• 제목/요약/키워드: Least mean square (LMS)

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능동소음제어를 위한 망각형 지연 LMS 알고리듬을 이용한 이중루프제어 모델 (A Double Loop Control Model Using Leaky Delay LMS Algorithm for Active Noise Control)

  • 권기룡;박남천;이건일
    • 한국음향학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.28-36
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    • 1995
  • 본 논문에서는 능동소음제어를 위하여 망각형 지연 LMS(least mean square) 알고리듬을 이용한 이중루프제어 모델을 제안하였다. 제안한 이중루푸제어 모델은 계산양을 줄이기 위해 이득과 음향시간지연인자를 이용하여 온라인으로 라우드스피커 특성 및 오차음경로를 추정한다. 이중루프구조를 통한 오차신호의 제어는 보다 견실한 제어시스템이 된다. 음향시간지연을 추정하기 위한 필터의 입력신호는 입력 마이크로폰 신호와 적응필터의 차를 사용한다. 망각형 지연 LMS 알고리듬은 비정상상태에서 계수들의 발산을 방지하기 위해 사용한다. 실제 소음신호에 대하여 제안한 이중루프제어 모델은 소음레벨이 평균 12.9dB정도 감쇠되었다.

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Modulated Lapped Transform 영역에서 적응 필터링을 이용한 음향 반향 제거기의 구현 (An Implementation of Acoustic Echo Canceller Using Adaptive Filtering in Modulated Lapped Transform Domain)

  • 백수진;박규식
    • 한국음향학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.425-433
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    • 2003
  • 음향 반향 제거기 (Acoustic Echo Canceller: AEC)는 원거리 회의 시스템이나 차량 내 핸즈프리 통화 등에서 필연적으로 발생하는 반향을 제거하기 위해 이용된다. 이러한 반향을 제거하기 위해 다양한 적응 필터링 알고리즘이 제안되었으며 LMS(Least Mean Square) 알고리즘은 다른 알고리즘에 비해 매우 단순하고, 비교적 강인하여 많은 응용 분야에 사용되고 있다. 그러나 LMS 알고리즘은 음성과 같은 상관도가 높은 유색 신호에 대해 음향반향 제거기의 수렴 속도를 저하시켜 전체적인 음향 반향 제거 성능을 떨어뜨리게 한다. 이를 보완하기 위하여 DCT나 DFT 등의 직교 변환 행렬을 이용하여 입력신호의 상관성을 저하시킨 후 LMS 적응 필터링 알고리즘을 적용하는 변환 영역 음향 반향 제거 알고리즘 등이 제안되었다. 본 논문에서는 MLT (Modulated Lapped Transform) 직교 변환행렬을 이용한 MLT영역의 적응음향반향 제거 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 기존의 NXN DCT, DFT, Hadamad등의 정방 행렬 대신에 2NXN 크기의 MLT 변환 행렬을 사용함으로서 유색 입력 신호에 대해 효과적인 상관성 저하와 빠른 수렴 속도를 달성할 수 있었으며 실제 음향 반향 제거 시스템에 적용하여 그 성능을 비교 입증하도록 하였다. 합성 음성신호와 실제 음성 신호를 이용한 모의 실험 결과 제안된 MLT 영역 음향 반향 제거 시스템은 기존의 DCT 변환 영역 음향 반향 시스템에 비해 약 2배 이상의 빠른 수렴속도와 약 20∼30 ㏈ 정도의 ERLE (Echo Return Loss Enhacement) 향상을 얻을 수 있었다

5-Gb/s 연속시간 적응형 등화기 설계 (A 5-Gb/s Continuous-Time Adaptive Equalizer)

