• 제목/요약/키워드: sparse equalizer

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Sparse decision feedback equalization for underwater acoustic channel based on minimum symbol error rate

  • Wang, Zhenzhong;Chen, Fangjiong;Yu, Hua;Shan, Zhilong
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.617-627
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    • 2021
  • Underwater Acoustic Channels (UAC) have inherent sparse characteristics. The traditional adaptive equalization techniques do not utilize this feature to improve the performance. In this paper we consider the Variable Adaptive Subgradient Projection (V-ASPM) method to derive a new sparse equalization algorithm based on the Minimum Symbol Error Rate (MSER) criterion. Compared with the original MSER algorithm, our proposed scheme adds sparse matrix to the iterative formula, which can assign independent step-sizes to the equalizer taps. How to obtain such proper sparse matrix is also analyzed. On this basis, the selection scheme of the sparse matrix is obtained by combining the variable step-sizes and equalizer sparsity measure. We call the new algorithm Sparse-Control Proportional-MSER (SC-PMSER) equalizer. Finally, the proposed SC-PMSER equalizer is embedded into a turbo receiver, which perform turbo decoding, Digital Phase-Locked Loop (DPLL), time-reversal receiving and multi-reception diversity. Simulation and real-field experimental results show that the proposed algorithm has better performance in convergence speed and Bit Error Rate (BER).

고속페이딩 채널 극복을 위한 ATSC DTV용 스파스 적응 등화기 (Sparse Adaptive Equalizer for ATSC DTV in Fast Fading Channels)

  • 허노익;오해석;한동석
    • 방송공학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.4-13
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    • 2005
  • 본 논문에서는 열악한 주파수 선택적 페이딩이나 고속 페이딩 채널 환경에서 ATSC(Advanced Television System Committee) DTV 수신기의 등화 성능 향상을 위해 필터 탭을 선택적으로 사용하는 스파스(sparse) 적응 등화기 구조를 제안한다. 제안된 등화기는 채널 추정을 수행한 후 등화기 초기화를 위한 탭 계수를 찾는다. 구해진 등화기 탭의 초기화 계수에 대해 특정 임계값을 적용하여 유효한 탭을 선택하여 활성화시킨다. 그리고 활성화 된 탭만을 이용하여 채널 등화를 수행한다. 결과적으로 기존 등화기와 동일한 탭 길이를 가지고 있지만, 실제 사용하는 탭 수가 작아지므로 등화기의 단계상수를 크게 만들어 고속 페이딩(fading) 채널의 변화를 빠르게 추적할 수 있게 된다. 제안된 등화기 알고리듬의 성능 개선을 확인하기 위한 실험으로 ATSC DTV 성능 분석시 일반적으로 사용되는 브라질 채널 및 ATSC 등화 성능 요구 조건에 대해 기존의 등화기와 비교 분석하였다. 그 결과 기존의 등화기와 같은 안정성을 가지면서 빠른 수렴 속도를 가지고 고속 페이딩 채널 보상 능력의 큰 향상을 보였다.

Sparse 행렬을 이용한 증폭회로의 최적설계에 관한 연구 (A Study on the Optimization Design for Amplification Circuit using Sparse Matrix)

  • 강순덕;마경희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.60-69
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    • 1980
  • 크고 複雜한 線形回路方程式을 갖는 큰 계통의 回路를 解析하기 위해서는 매우 많은 記憶容量과 時間이 必要하다. 이러한 記憶容量과 계산 時間을 줄이기 위해서 본 論文에서는 Sparse 行列을 利用하여 增幅回路의 最適 設計를 하였다.

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MMSE-DFE와 Sparse-DFE의 등화기 계수 가중치 결합을 이용한 ToV SNR 시간율 향상 기법

  • 전성호;이재권;김정현;임중곤
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2014년도 하계학술대회
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    • pp.250-253
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    • 2014
  • 방송 서비스를 안정적으로 제공하기 위해서는 가시청시간율을 안정적으로 확보하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 수신단에서 ToV SNR 부근에서의 추가적인 margin을 확보하는 기술이 요구된다. 기존 방송 시스템은 안테나를 하나만 사용하는 수신 환경을 가정하고 있으므로, 본 논문에서는 하나의 안테나로부터 수신된 신호를 서로 다른 equalizer 기법 2가지를 동시에 적용하여 마치 2개의 수신 안테나부터 신호를 수신한 효과를 얻었고, 그 출력을 weight combining 하여 최종 SNR 이득을 높이는 기술을 제안하였다. 특히, equalizer 기법은 기존에 성능이 우수하다고 알려져 있는 MMSE-DFE 기술과 최근 큰 주목을 받고 있는 compressed Sensing 기반 sparse-DFE 기술을 동시에 사용하였다. Simulation을 통해서 MMSE-DFE 또는 sparse-DFE를 단독으로 사용하는 것보다 두 기법을 가중치 결합을 통해서 사용함으로써 가시청시간율이 크게 향상되는 것을 확인하였다.

