Kim, Hyoung-Nam;Park, Sung-Ik;Kim, Seung-Won;Kim, Jae-Moung
ETRI Journal
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제26권2호
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pp.101-111
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2004
This paper presents a near-optimum blind decision feedback equalizer (DFE) for the receivers of Advanced Television Systems Committee (ATSC) digital television. By adopting a modified trellis decoder (MTD) with a trace- back depth of 1 for the decision device in the DFE, we obtain a hardware-efficient, blind DFE approaching the performance of an optimum DFE which has no error propagation. In the MTD, the absolute distance is used rather than the squared Euclidean distance for the computation of the branch metrics. This results in a reduction of the computational complexity over the original trellis decoding scheme. Compared to the conventional slicer, the MTD shows an outstanding performance improvement in decision error probability and is comparable to the original trellis decoder using the Euclidean distance. Reducing error propagation by use of the MTD in the DFE leads to the improvement of convergence performance in terms of convergence speed and residual error. Simulation results show that the proposed blind DFE performs much better than the blind DFE with the slicer, and the difference is prominent at the trellis decoder following the blind DFE.
지상파 디지털 TV 신호를 등화하기 위한 이중모드 블라인드 판정귀환 등화기(dual-mode blind decision feedback equalizer)를 제안한다. 제안한 이중모드 판정귀환 등화기는 채널 상태에 따라 판정의거 모드 또는 블라인드 모드에서 동작한다. 등화기의 탭 계수 갱신에 사용될 오차 신호를 판정의거 모드 또는 블라인드 동작 모드에서 발생시킴으로써 탭 계수 갱신의 신뢰도를 높일 뿐만 아니라, 채널의 왜곡 정도에 따라 등화기의 동작이 판정의거 모드와 블라인드 모드 간을 자동 전환함으로써 채널 특성의 변화를 추적할 수 있다. 모의실험을 통해 다양한 정적 및 다이내믹 다중경로 채널 하에서 8-VSB(vestigial sideband) 변조된 디지털 TV 신호에 적용하여 제안한 등화 기법과 종래의 방법에 의한 성능을 평균 자승 오차(mean square error: MSE)와 심벌 오율(symbol error rate: SER) 관점에서 비교, 제안한 방법의 유용성을 확인하였다.
디지털 자기기록 장치에서의 용량의 증가는 필연적으로 심각한 인접 심벌간의 간섭 (Intersymbol interference : ISI)과 비선형 왜곡현사을 겪게된다. 본 논문에서는 디지털 자기기록 채널의 심각한 심벌간의 간섭과 비선형 왜곡현상을 보상해 주기 위한 방법으로 신경망을 이용한 등화기를 부분 삭제 모델로 나타난 자기기록 채널에 적용하였다. 신경망을 이용한 결정궤환 등화기 (Neural Decision Feedback Equalizer : NDFE)와 일반적인 결정궤환 등화기 (Decision Feedback Equalizer : DFE)간의 성능을 컴퓨터를 이용한 모의 실험을 통해 비교하였다. 실험 결과, 신경망을 이용한 결정궤환 등화기가 기존의 결정궤환 등화기보다 디지털 자기기록 장치에서 기록 밀도가 증가함에 따라 같은 신호 대 잡음비 (Signal-to-Noise Ratio : SNR)에서 우수한 비트 오류 확률 (bit error probability or bit error ratio : BER) 성능을 보였다.. 또한 같은 밀도의 경우에도 비선형 왜곡 현상이 강할수록 신경망을 이용한 결정궤환 등화기가 보다 안정적이며 우수한 성능을 보였다.
우리나라의 지상파 DTV 전송 방식인 8-VSB 변조 방식은 크기에 정보를 실어서 보내기 때문에 다중경로에 의한 심벌간 간섭에 다소 취약한 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 지상파 DTV 수신기에서는 판정 궤환 등화기를 사용하여 채널 등화를 수행해 왔다. 하지만 SFN(single frequency network) 환경과 같은 열악한 채널에서는 판정 오류로 인한 에러전파로 안정적인 등화를 수행하지 못한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 주파수 영역에서 직접 채널의 역을 곱해서 채널등화를 수행하는 zero forcing 등화 방법을 제안한다. 이를 위해서 채널 정합 필터와 비인과 필터를 사용하여 비최소 위상(nonminimum phase) 채널을 최소 위상(minimum phase) 채널로 근사화시킴으로써 채널의 역의 안정성을 보장할 수 있게 하였다. 시뮬레이션을 통하여 SFN 채널 환경에서 제안된 주파수 영역 등화기가 기존의 판정 궤환 등화기에 비하여 안정성과 SER(symbol error rate) 측면에서 모두 향상된 성능을 얻을 수 있음을 보인다.
