• 제목/요약/키워드: MSE_MMA

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Nonconstant Modulus 신호에서 NM-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 해석 (Performance Analysis of NM-MMA Adaptive Equalization Algorithm in Nonconstant Modulus Signal)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.113-118
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    • 2017
  • 본 논문에서는 nonconstant modulus 신호에서 기존 MMA 알고리즘의 수렴 속도를 개선하고 SE-MMA 알고리즘의 높은 MSE를 줄일 수 있는 NM-MMA (Novel Mixed-Multi Modulus Algorithm) 알고리즘을 제안하며, 이의 등화 성능을 해석하였다. NM-MMA에서는 비용 함수로서 기존 MMA와 SE-MMA 비용 함수의 gradient vector 를 적절한 가중치의 합으로 구성하여 탭 계수 갱신에 이용하므로서 수렴 속도와 MSE 성능을 개선할 수 있다. 이를 위하여 동일한 채널과 스텝 크기 및 신호대 잡음비를 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며 성능 해석을 위한 지수로는 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MSE와 SER을 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 제안 NM-MMA는 기존 MMA의 수렴 속도를 개선하고, SE-MMA보다 적은 MSE 성능과 SER 성능을 얻을 수 있음을 확인하였다.

Minimum Disturbance 기법을 적용한 AM-SCS-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 해석 (A Performance Analysis of AM-SCS-MMA Adaptive Equalization Algorithm based on the Minimum Disturbance Technique)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.81-87
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    • 2016
  • 본 논문에서는 기존 MMA 적응 등화 알고리즘의 안정성과 낮은 신호대 잡음비에서 robustness를 개선하기 위해 adaptive modulus와 miniumum-disturbance 기법을 적용한 AM-SCS-MMA (Adaptive Modulus-Soft Constraint Satisfaction-MMA) 알고리즘의 성능을 해석하였다. AM-SCS-MMA는 적응 등화를 비용 함수를 최소화하기 위해 adaptive modulus와 기존의 LMS 나 gradient descent algorithm 대신 deterministic optimization problem의 minimum-disturbance 기법을 적용하여 탭 계수를 갱신하므로서 채널에서 발생되는 진폭과 위상 찌그러짐에 의한 부호간 간섭을 동시에 줄이면서 등화 필터의 안정성 및 다양한 잡음에 대한 roburstness를 개선시킬 수 있다. 이의 개선 성능을 확인하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MSE와 채널 추적 능력을 나타내는 EMSE (Excess MSE) 및 SER을 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 AM-SCS-MMA는 MMA보다 잔류 isi와 MSE에서는 수렴 속도는 늦지만 정상 상태 이후 잔여량이 감소되고 열악한 신호대 잡음비에서 robustness가 있었지만, 채널 추적 능력에서는 열화됨을 확인하였다.

Adaptive Modulus를 이용한 NM-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 개선 (A Performance Improvement of NM-MMA Adaptive Equalization Algorithm using Adaptive Modulus)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.113-119
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    • 2018
  • 본 논문은 NM-MMA (Novel Mixed-Multi Modulus Algorithm) 알고리즘에서 고정 modulus 대신 adaptive modulus를 이용한 적응 등화 성능을 개선시킨 AM-NM-MMA (Adaptive Modulus-NM-MMA)에 관한 것이다. NM-MMA는 MMA의 정상 상태에서 적은 잔여량을 얻는 대신 수렴 속도가 느리며, SE-MMA는 수렴 속도가 빠르지만 잔여량이 증대되는 성능을 절충시키기 위해 등장하였다. 그러나 고정 modulus를 이용하므로 완전 등화 상태에서도 잔여량이 0이 되지 않아 등화 성능이 열화되므로 이를 개선하기 위하여 논문에서는 adaptive modulus를 적용하였으며, 이의 개선된 성능을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이를 위하여 등화 성능 지수로 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MD, MSE 및 SER 성능을 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 AM-NM-MMA는 NM-MMA보다 등화 출력 신호의 성상도, 잔류 isi, MD, MSE에서 수렴 속도와 잔여량에서는 우월하였으나, SER 성능에서는 열화됨을 확인하였다.

