문은 기존 CMA (Constant Modulus Algorithm) 적응 등화기의 성능인 수렴 특성과 잔류 부호간 간섭을 개선하기위하여 Coordinate Reduction을 적용한 CR(Coordinate Reduction)-CMA에대한 관한 것이다. 송신 시스템과 수신 시스템을 연결하는 무선과 유선의 대역 제한 채널에서 발생되는 부호간 간섭에의한 찌그러짐을 줄이기 위하여 등화기가 사용되며, 이의 대표적인 알고리즘으로는 CMA가 널리 알려져 있다. 이와같은 채널을 통하여 대량의 정보를 고속으로 전송하기 위해서는 등화에 필요한 오버헤드를 최소화할 수 있는 빠른 수렴 속도가 요구된다. 논문에서는 등화기 입력단에서 정상 등화 상태에서 오차를 주이는 수신 신호의 Coordinate를 reduce하는 새로운 비용 함수를 도입하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안한 알고리즘이 기존 CMA 보다 빠른 수렴 속도와 적은 잔류 부호간 간섭양을 가짐을 확인할 수 있었다.
본 논문은 높은 스펙트럼 효율을 갖는 nonconstant modulus 신호 전송에서 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 보상하기 위한 QE-MMA (Quantized Error-Multiple Modulus Algorithm) 적응 등화 알고리즘에서 양자화기의 비트수에 의한 성능을 평가하였다. 적응 등화기의 탭 계수 갱신시 오차 신호가 필요하게 되는데 QE-MMA는 H/W 응용의 편리를 위하여 오차신호의 극성과 유한 비트의 비선형 power-of-two 양자화 성분까지 고려한 correlation multiplier를 이용하게 된다. 이때 양자화기의 비트수에 따라 상이한 적응 등화 성능이 얻어지므로 이들의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 평가하며 이를 위하여 동일 채널에서 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, 최대 찌그러짐과 MSE, SER을 적용하였다. 성능 평가 결과 양자화기 비트수가 클수록 정상 상태에서의 모든 성능 지수에서 개선되며 등화 잡음이 감소하였지만, 정상 상태에 도달하기 위한 수렴 속도가 늦어짐을 확인하였다.
적응 블라인드 등화는 고속 디지털 데이터 전송시 통신 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 최소화하는데 사용되고 있는 기법이다. 본 논문에서는 기존의 MSAGF-MMA 적응 블라인드 등화 알고리즘에 다중 스텝 크기 LMS를 적용함으로써 MSAGF-MMA 알고리즘의 성능을 더욱 개선시킨 등화 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 결정지향 크기 오차의 범위를 여러 개로 나누어 각각의 범위에 따라 스텝 크기를 달리 적용하는 다중 스텝 크기를 가지는 LMS 알고리즘을 MSAGF-MMA에 적용하였다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 제안한 알고리즘이 MMA나 MSAGF-MMA에 비해 수렴 속도 면에서나 정상상태에서의 잔류 심볼간 간섭 및 잔류 오차, 그리고 앙상블 평균 MSE등에서 크게 향상된 성능을 가짐을 확인하였다.
In this paper, we present a trellis-based blind channel estimation and equalization technique coupling two kinds of adaptive Viterbi algorithms. First, the initial blind channel estimation is accomplished by incorporating the list parallel Viterbi algorithm with the least mean square (LMS) updating approach. In this operation, multiple trellis mappings are preserved simultaneously and ranked in terms of path metrics. Equivalently, multiple channel estimates are maintained and updated once a single symbol is received. Second, the best channel estimate from the above operation will be adopted to set up the whole trellis. The conventional adaptive Viterbi algorithm is then applied to detect the signal and further update the channel estimate alternately. A small delay is introduced for the symbol detection and the decision feedback to smooth the noise impact. An automatic switch between the above two operations is also proposed by exploiting the evolution of path metrics and the linear constraint inherent in the trellis mapping. Simulation has shown an overall excellent performance of the proposed scheme in terms of mean square error (MSE) for channel estimation, robustness to the initial channel guess, computational complexity, and channel equalization.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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