본 논문에서는 위상 잡음 분석과 성능 평가를 통한 OFDM 기반의 새로운 무선 간섭 제거 중계기를 제안한다. 최근 무선 중계기에 관련된 많은 연구가 진행되고 있다. 이전의 연구는 단지 궤환 신호를 제거하는 알고리즘에 관한 것이었다. 하지만, 무선 중계기 시스템에서는 up/down 컨버터에 위상 잡음의 영향이 존재한다. 무선 중계기 시스템에서 위상 잡음의 영향이 있게 되면 시스템 성능은 매우 열화될 것이다. 따라서, 무선 중계기 시스템에서는 위상 잡음을 효과적으로 제거할 수 있는 위상 잡음 보상기가 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 위상 잡음의 영향을 효과적으로 제거할 수 있는 OFDM 기반의 적응형 위상 잡음 보상기를 제안한다. 간섭을 효과적으로 제거하기 위해서, 무선 중계기 시스템에 적응형 위상 잡음 보상기를 적용한다. 본 논문에서 제안하는 적응형 위상 잡음 보상기를 통해서 위상 잡음의 영향을 효과적으로 제거한다. 또한, OFDM 기반 무선 중계기 시스템에서 발생되는 위상 잡음의 영향을 분석한다. 변조 방식이 4QAM이고 위상 잡음의 전력이 -15 dBc, 위상 잡음의 cutoff 주파수가 100 kHz인 경우에, 제안된 알고리즘의 BER 성능은 $10^{-4}$에서 적응형 등화기를 사용하고 위상 잡음 보상기를 사용하지 않은 경우보다 4 dB 정도 더 좋다.
본 논문에서 제안한 적응형 탐색 채널추정 알고리듬은 간섭신호와 유사한 기준신호를 정하기 위해 LMS 알고리듬을 수행하기 전에 병렬의 컨볼루션 연산을 수행한다. 컨볼루션 연산을 통해 출력된 신호는 채널의 지연시간과 진폭특성을 가지고 있어 간섭신호와 유사한 특성을 가진다. 또한 LMS 알고리듬 수행에 있어서 탭 계수를 갱신할 때 사용하는 추정간격 값을 고정된 값이 아닌 기울기의 부호에 따라 가변적인 값을 갖도록 하였다. 제안된 알고리듬의 성능평가는 이동통신환경과 유사한 Jake's 모델의 Rayliegh 다중경로 채널환경에서 실험하였다. 모의실험결과 기존 LMS 알고리듬은 데이터 110개를 반복 수행함으로써 약 -40 dB의 제곱오차수렴을 보였고 제안한 적응형 탐색 채널추정 알고리듬은 데이터 120개를 반복 수행함으로써 약 -80 dB의 제곱오차수렴을 보였다. 데이터의 반복연산에 따른 수렴속도는 다소 증가하였으나 오차정확도는 약 40 dB의 우수한 개선특성을 보였다.
최근 들어, 이동통신 서비스가 광범위가 사용되고 서비스 지역이 확대됨에 따라 서비스 품질 유지를 위한 서비스 영역의 확장이 요구 되어 짐에 따라 중계기의 역할은 계속적으로 증가하고, 비교적 설치가 용이하고 위치 제약이 적으며, 비용 측면에서 운영 비용이 절감되는 ICS(Interference Cancellation System) 중계기가 요구되어진다.. 하지만 적용되어지는 적응 알고리즘의 필터 업데이트 시 연산량의 증가로 인해 하드웨어 복잡도가 증가하게 되어 구현 시 많은 어려움이 따른다. 본 논문에서는 궤환되는 경로가 존재하는 경우. 기저대역 신호처리를 활용한 ICS 중계기에서 궤환 간섭 신호를 제거를 위한 연산량이 대폭줄여 하드웨어 복잡성을 감소시키는 Complex Signed sign LMS 적응 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위해 Static 채널 환경 하에서 WCDMA 신호를 이용하여 ICS 시스템에 대한 알고리즘을 모의 실험 한 결과, 수렴속도 및 수렴 오차 측면에서 우수한 성능을 통해 구현시 요구되어지는 연산량을 크게 줄여 하드웨어 복잡도를 줄일 수 있는 효과를 볼 수 있게 되었다.
The received signal of ICS repeater is composed of BS(Base Station) and feedback signals. In this case, if the feedback signal is not rejected, system is oscillated. we use the IF signal for rejecting the feedback signal at ICS system. In general, SAW filter is used to reject the image of If signal. the use of this filter generates the system delay problems. In this paper, instead of SAW filter we use the Hilbert transform for rejecting image signal.
