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QAM 신호에서 Distance Adjusted Approach를 이용한 VSCA와 VSDA 적응 등화 알고리즘의 성능 비교 (A Performance Comparison of VSCA and VSDA Adaptive Equalization Algorithm using Distance Adjusted Approach in QAM Signal)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.139-145
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    • 2015
  • 본 논문은 16-QAM 신호 전송시 시분산 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 줄이기 위해 사용되는 적응 등화알고리즘인 VSCA (Variable stepsize Square Contour Algorithm)와 VSDA (Variable stepsize Square contour Decision directed Algorithm)의 성능 비교에 관한 것이다. SCA 에서는 송신 신호의 2차 통계치인 Constellation Dependent Constant를 이용하여 수신 신호의 진폭과 위상을 보상하지만, 이들 VSCA와 VSDA에서는 constellation matching을 위한 distance adjusted approach 개념을 이용한 step size를 변화시켜 적응 등화 성능을 더욱 개선시킨 것이다. 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 VSCA와 VSDA의 성능을 비교하였으며, 이를 위한 성능 지수로는 등화기 출력 신호 성상도, 잔류 isi양, 최대 찌그러짐 및 MSE를 사용하였다. 이들 알고리즘의 성능 비교 결과 모든 비교지수에서 VSCA 알고리즘이 VSDA보다 우월함을 확인하였다.

Bandwidth-Efficient OFDM Transmission with Iterative Cyclic Prefix Reconstruction

  • Lim, Jong-Bu;Kim, Eung-Sun;Park, Cheol-Jin;Won, Hui-Chul;Kim, Ki-Ho;Im, Gi-Hong
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제10권3호
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    • pp.239-252
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    • 2008
  • For orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), cyclic prefix (CP) should be longer than the length of channel impulse response, resulting in a loss of bandwidth efficiency. In this paper, we describe a new technique to restore the cyclicity of the received signal when the CP is not sufficient for OFDM systems. The proposed technique efficiently restores the cyclicity of the current received symbol by adding the weighted next received symbol to the current received symbol. Iterative CP reconstruction (CPR) procedure, based on the residual intersymbol interference cancellation (RISIC) algorithm, is analyzed and compared to the RISIC. In addition, we apply the CPR method to Alamouti space-time block coded (STBC) OFDM system. It is shown that in the STBC OFDM, tail cancellation as well as cyclic reconstruction of the CPR procedure should be repeated. The computational complexities of the RISIC, the proposed CPR, the RISIC with STBC, and the proposed CPR with STBC are analyzed and their performances are evaluated in multipath fading environments. We also propose an iterative channel estimation (CE) method for OFDM with insufficient CP. Further, we discuss the CE method for the STBC OFDM system with the CPR. It is shown that the CPR technique with the proposed CE method minimizes the loss of bandwidth efficiency due to the use of CP, without sacrificing the diversity gain of the STBC OFDM system.

단일 안테나를 사용하는 단일대역 전이중 통신을 위한 자기간섭신호제거와 터보 등화기 설계 (Self-Interference Cancellation and Turbo Equalizer Design for the Single-band Full Duplex System using Single Antenna)

  • 최진규;안창영;유흥균
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권2호
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    • pp.7-17
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    • 2015
  • 본 논문에서는 터보 등화기를 결합한 단일 안테나 구조의 동일 대역 동시 전 이중 통신 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 단일 안테나를 사용하기 위하여 Balanced Feed Network회로를 이용하여 송신 신호와 수신 신호를 격리시킨다. 또한 추가적으로 자기 간섭 신호를 감쇄시키기 위하여 RF Cancellation과 Digital Cancellation을 사용한다. 마지막으로 상대국에서 자국으로의 채널 상황이 열악할 경우와 Digital Cancellation이후에도 남은 잔류 자기 간섭 신호에 의한 상대국에서 보낸 수신 신호에 오류가 발생할 경우에도 통신의 신뢰도를 보장할 수 있도록 터보 등화기를 결합한다. 본 논문에서 제안하는 시스템의 성능을 확인하기 위하여 Simulink 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 시스템을 설계하였다. 시뮬레이션 결과, 본 논문에서 제안하는 시스템은 단일 안테나를 사용하며 동일 대역에서 Balanced Feed Network, RF(radio frequency) Cancellation, Digital Cancellation 그리고 터보 등화기를 통해 자기 간섭 신호를 효과적으로 제거하고 열악한 채널 상황에서도 전 이중통신을 할 수 있다.