  • 김태호;김상호;강진구
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.33-39
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    • 2010
  • 본 논문에서는 5Gb/s의 직렬 링크 인터페이스에 적용 가능한 적응형 수신기를 제안한다. 효율적인 이득 제어를 위해 등화필터의 출력단 대신 슬라이서의 내부 신호를 적용한 LMS(Least Mean Square) 알고리즘을 구현하였다. 제안된 방식은 등화기의 대역폭에 영향을 미치지 않는다. 또한 비슷한 DC 크기의 신호를 가지는 슬라이서(slicer)의 내부 신호를 이용하였기 때문에 수동소자를 이용한 필터를 제거함으로써 칩 면적 및 전력소모를 줄일 수 있다. 제안된 적응형 등화기는 25dB까지 보상이 가능하며 디스플레이포트를 위한 15-m STP 케이블과 FR-4 전송선로에 적용 가능하다. 제안된 회로는 $0.18{\mu}m$ 1-폴리 4-메탈 CMOS 공정 기술이 적용하여 구현하였으며 $200{\times}300{\mu}m^2$의 칩 면적을 차지한다. 제작된 칩의 측정 결과 1.8V 공급전원에서 6mW의 매우 적은 전력소모를 나타내고 2Gbps 동작을 확인하였다. 안정된 RF용 버랙터(Varactor)를 사용하는 공정을 적용할 경우 5Gbps 동작범위를 만족할 것으로 예상된다.

T-DMB 동일 채널 중계기의 RF 불균형 보상 및 성능 개선 (Compensation of RF Impairment and Performance Improvement of Digital on Channel Repeater in the T-DMB)

  • 김기영;유상범;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.453-461
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    • 2011
  • 방송 대역의 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용하고, 지상파 방송의 난시청 지역 해소와 방송 품질 향상을 위해 중계기의 중요성은 계속적으로 증가하고 있다. 그러나 OFDM 시스템의 T-DMB 동일 채널 중계기는 전송된 신호의 일부가 궤환되어 다시 수신 안테나에 입력되는 궤환 간섭 신호가 발생하고, 위상 잡음(phase noise)으로 인한 ICI(Inter Carrier Interference)가 증가하여 등화기에 심각한 영향을 미친다. 그러므로 본 논문에서는 상관도를 적용한 LMS(Least Mean Square)를 이용하여 궤환 간섭 신호를 제거한다. 또한, 전력 증폭기(high power amplifier)의 백-오프 특성과 위상 잡음에 의해 발생하는 ICI를 제거할 수 있는 효과적인 등화 알고리듬을 제시한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 back-off=9 dB 상태에서 위상 잡음 -20 dBc의 경우 위상 잡음을 보상하여 SNR=14 dB 이하에서 BER=$10^{-4}$의 성능을 만족할 수 있다.

피치 하모닉 움직임 예측과 적응적 신호 크기 예측을 이용한 패킷 손실 은닉 알고리즘 (Packet Loss Concealment Algorithm Using Pitch Harmonic Motion Estimation and Adaptive Signal Scale Estimation)

  • 김태하;이인성
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.247-256
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    • 2021
  • 본 논문에서는 피치 하모닉 움직임 예측과 적응적 신호 크기 예측을 이용한 패킷 손실 알고리즘을 제안한다. 스펙트럼 움직임 예측 방법은 사용 가능한 이전 패킷의 스펙트럼 상의 움직임을 일정한 부대역으로 나누어 손실된 신호의 움직임을 예측하여 복원한다. 제안하는 알고리즘에서는 음성신호를 유성음과 무성음으로 구분하여 유성음의 경우 피치 주파수를 활용하여 피치 하모닉으로 나누어 손실된 신호의 피치 하모닉 움직임을 예측하여 복원하고 무성음의 경우 스펙트럼 움직임 예측 방법을 사용하여 신호를 복원한다. 음성 프레임의 연속 손실이 발생한 경우 LMS(Least Mean Square) 예측기를 사용하여 이전 프레임의 이득 정보를 활용하여 신호 크기를 예측하여 출력 신호의 이득을 조절하는 방법을 제안한다. 객관적 평가방법인 PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality) 시험을 통해 제안된 알고리즘의 성능을 평가하였고 기존의 방법보다 MOS 0.1의 성능 개선을 보였다.