This paper investigates the design and performance of a digital on-channel repeater (DOCR) for use in Advanced Television Systems Committee (ATSC) digital television (DTV) broadcasting. The main drawback of a DOCR is the echo interference caused by coupling between transmitter and receiver antennas, which induces system instability and performance degradation. In order to overcome this problem, an echo canceller based on the adaptive echo channel estimation (ECE) technique has been researched and applied for a DOCR. However, in the case of ATSC, the pilot signal, which is used for carrier synchronization, may cause a DC offset error and reduce the isolation performance of the echo canceller for a DOCR in an ATSC network. Moreover, since the multipath fading effect of a radio channel usually occurs in a real environment, it should be minimized to improve the overall performance of a DOCR. Therefore, due to the limited isolation performance of echo canceller and the multipath fading effect, an interference cancellation system (ICS) is proposed for a DOCR in an ATSC network. The performance of the proposed DOCR with an ICS is evaluated by software simulation and hardware test results.
본 논문에서 ICS(Interference Cancellation System) 중계기를 위한 Signed LMS(Least Mean Square) 알고리즘을 제안한다. 제안된 Signed LMS 알고리즘은 스텝 사이즈를 조절함에 따라 성능이 개선된다. 제안된 Signed LMS 알고리즘에서 스텝사이즈가 0.067인 경우 수렴횟수 1000 회 일 때 평균 자승 에러는 기존 CMA 알고리즘보다 약 3 ~ 18 dB정도 더 낮다. 그리고, 평균 자승 에러 -25 dB 일 때 LMS(Least Mean Square)와 CMA보다 수렴횟수가 500 ~ 4000 회 정도 줄어든다.
본 논문에서는 이동통신채널에서 발생하는 간섭현상을 제거하기 위한 적응형 채널추정(adaptive channel estimate) 알고리듬을 제안하였다. 기존 LMS 알고리듬은 입출력사이 오차를 줄이기 위해 사용하는 첫 기준신호의 선택에 따라 수렴속도와 오차정확도에 많은 영향을 받는다. 본 논문에서 제안한 적응형 채널추정 알고리듬은 간섭신호와 유사한 기준신호를 정하기 위해 LMS 알고리듬을 수행하기 전에 병렬의 컨볼루션 연산을 수행한다 컨볼루션 연산을 통해 출력된 신호는 채널의 지연시간과 진폭특성을 가지고 있어 간섭신호와 유사한 특성을 가진다. 제안된 알고리듬의 성능평가는 이동통신환경과 유사한 Jake's 모델에 Doppler 주파수는 130 Hz, Random한 5개의 경로가 존재하는 Rayliegh 다중경로 채널환경에서 실험하였다. 모의실험결과 기존 LMS 알고리듬은 데이터 150개를 반복 수행함으로써 약 -40 dB의 제곱오차수렴을 보였고 제안한 적응형 채널추정 알고리듬은 데이터 200개를 반복 수행함으로써 약 -80 dB의 제곱오차수렴을 보였다. 데이터의 반복연산에 따른 수렴속도는 다소 증가하였으나 제곱오차정확도는 약 40 dB의 우수한 개선특성을 보였다.
간섭제거 무선중계기는 미약한 기지국/단말의 RF신호를 곧바로 증폭해서 송출하여 기지국과 단말간의 연결범위를 확장하는 중계기로 송출된 신호의 일부가 주위환경에 의해 반사되어 입력되는 간섭신호를 제거하는 기능이 필수적이다. 본 논문에서는 궤환 신호 제거를 위한 채널 추정 알고리즘으로 Variable Stepsize Complex Signed-Signed(VSCSS) LMS 적응 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 곱셈/나눗셈 연산이 없이 구현할 수 있어 FPGA 구현시 소요되는 논리 자원(Resource)을 획기적으로 줄일 수 있다. 알고리즘의 성능을 CSS-LMS 알고리즘과 비교 분석하였으며 모의실험을 통해 얻어진 학습곡선(Learning Curve)으로부터 분석의 유효성을 검증하였다. 또한 페이딩 궤환 채널 환경에서 WCDMA 신호에 대한 모의실험으로 널리 사용되고 있는 NLMS 알고리즘과 수렴 속도 및 오차 측면에서 거의 같은 성능을 보임을 입증하였다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제8권2호
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pp.150-154
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2010
In this paper, the adaptive interference cancellation system (ICS) in order to cancel the feedback signal in the wireless communication system is proposed. We cancel the interference with the attenuation signal corresponding to the feedback signal and estimate the feedback signal by using Normalized Least Mean Square (NLMS) algorithm. The proposed scheme showed a better performance of interference cancellation in the measurement results.
In this paper, we propose adaptive search channel estimate algorithm. The proposed algorithm is modified LMS algorithm which has a variable step size and parallel convolution. In simulation result, a error estimate accuracy of the proposed algorithm is about -20 dB and general LMS algorithm is about 10 dB. The proposed algorithm is better error estimate accuracy than general LMS algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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