MCMA알고리즘에서 weighting factor에 의한 적응 등화 성능 비교 (The Comparison of the Adaptive Equalization Performance in MCMA Algorithm by the Weighting Factor)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.137-143
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    • 2010
  • 본 논문은 채널에서 발생되는 진폭과 위상 찌그러짐을 보상하기위한 MCMA (Modified Constant Modulus Algorithm)의 비용 함수에서 weighting factor에 의한 자기 적응 등화의 성능을 비교한 것이다. MCMA 는 기존 방식인 CMA 의 비용 함수를 개선하여 등화기의 출력에서 진폭과 위상에 대한 오차 함수를 최소화할 수 있으며, 이때 weighting factor 의 값이 이용된다. 등화기의 성능을 비교할 때 initial state와 steady state로 분류하고 미리 정해진 레벨까지의 수렴 시간과 수렴 속도 및 안정된 등화 상태를 나타내며, 이들은 weighting factor에 의해 결정된다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 weighting factor에 따라 이들 2 가지 state 에 대한 각각 상이한 결과를 확인할 수 있었다. 본 결과를 이용하여 사용되는 통신 채널의 환경에 따라 weighting factor 값을 적절히 선택한다면 고품질의 디지털 정보 전송이 가능하게 될 것으로 기대된다.

Adaptive Modulus와 Adaptive Step Size를 이용한 H-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 평가 (Performance Evaluation of H-MMA Adaptive Equalization Algorithm using Adaptive Modulus and Adaptive Step Size)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.83-88
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    • 2017
  • 본 논문은 디지털 부호를 전송할 때 통신 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 줄일 수 있는 MMA (Multiple Modulus Algorithm) 적응 등화 알고리즘에 adaptive modulus와 adaptive step size 개념을 적용한 H-MMA (Hybrid-MMA) 알고리즘의 등화 성능평가에 관한 것이다. 기존의 MMA 적응 등화기의 탭 계수 갱신은 등화기 출력를 이용하여 오차 신호를 얻게 되므로 2차원 QAM 신호에서 진폭과 위상을 보상할 수 있지만, 이때 스텝 크기와 modulus는 고정되므로 등화 성능이 저하된다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 등화기 출력 신호의 크기에 비례토록 adaptive modulus와 적응 스텝 크기를 변화시킬 수 있는 Hybrid adaptive 개념을 MMA에 적용하므로서 2차원 QAM 신호에서 등화 성능을 개선할 수 있다. 논문에서 제안하는 H-MMA 알고리즘의 성능을 기존의 MMA 알고리즘과 비교하기 위하여 동일한 채널에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 수렴 속도에서는 제안 H-MMA가 MMA보다 다소 느려지지만, 정상 상태 이후 모든 성능 지수에서 훨씬 우월하며 등화 잡음이 감소됨을 확인하였다.

Dithering을 이용한 QE-MMA 적응 등화 알고리즘의 Robustness 성능 개선 (A Robustness Performance Improvement of QE-MMA Adaptive Equalization Algorithm based on Dithering)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.93-98
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    • 2017
  • 본 논문은 채널에서 발생되는 비선형 찌그러짐에 의한 부호간 간섭을 줄이기 위하여 dithering에 의한 QE-MMA 적응 등화 알고리즘의 robustness 성능 개선에 관한 것이다. QE-MMA는 기존 SE-MMA에서 오차 신호의 크기를 power-of-two 연산을 적용하여 탭 계수 갱신시 필요한 승산을 천이로 대체하여 H/W 응용을 용이하도록 등장하였으나, 이로 인한 적응 등화 성능이 열화된다. 이를 개선하기 위하여 제안 방식인 DQE-MMA (Dithere Quantized Error-MMA)에서는 power-of-two 연산의 전 단계에서 일정한 통계 특성을 갖는 dither 신호를 부가한다. 동일한 채널과 신호대 잡음비에서 제안 방식인 DQE-MMA가 기존 QE-MMA보다 개선된 robustness 성능을 얻을 수 있음을 시뮬레이션으로 확인하였다.

가변 스텝 크기를 이용한 S-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 개선 (Performance Improvement of S-MMA Adaptive Equalization Algorithm based on the Variable Step Size)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.107-112
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    • 2016
  • 본 논문에서는 비선형 전달 특성을 갖는 채널에서 발생되는 부호간 간섭의 영향을 최소화시킬 수 있는 S-MMA (Sliced-Multi Modulus Algorithm) 등화 알고리즘에 가변 스텝 크기를 적용하여 등화 성능을 개선시킬 수 있는 알고리즘을 제안한다. 기존의 MMA 알고리즘에서 정상 상태에서 등화 성능과 misadjustment를 개선하기 위하여 S-MMA가 등장하였으며, 이들 알고리즘에서는 오차 신호의 크기에 따른 고정 스텝 크기로 적응하기 때문에 성능 개선에 한계가 있다. 이와 같은 문제를 극복하기 위하여 제안 알고리즘에서는 오차 신호의 크기에 비례하는 가변 스텝 크기를 적용하며, 개선 효과를 보이기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 제안 VSS S-MMA 알고리즘이 기존 S-MMA보다 등화 성능이 우월함을 확인하였다.