FXLMS 알고리즘을 이용한 3 차원 인클로저 시스템의 능동소음제어 (Active Noise Control of 3D Enclosure System using FXLMS Algorithm)

  • 오재응;양인형;윤지현;정재은;이종원
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.240-241
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    • 2009
  • The method of the reduction of the duct noise can be classified by the method of passive control and the method of active control. However, the passive control method has a demerit to reduce the effect of noise reduction at low frequency (below 500Hz) range and to be limited by a space. Whereas, the active control method can overcome the demerit of passive control method. The algorithm of active control is mostly used the Least-Mean-Square (LMS) algorithm because the LMS algorithm can easily obtain the complex transfer function in real-time. Especially, When the Filtered-X LMS (FXLMS) algorithm is applied to an ANC system.

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Comparative Performance Analysis of High Speed Low Power Area Efficient FIR Adaptive Filter

  • Jaiswal, Manish
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제3권5호
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    • pp.267-270
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    • 2014
  • This paper presents the comparative performance of an adaptive FIR filter for a Delayed LMS algorithm. The delayed error signal was used to obtain a Delayed LMS algorithm to allow efficient pipelining for achieving a small critical path and area efficient implementation. This paper presents hardware efficient results (device utilization parameters) and power consumed. The FPGA families (Artix-7, Virtex-7, and Kintex-7) for a low voltage perspective are shown. The synthesis results showed that the artix-7 CMOS family achieves the lowest power consumption of 1.118 mW with 83.18 % device utilization. Different Precision strategies, such as the speed optimization and power optimization, were imposed to achieve these results. The algorithm was implemented using MATLAB (2013b) and synthesized on the Leonardo spectrum.

개선된 시스템 제어기를 사용한 능동소음제어의 실시간 구현 특성 (Characteristics of Real-time Implementation using the Advanced System Controller in ANC Systems)

  • 문학룡;손진근
    • 전기학회논문지P
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    • 제64권4호
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    • pp.267-272
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    • 2015
  • Active noise control (ANC) is a method of cancelling a noise signal in an acoustic cavity by generating an appropriate anti-noise signal via canceling loudspeakers. The continuous progress of ANC involves the development of improved adaptive signal processing algorithms, transducers, and DSP hardware. In this paper, the convergence behavior and the stability of the FxLMS algorithm in ANC systems with real-time implementation is proposed. Specially, The advanced DSP H/W with dual core(DSP+ARM) and API(application programming interface) S/W programming was developed to improve the real-time implementation performance under the FxLMS algorithms of input noise such as road noise environment. The experimental results are found to be in good agreement with the theoretical predictions.

빠른 수렴성을 갖는 능동 소음제어 알고리즘에 관한 연구 (Active Noise Control Algorithm having Fast Convergence)

  • 나희승;박영진
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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    • pp.670-677
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    • 1998
  • Many of the adaptive noise control systems utilize a form of the least mean square (LMS) algorithm. In the active control of noise, it is common practice to locate an error microphone far from the control source to avoid the near-field effects by evanescent waves. Such a distance between the control source and the error microphone makes a certain level of time-delay inevitable and, hence, may yield undesirable effects on the convergence properties of control algorithms such as filtered-x LMS. This paper discusses the dependence of the convergence rate on the acoustic error path in these popular algorithms and introduces new algorithms which increase the convergence region regardless of the time-delay in the acoustic error path. Performances of the new LMS algorithms are presented in comparison with those by the conventional algorithms based on computer stimulations and experiments.

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교통환경 정온화를 위한 도로 소음의 측정 및 ANC시스템에의 적용 특성 고찰 (A Study on the Characteristics of Applicability in the Active Noise Cancellation System and Measurement of the Road Noise for Traffic Calming)

  • 문학룡;손진근
    • 전기학회논문지P
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    • 제62권3호
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    • pp.111-116
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    • 2013
  • Noise problem that occurs on the road is raising a lot of problems in the economic, social and environmental aspects. The objective of this paper is to propose ANC(active noise cancellation)-based road traffic noise reduction algorithm-model which can reduce noise by generating frequency opposed to noise sources to improve and complement the problem that existing physical form of a noise barrier. In this paper, we measured the noise characteristic from collection of two difference car noise also ANC simulation has been performed by using road traffic noises input. In order to compare the control performance, we performed noise reduction simulation of ANC by filtered-X LMS algorithm and delayed control signal injection. As a result of this simulation, we confirmed that convergence performance and noise decrease effect to the filtered-X LMS algorithm by inputting the road traffic noise.