본 논문에서는 유ㆍ무선 통신 채널을 통한 데이터 전송시 발생하는 비선형 왜곡을 적응 필터를 이용하여 보상하였다. 특히 통신채널에서는 심볼간 간섭(ISI)이 발생하는데 이러한 간섭을 비선형 필터를 이용하여 제거하였다. 비선형 채널을 모델링하는 방법에는 볼테라급수를 이용하는 방법과 쌍선형 방법이 있다. 쌍선형 방법은 볼테라 방법에 비하여 계산량이 적은 장점을 지니고 있다. 따라서 쌍선형 필터에 적응 알고리듬을 적용하여 신호의 왜곡을 보상하였다. 적응 알고리듬에는 LMS 계열과 LS 계열 알고리듬이 있으나 통신 채널에서는 알고리듬의 안정도가 중요하므로 LMS 계열 알고리듬을 적용하였다. 또한 적응 알고리듬은 입력 데이터의 상관성과 데이터 수에 의존하여 수렴속도와 안정도가 결정된다. 알고리듬의 수렴속도를 증가시키기 위하여 입력신호를 신호파형으로부터 다량의 데이터를 검출하는 방법을 적용하였다. 이러한 방법을 입증하기 위하여 입력신호는 2진 랜덤 가우시안 데이터를 이용하였고, 통신채널에서 채널간 간섭을 발생시켰으며 화이트 가우시안 잡음을 부가 시켰다. 이러한 신호를 수신한 수신기에 적응 등화기를 설계하여 대량의 데이터를 생성시키고, 적응 알고리듬을 적용하여 채널의 왜곡을 빠른 속도로 보상하였다.
본 논문에서는 빠르게 변화하는 이동 무선 채널 환경에서 심각한 성능 저하를 일으키는 인접 심볼 간섭(Inter-symbol interference: ISI)에 대처하기 위해 MLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimztion) 등화기의 성능을 향상시키는 방법을 제안하였다. 기존의 MLSE 등화기는 비터비 알고리즘으로 어느 정도 계산량을 감소시켰지만, 정확한 채널 임펄스 응답을 필요로 하기 때문에, 시변 채널에서의 복잡한 채널 추정이 그 문제점으로 남아 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 간단하고 향상된 칼만 필터 기반의 채널 추정기를 새롭게 제안하여 MLSE의 복잡성을 줄였다. 또한, 복잡한 채널 추정을 대신하여 페이딩 채널을 거쳐 수신된 데이터를 클러스터로 매핑하여 클러스터 중심 추정을 이용한 1-D CBSE(1-Dimensional Clustering-based Sequence Equalizer) 알고리즘에, 최소 길이를 지닌 훈련 시퀀스를 제안하여 개선된 1-D CBSE을 이용한 MLSE 등화 성능을 보여주었다.
The third generation mobile communications system requiring the reliable multimedia data transmission has provided with the reliable voice, data and video services over the variable propagation environment. However the broadband wireless multiple access technologies cause Inter Symbol Interference (ISI) or Multiple Access Interference (MAI) to degrade the performance of W-CDMA (Code Division Multiple Access) system. Constant Modulus Algorithm (CMA) which is frequently used as the adaptive blind equalizers to remove the interfering signal has ill-convergence phenomenon without proper initialization. In this paper, new blind equalization method based on conventional CMA is proposed to improve the channel efficiency, and through computer simulation this is tested over the time varying fading environment of mobile communication system. Consequently, new blind equalization method into concatenated Kalman filter with CMA is verified better than conventional CMA through adopting minimum mean square errors and eye-pattern obtained from algorithm are compared.
최근 ISI(intersymbol interference)를 제거하는 성형 펄스로 BTRC(better than raised-cosine), MRC(mirrored raised-cosine), 그리고 TPZD(trapezoidal) 등이 제안되었다. 본 연구에서는 동일채널 간섭신호가 존재하는 환경에서 BTRC, MRC, TPZD, 그리고 RC(raised-cosine) 성형 펄스를 적용한 무선통신 시스템들의 성능을 컴퓨터 모의실험을 통하여 비교 분석하였다. 실험 결과, 필터의 길이가 심볼 길이의 3이하로 짧은 경우에는 사용된 성형 필터에 따른 성능차이가 있으며, MRC 필터가 가장 우수한 성능을 가지고 RC 필터가 가장 열화된 성능을 가짐을 관찰하였다. 그러나 필터의 길이가 충분히 확보된 경우에는 성능의 차이는 거의 없었다. 그러므로 하드웨어의 제약으로 인하여 필터의 길이를 길게 할 수 없는 시스템에서는 MRC 필터를 성형 필터로 적용하는 것이 바람직하다고 판단된다.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.97-102
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2004
The very complicated proplem in spatial processing is effects of phading (Multipath and Delay Spread) and co-channel interference (CCI). The phading is one of principal causes, that form inter-symbol interference (ISI). Spatial-Temproral Adaptive Filter (STAF) has been taken as a solution of this problem, because it can suppress both these types of interference. But the performance of STAF exposes some elemental limitations, in which are the slow convergence of adaptive process and computational complexity. The cause of this is that, STAF must treat a large quantity of information in both space and time. The way that master these limitation is a use of Subband Spatial-Temproral Adaptive Filter (SSTAF). SSTAF reduce computational complexity by pruning off samples of signal and thus it lost some information in time. This draw on attennation of output SINR of SSTAF. The article analyse a optimal solution of this problem by introducing SSTAF with nonuniform weighted distribution.