본 논문에서는 채널 추정 과정이 필요하지 않은 블라인드 결정 궤환 등화기를 제안하였다. 등화기 계수는 수신신호의 이차 통계 특성을 이용하여 직접 얻어진다. 최적화된 다단계 예측 오류 필터(PEF)의 출력은 채널의 부분응답과 송신 신호열의 곱으로 표현되기 때문에, 역방향 다단계 PEF는 블라인드 결정 궤환 등화기의 피드포워드필터 (FFF)로 사용될 수 있다. 또한 이에 따른 피드백 필터는 심볼율 부분 채널 응답을 통해서 얻어진다. 제안되는 기법은 정확한 채널의 길이를 알지 않아도 안정적인 성능을 가진다는 점에서 기존의 블라인드 채널 추정기법에 비해 장점을 가진다.
This paper proposes an impulse response shortening algorithm applicable to decision feedback equalization of single carrier wideband signal. When he impulse response shortening methods for narrowband signaling are applied to single carrier wideband signals, they result in noise enhancement problem, significantly deterioriting the receiver performance. This problem can be alleviated by educing the eigenvalue spread ratio of the impulse response, which can be achieved by adding additive white noise with small variance to the impulse response of the channel. The performance of the proposed scheme is verified by computer simulation.
This paper presents a nonlinear least squares decision feedback equalizer Bilinear systems are attractive because of the ability to approximate a large class of nonlinear systems efficiently. The nonlinearity of channel is modeled using a bilinear system. The algorithms are derived by using the QR decomposition for minimization covariance matrix of prediction error by applying Givens rotation to the bilinear model. Result of computer simulation experiments that compare the performance of the bilinear DFE to two other DFE's in eliminating the intersymbol interference caused by a nonlinear channel are presented In the paper.
To investigate the equalizer performance in underwater acoustic communication m the presence of intersymbol interference (ISI) due to multipath, computer simulations are carried out in discrete multipath shallow water channels for three different horizontal ranges. For the purpose of computation simplicity, least mean square (LMS) algorithm is adopted both in linear equalizer and nonlinear equalizer, decision feedback equalizer (DFE) to cancel out ISI effects. Binary phase shift keying (BPSK) signals have been transmitted with high data rate of 2000bps through the use of equalization technique. The results demonstrate that equalization is an efficient way to achieve high transmission data rate in the shallow water channel.
High-speed I/O channels require adaptive techniques to optimize the settings for filter tap weights at decision feedback equalization (DFE) read channels to compensate for channel inter-symbol interference (ISI) and crosstalk from multiple adjacent channels. Both ISI and crosstalk tend to vary with channel length, process, and temperature variations. Individually optimizing parameters such as those just mentioned leads to suboptimal solutions. We propose a joint optimization technique for crosstalk cancellation (XTC) at DFE to compensate for both ISI and XTC in high-speed I/O channels. The technique is used to compensate for between 15.7 dB and 19.7 dB of channel loss combined with a variety of crosstalk strengths from $60mV_{p-p}$ to $180mV_{p-p}$ adaptively, where the transmit non-return-to-zero signal amplitude is a constant $500mV_{p-p}$.
본 논문에서는 주파수 선택적 다중 경로 페이딩 채널에서 필터 뱅크 기반의 직교 주파수 분할 다중 데이터 전송 시스템을 위한 새로운 DFE 등화 기법을 제안하였다. 기존의 OFDM 시스템과 비교하여 제안된 시스템의 복잡도가 증가하지만 비트 오류율에 있어서 나은 성능을 얻을 수 있었다. 시뮬레이션 결과 특히 낮은 SNR 태널 환경에서 제안한 기법이 우수한 성능을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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