16-QAM 신호에 대한 VSCA 적응 등화 알고리즘의 성능 (Performance of VSCA Adaptive Equalization Algorithm for 16-QAM Signal)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.67-73
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    • 2013
  • 본 논문은 16-QAM 신호 전송시 시분산 채널에서 발생되는 찌그러짐에 의한 부호간 간섭을 경감시키기 위한 적응 등화 알고리즘인 VSCA (Variable stepsize Square Contour Algorithm)의 성능에 관한 것이다. 기존의 SCA에서는 송신 신호의 2차 통계치를 이용한 Constellation Dependent Constant를 이용하여 부호간 간섭이 존재하는 수신 신호의 진폭과 위상을 보상하지만, VSCA에서는 constellation matching을 위한 distance adjusted approach 개념을 부가하여 적응 등화 성능을 더욱 개선시켰다. 논문에서는 VSCA의 개선된 성능을 SCA와 비교하였으며, 이를 위한 성능 지로로는 등화기 출력 신호 성상도, 잔류 isi양, 최대 찌그러짐 및 MSE를 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 성능비교 결과 모든 지수에서 VSCA 알고리즘이 SCA보다 우월함을 확인할 수 있었다.

2차원 QAM 시스템에서 CR-MMA 와 CM-MMA 등화 알고리즘의 성능 비교 (A Performance Comparison of CR-MMA and CM-MMA Equalization Algorithm in 2-dimensional QAM System)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.85-90
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    • 2018
  • 본 논문에서는 2차원 QAM 시스템에서 전송시 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 최소화하기 위한 적응 등화 알고리즘인 CR-MMA와 CM-MMA의 등화 성능을 비교하였다. 기존 적응 등화 알고리즘 MMA의 탭 계수 갱신을 위한 오차 신호를 얻을 때 CR-MMA는 nonconstant modulus 특성을 갖는 고차 2차원 QAM 신호를 constant modulus 신호로 변환하는 constellation reduction 개념을 이용하며, CM-MMA는 등화기 출력과 송신 신호점의 2차와 4차 cumulant를 강제로 일치시키기 위한 constellation matching error 개념을 이용한다. 서로 상이한 오차 신호를 얻는 과정을 거쳐 이들은 기존 방식보다 개선된 등화 성능을 얻을 수 있게 되므로, 논문에서는 이들을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 등화 성능을 비교하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 등화기 내부의 성능에서는 CM-MMA가 CR-MMA보다 우월하였지만, 외부 성능에서는 CR-MMA가 CM-MMA보다 우월함을 확인하였다.

이중 모드를 가지는 적응 블라인드 등화 알고리즘 (Adaptive blind equalization algorithm with dual-mode)

  • 정영화;진용옥
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.2005-2013
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    • 1997
  • MCMA 적응 블라인드 등화 알고리즘은 채널 진폭 등화와 함께 뛰어난 위상 보정 능력은 가지고 있지만, 특별한 형태의 새로운 신호점을 원하는 데이터 심볼점으로 간주하므로써 완전한 등화에 도달시에도 원래의 신호점과의 불일치로 인한 오차가 불가피하며, CMA의 느린 수렴 속도를 따른다. 본 논문에서는 결정 영역을 정하여 결정 영역 밖에서는 기존의 MCMA 에서와 같이 새로운 신호점을 modulus로 하고, 결정 영역 내에서는 각각 원래의 데이터 심볼점을 modulus로 하여 동작하게 하는, 이중 모드를 가지는 적응 블라인드 등화 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 결정 영역내에서 새로운 신호점 대신에 원래의 데이터 심볼점을 이용하므로써 정상상태에서 보다 적은 오차를 가지며, 한편 정상상태로의 급속한 수렴 속도를 가진다. 컴퓨터 모의 실험을 통하여 제안한 알고리즘이 CMA, MCMA 및 Stop-and-Go 등과 같은 기존의 적응 블라인드 등화 알고리즘들에 비해 잔류 심볼간 간섭과 수렴 속도면에서 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.

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