An algorithm for MMADF(modified multiplication-free adaptive filter) which need not to multiplication arithmatic operation is proposed to improve the performance of FSE (fractionally spaced equalizer) which reduce the ISI(intersymbol interference) in signal transfer channel. The input signals are quantized using DPCM and the reference signals is processed using a first-order linear prediction filter. The convergence properties of Sign. MADF and M-MADF algorithm for updating of the coefficients of a FIR digital filter of the fractionally spaced equalizer (FSE) are investigated and compared with one another. The convergence properties are characterized by the steady state error and the convergence speed. It is shown that the convergence speed of M-MADF is almost same as Sign algorithm and is faster than MADF in the condition of same steady state error. Especially it is very useful for high correlated signals.
Park, Sung-Hyun;Lee, Yeoung-Soo;Lee, Sang-Bae;Kim, Il;Tack, Han-Ho
한국지능시스템학회:학술대회논문집
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한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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pp.474-478
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1998
A new approach for the decision feedback equalizer(DFE) based on the back-propagation neural networks is described. We propose the method of optimal structure for back-propagation neural networks model. In order to construct an the optimal structure, we first prescribe the bounds of learning procedure, and the, we employ the method of incrementing the number of input neuron by utilizing the derivative of the error with respect to an hidden neuron weights. The structure is applied to the problem of adaptive equalization in the presence of inter symbol interference(ISI), additive white Gaussian noise. From the simulation results, it is observed that the performance of the propose neural networks based decision feedback equalizer outperforms the other two in terms of bit-error rate(BER) and attainable MSE level over a signal ratio and channel nonlinearities.
There are a few core technologies to enable high-performance $4^{th}$ generation (4G) broadband wireless communication system. A multiple input multiple output (MIMO) provides high-rate transmission through expended channels by multiple array antennas in both sender and receiver side. Also orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is well-known as the most appropriate technique for high data rate transmission such as Mobile WiMAX and WLAN. Efficient decrease of inter-carrier interference (ISI) and inter-carrier interference (ICI) are the reasons for why OFDM is suitable for high-performance transmission, 4G mobile communication. In this paper, we mainly focus on two of objects, combination between MIMO and OFDM, and OFDM channel simulator using Ray-tracing algorithm. The results of this paper can be used implementation of a Wireless Software Platform for 4G Mobile Communication Systems.
본 논문은 시분산 통신 채널에서 부호간 간섭을 수신측에서 경감시키기 위하여 사용되는 CCA (Compact Constellation Algorithm) 적응 등화 알고리즘의 성능을 비교하였다. 이 알고리즘은 기본적으로 CMA 등화기의 위상 미복원 문제를 해결하기 위하여 등장하였으며 DDA(Decision Directed Algorithm)와 RCA(Reduced Constellation Algorithm)의 개념을 조합하였다. DDA는 단일 레벨 신호에 대해서는 안정된 수렴 특성을 갖지만 다중 레벨의 수가 큰 QAM 신호에 대해서는 매우 불안한 문제점을 가지며, RCA는 초기 수렴 상태가 보장되지 않거나, 수렴후 안정 상태에서 misadjustment에 의한 등화 잡음이 DDA보다 큰 문제점이 있으므로, 이와 같은 점들을 개선하기 위해 CCA 적응 등화 알고리즘이 등장하였다. CCA 적응 등화 알고리즘의 성능 분석을 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 위해 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 잔류 isi와 MD (Maximum Distortion) 곡선에 의한 수렴 특성 및 SER (Symbol Error Rate) 성능을 DDA, RCA와 비교하였다. 시뮬레이션 결과 모든 성능 지수에서 DDA가 가장 우월하였지만 수렴이 보장되지 않으며, 멀티 레벨 신호에서의 불안정성이 있으므로 이를 해결할 수 있는 CCA가 RCA보다 우월한 성능을 가짐을 확인하였다.
본 논문은 송신 부호가 대역 제한, 위상 찌그러짐이 존재하는 비선형 통신 채널을 통과할 때 발생되는 부호간 간섭을 보상하기 위한 블라인드 등화 알고리즘인 SE-MMA (Signed-Error MMA)의 roburstness 성능을 개선할 수 있는 DSE-MMA (Dithered Sign-Error MMA)에 관한 것이다. SE-MMA는 등화기의 탭 계수 갱신을 위하여 곱셈 대신 1 bit 양자화기를 사용하므로 알고리즘의 연산량을 줄일 수 있어 H/W 응용에 유리하지만, 양자화 과정에서 발생되는 정보 손실에 의하여 전체적인 블라인드 등화 성능 알고리즘이 MMA보다 열화되는 단점이 있다. DSE-MMA는 SE-MMA의 단점 중에서 roburstness를 나타내는 SER 성능을 개선키 위하여 양자화 전에 dither 신호를 이용하는 Dithered Signed-Error 개념을 MMA에 적용하였으며, SE-MMA 와 MMA 알고리즘이 갖는 부호간 간섭에 의한 진폭과 위상 찌그러짐을 동시 보상 능력을 갖는다. 논문에서 DSE-MMA 블라인드 등화 알고리즘의 성능을 나타내는 지수로는 등화기 출력 신호, 잔류 isi, MD (Maximum Distortion), MSE와 SER를 사용하였으며, 이들 성능 지수를 적용할 때 SE-MMA 알고리즘과 비교하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 DSE-MMA가 SE-MMA 보다 roburstness 와 정상 상태 이후 성능 지수의 양에서 개선됨을 알 수 있었지만, 초기 상태에서 정상 상태에 도달하는 수렴 속도에서는 늦어짐을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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