NM-MMA 적응 등화 알고리즘에서 Scaling Factor에 의한 성능 변화 (A Performance Variation by Scaling Factor in NM-MMA Adaptive Equalization Algorithm)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.105-110
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    • 2018
  • 본 논문에서는 NM-MMA (Novel Mixed-Multi Modulus Algorithm) 알고리즘에서 mixed 비용 함수를 얻기 위한 scaling factor값에 의한 적응 등화 성능을 비교하였다. NM-MMA의 mixed 비용 함수는 MMA와 SE-MMA 비용 함수에서 gradient vector를 적절한 scaling factor 가중치 합으로 구성되며, 이를 이용하여 탭 계수 갱신을 하므로서 기존 방식들의 수렴 속도와 MSE양을 개선할 수 있다. 논문에서는 scaling factor를 변화시킬 때 동일한 채널과 스텝 크기 및 신호대 잡음비의 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MD, MSE 및 SER 성능을 비교하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 MMA 비용 함수의 가중치가 SE-MMA 비용 함수의 가중치보다 큰 경우에는 성능 지수의 잔여량에서 우월하며, 그 반대의 경우 수렴 속도가 개선됨을 확인하였다.

이중 스텝 크기를 가지는 MSAG-SCS-MMA-I 적응 블라인드 등화 알고리즘의 성능 평가 (Performance Evaluation of MSAG-SCS-MMA-I Adaptive Blind Equalization Algorithm with dual step-size)

  • 정영화
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.115-121
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    • 2019
  • 본 논문은 256-QAM 시스템에서 기존 SCS-MMA-I 알고리즘의 수렴 속도를 현저히 개선하면서도 정상상태에서 매우 작은 잔류 ISI 및 MSE를 가지는 이중 스텝 크기를 가지는 MSAG-SCS-MMA-I 적응 블라인드 등화 알고리즘을 제안하고, 이 알고리즘에 대한 등화 성능을 평가한다. SCS-MMA-I 와 결정지향 알고리즘으로 부터 얻어지는 '1' 또는 '0'의 이진 Flag에 의해 제어되는 MSAG-SCS-MMA-I의 탭 갱신 식에 고정된 스텝 크기 대신에 결정지향 오차의 크기에 따라 서로 다른 스텝 크기를 적용함으로써 우수한 등화 성능을 가지도록 하였다. 컴퓨터 모의실험 수행 결과 잔류 ISI과 MSE, 그리고 MD등의 성능 지표면에서 제안한 알고리즘이 MMA나 SCS-MMA-I, 그리고 MSAG-SCS-MMA-I 알고리즘보다 훨씬 뛰어난 성능을 가짐을 확인하였다.

Nonconstant Modulus 신호에 대한 DSE-MMA와 QE-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 비교 (A Performance Comparison of DSE-MMA and QE-MMA Adaptive Equalization Algorithm in Nonconstant Modulus Signal)

  • 임승각;유시영
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.67-72
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    • 2021
  • 본 논문에서는 MMA 적응 등화 알고리즘의 연산량을 간략화시킨 DSE-MMA (Dithered Signed-Error MMA)와 QE-MMA (Quantized-Error MMA) 의 적응 등화 성능을 비교하였다. DSE-MMA 알고리즘에서는 적응 등화기의 탭 계수 갱신을 위한 오차 신호와의 승산 부분에서 극성만을 고려하며 dithered signal을 이용하여 잡음에 대한 robustness를 개선하지만, QE-MMA 알고리즘에서는 오차 신호의 비선형 power-of-two 양자화 연산을 수행한 후 이의 극성만을 이용하므로 H/W 응용을 쉽게 한다. 이들 알고리즘을 동일 채널의 환경에 적용하여 등화기 출력 신호 성상도, 수렴 특성을 나타내는 잔류 isi, 최대 찌그러짐과 MSE 및 알고리즘의 외부 잡음에 대한 강인성을 나타내는 SER을 비교하였다. 시뮬레이션 결과 SER의 제외한 나머지 성능에서 QE-MMA가 DSE-MMA보다 우월하며, SER에서는 dither 신호에 의하여 DSE-MMA가 우월함을 알 수 있었다.

Nonconstant modulus 신호의 적응 등화를 위한 SE-MMA와 QE-MMA 알고리즘 성능 비교 (Performance Comparison of SE-MMA and QE-MMA for Adaptive Equalization in Nonconstant modulus signal)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.105-111
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    • 2017
  • 본 논문은 16-QAM과 같은 스펙트럼 효율적인 nonconstant modulus 신호 전송에서 채널에 의한 부호간 간섭을 보상하기 위한 SE-MMA (Signed Error-Multiple Modulus Algorithm)와 QE-MMA (Quantized Error-Multiple Modulus Algorithm) 적응 등화 알고리즘의 성능을 비교하였다. 기존 MMA 적응 등화기의 탭 계수 갱신시 오차 신호가 필요하게 되는데, SE-MMA는 연산량을 줄이기 위해 오차 신호의 극성만을 이용하며, QE-MMA는 오차 신호의 극성에 유한 비트의 2의 승수 양자화 성분까지 고려하게 되므로 이로 인하여 서로 상이한 등화 성능을 갖게 된다. 이들의 성능을 비교하기 위하여 동일한 채널과 환경에서 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, 최대 찌그러짐과 MSE, SER을 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 결과 모든 성능 지수에서 QE-MMA가 SE-MMA보다 우월함을 확인하였다.