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희소 행렬의 특성을 이용하여 효율적인 등화기 설계법이 적용된 WCDMA 무선 신호 분석기 구현 (Implementation of WCDMA Air Protocol Analyzer with An Effective Equalizer Design using Characteristic of Sparse Matrix)

  • 신창의;최승원
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.111-118
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    • 2013
  • This paper presents implementation of Air protocol analyzer and physical layer design algorithm. The analyzer is a measurement system providing real-time analysis of wireless signals between User Equipment (UE) and Node-B. The implemented system proposed in this paper consists of Digital Signal Processors (DSPs) and Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). The waveform of Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) has been selected for verification of the proposed system. We designed the analyzer using equalizer algorithm and rake-receiver algorithm. Among various algorithms of designing the equalizer, we have chosen Linear Minimum Mean Square Error (LMMSE) equalizer that uses the inverse of channel matrix. Since the LMMSE equalizer uses the inverse channel matrix, it suffers from a large amount of computational load, while it outperforms most conventional equalizers. In this paper, we introduce an efficient procedure of reducing the computational load required by LMMSE equalizer-based receiver.

OMP 알고리즘을 이용한 OFDM 시스템의 시간 영역 등화기 (A Time-Domain Equalization of OFDM Systems Using the OMP Algorithm)

  • 문우식;임성빈
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권9호
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    • pp.138-144
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    • 2012
  • 본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 OMP (Orthogonal Matching Pursuit) 알고리즘을 이용한 시간 영역 등화를 제안한다. OFDM 시스템은 보호구간을 삽입하여 다중 경로 페이딩에 강인한 특성을 보이지만, 도플러 환경에서는 부반송파간의 직교성이 유지되지 않아 채널간의 간섭이 발생한다. 대표적인 시간 영역 등화 방법으로 LS (Least Squares) 알고리즘이 있지만 채널 길이가 길어질수록 잡음에 의한 오차가 커지는 단점이 있다. 다중 경로 페이딩은 서로 다른 지연을 갖는 신호의 합으로 볼 수 있고, 시간 영역에서 성긴 (sparse) 특성이 있다고 할 수 있다. CS (Compressive Sensing) 알고리즘 중 하나인 OMP (Orthogonal Matching Pursuit) 알고리즘은 성긴 채널에서 중요한 요소만을 선택하여 채널을 복원함으로서 잡음의 영향을 줄일 수 있다. 모의실험에서는 여러 가지 채널 환경에서 OMP 알고리즘의 채널 등화 성능을 다른 등화 방법과 비교하여 평가하였다.

고속페이딩 채널 극복을 위한 ATSC DTV용 스파스 적응 등화기 (Sparse Adaptive Equalizer for ATSC DTV in Fast Fading Channel)

  • 허노익;오해석;한동석
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2004년도 정기총회 및 학술대회
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    • pp.193-196
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    • 2004
  • 본 논문에서는 열악한 주파수 선택적 페이딩이나 고속 페이딩 채널 환경에서 ATSC(Advanced Television System Committee) DTV 수신기의 등화 성능 향상을 위해 필터 탭을 선택적으로 사용하는 스파스 적응 등화기 구조를 제안한다. 제안된 등화기는 채널 추정을 수행한 후 등화기 초기화를 위한 탭 계수를 찾는다. 구해진 등화기 탭의 초기화 계수에 대해 특정 임계값을 적용하여 유효한 탭을 선택하여 활성화시킨다. 그리고 활성화 된 탭만을 이용하여 채널 등화를 수행한다. 결과적으로 기존 등화기와 동일한 탭 길이를 가지 고 있지만, 실제 사용하는 탭 수가 작아지므로 등화기의 단계상수를 크게 만들어 고속 페이딩 채널의 변화를 빠르게 추적할 수 있게 된다. 제안된 등화기 알고리듬의 성능 개선을 확인하기 위한 실험으로 ATSC DTV 성능분석 시 일반적으로 사용되는 브라질 채널 및 ATSC등화 성능 요구 조건에 대해 기존의 등화기와 비교 분석하였다. 그 결과 기존의 등화기와 같은 안정성을 가지면서 빠른 수렴 속도를 가지고 고속 페이딩 채널 보상 능력의 큰 향상을 보였다.

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DVB-H 수신기의 전력소모감소를 위한 동기화 기법에 관한 연구 (Studies on Synchronization Techniques for Power Saving of DVB-H Terminal)

  • 남승우;손원
    • 방송공학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.174-181
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    • 2005
  • 이 논문은 DVB-H수신기의 전력소모를 줄이면서도 채널에 강건한 새로운 동기 방법을 제안하였다. DVB-H시스템에서는 수신기의 전력소모를 줄이기 위하여 Time-Slicing방법을 사용하는데 버스트 시간이 짧을수록 수신기의 유효동작시간이 줄어들게 되어 전력소모가 감소된다. 수신기의 유효동작시간에는 버스트를 동기화하기 위한 시간이 포함되므로 이 동기화시간을 줄이면 DVB-H수신기의 전력소모를 줄일 수 있다. DVB-T에서는 채널추정에 사용되는 분산파일럿의 동기화를 위해 프레임동기화를 이용하기 때문에 68 OFDM심볼시간이 걸렸으나 이 논문에서는 참조 OFDM심볼 네 개를 수신기에서 따로 저장하고 현재 입력되는 OFDM심볼과의 상관계수값을 구하여 높은 강건성을 유지하면서도 분산파일럿 동기화에 1 OFDM심볼시간만 소요되는 새로운 방식을 제안하였다. 제안방식의 강건성을 분석하기 위하여 다양한 이동수신 채널환경에서 최소보호비를 구하여 기존 방식과 비교분석하였다.