가변 스텝 크기를 적용한 FC-MMA 블라인드 등화 알고리즘의 성능 개선 (A Performance Improvement of FC-MMA Blind Equalization Algorithm based on Varying Step Size)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.101-106
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    • 2019
  • 본 논문에서는 nonconstant modulus 신호 전송에서 채널에서 발생되는 부호간 간섭 영향을 줄이기 위한 FC-MMA 적응 등화 알고리즘에 가변 스텝 크기를 적용하여 등화 성능을 개선할 수 있는 VSS-FC-MMA 알고리즘을 제안한 후, 이의 개선된 성능을 확인하였다. FC-MMA 는 적응 등화를 위한 오차 신호를 얻을 때 신호 심볼의 레벨수를 고려한 수정된 dispersion constant와 고정 스텝 크기를 적용하여 MMA의 수렴 속도를 개선할 수 있지만 정상 상태에서 등화 성능이 열화된다. 논문에서 제안하는 VSS-FC-MMA는 기존 FC-MMA와 가변 스텝 크기를 적용하므로서 정상 상태에서 등화 성능을 개선할 수 있으며, 이를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이를 위하여 동일한 채널과 신호대 잡음비를 적용할 때 알고리즘의 신호 복원 능력 및 성능 비교를 위한 지수로는 잔류 isi, MSE와 SER을 적용하였다. 시뮬레이션의 결과 제안 VSS-FC-MMA는 FC-MMA보다 잔여량과 SER 성능이 개선되지만, 수렴 속도에서는 1.7배 정도 늦어짐을 확인하였다.

Adaptive Modulus와 Adaptive Stepsize를 이용한 Hybrid-DSE-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 분석 (A Performance Analysis of Hybrid-DSE-MMA Adaptive Equalization Algorithm based on Adaptive Modulus and Adaptive Stepsize)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.75-80
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    • 2021
  • 본 논문은 DSE-MMA (Dithered Sign Error-MMA) 적응 등화기에서 adaptive modulus와 adaptive stepsize를 이용하여 등화 성능을 개선할 수 있는 Hybrid-DSE-MMA에 관한 것이다. DSE-MMA는 탭 계수 갱신을 위한 오차 신호를 얻을 때 dither 신호를 부가한 후 이의 부호만을 이용하므로 SE-MMA의 외부 잡음에 대한 robustness 성능을 개선시키지만, 고정 modulus와 stepsize를 이용하므로 수렴 속도와 잔류 isi 성능이 저하되는 단점이 있다. 논문에서는 등화기 출력 신호의 전력에 비례하는 adaptive modulus와 adaptive stepsize를 DSE-MMA에 적용하므로서 저하되는 등화 성능을 개선할 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인한다. 개선된 등화 성능을 기존 DSE-MMA와 비교하기 위하여 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 잔류 isi, MD (Maximum Distortion), MSE 및 외부 잡음에 대한 알고리즘의 강인성을 알 수 있는 SER 성능을 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 Hybrid-DSE-MMA 알고리즘은 모든 잔류 isi와 MD, MSE 및 SER등의 모든 성능 지수에서 DSE-MMA 보다 개선 되지만 수렴 속도가 늦어짐을 알 수 있었다.

Dither 신호를 이용한 DSE-MMA와 DQE-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 비교 (A Performance Comparison of DSE-MMA and DQE-MMA Adaptive Equalization Algorithm using Dither Signal)

  • 임승각;유정봉;강대수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.45-50
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    • 2022
  • 본 논문에서는 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 줄이기 위한 적응 등화 알고리즘에서 dither 신호를 이용하는 DSE-MMA와 DQE-MMA 의 등화 성능을 비교하였다. 이들 알고리즘은 기존 MMA의 연산량을 줄이기 위하여 등장하였으며, 적응을 위한 오차 신호를 얻는 과정에서 dither 신호를 부가한 후 1 또는 N 비트의 양자화를 수행함으로서 양자화 오차 성분이 independent and identical 분포하도록 하여 적응 알고리즘의 robustness 성능을 개선할 수 있지만 정상 상태에서 MSE 성능이 열화된다. 논문에서는 동일한 채널과 신호대 잡음비에서 동일한 개념의 dithering에 의한 DSE-MMA와 DQE-MMA의 적응 등화 성능을 시뮬레이션을 통해 직접 비교하였다. 시뮬레이션 결과 DQE-MMA가 수렴 속도를 제외한 모든 성능 지수의 잔여량에서 DSE-MMA보다 우월함을 확인하였다.