• Title/Summary/Keyword: minimum mean-square error equalization

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이중 선택적 채널 OFDM 시스템을 위한 블록 선형 MMSE 등화 방식의 성능 분석 (Performance Analysis of Block Linear MMSE Equalization for OFDM Systems in Doubly Selective Channels)

  • 임동민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.76-82
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    • 2010
  • 본 논문에서는 이중 선택적 채널 OFDM 시스템을 위한 블록 선형 MMSE(Minimum Mean Square Error) 등화 방식의 성능을 컴퓨터 모의실험을 통하여 분석한다. 블록 선형 MMSE 등화 방식의 BER(Bit Error Rate) 성능은 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 증가함에 따라 BER이 처음에는 감소하다가 SNR이 일정 값을 넘어서면 BER이 오히려 증가하는 다소 특이한 현상을 나타낸다. 본 논문에서는 블록 선형 MMSE 등화 과정에 포함된 선형연립방정식 계수 행렬의 상태수(condition number) 분석을 통하여 이러한 블록 선형 MMSE 등화 방식의 BER 특성을 규명하고 높은 SNR 값에서의 BER 성능 저하를 개선하는 새로운 방안을 제시한다.

음영 지역을 위한 3-슬롯 기반의 AF 방식 중계기 네트워크에서의 단일 반송파 주파수 대역 등화 기법 (Single Carrier Frequency Domain Equalization in 3-slot Based Amplify-and-Forward Relaying Network for Shadow Area)

  • 원희철
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.9-16
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    • 2012
  • 셀 커버리지 확대 및 음영 지역 해소를 위하여 중계기를 활용하는 이동 통신 시스템이 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 음영 지역 성능 개선을 위하여 AF(amplify-and-forward) 방식 중계기를 활용하여 다중 경로가 확보된 네트워크에서의 SC-FDE(single carrier-frequency domain equalizer)를 위한 등화 기법을 제안한다. 3-슬롯 기반 다중 경로 상황에서 중계기를 통해 수신된 신호를 MRC (maximum ratio combining) 방식으로 합쳐 MMSE (minimum mean square error) 등화 기법을 적용하면 다이버시티 이득을 획득하여 SC-FDE 시스템의 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이를 위하여, AF 방식 중계기 기반의 다중 경로 네트워크에서 SC-FDE를 위한 MRC 계수 및 MMSE 등화 탭의 수식을 정확히 도출하여 제시하고, 실험 결과를 통해 성능 향상을 확인한다.

Newton 방법을 적용한 시간영역 MMSE 등화 알고리즘의 연구 (A Study on the Algorithm of Time Domain MMSE Equalization Using Newton Method)

  • 이영진;박일근;서종수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권12A호
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    • pp.1978-1982
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    • 2001
  • 다중 반송파 전송시스템에서 수신신호의 지연 확산에 따른 인접 심볼간섭 (ISI)과 인접 채널간섭 (ICI)을 제거하기 위하여 전송프레임에 삽입한 Cyclic Prefix (CP)는 시스템의 전송 효율을 저하한다. 시간영역 등화기는 채널 임펄스 응답 시간을 줄임으로써, 채널의 상태에 상관없이 CP 길이를 최소로 유지하여 시스템의 전송 효율을 개선한다. 본 논문에서는 MMSE (Minimum Mean Square Error) 방식 시간영역 등화기에 Newton 방법을 적용함으로써, 최적의 등화기 탭 계수를 추정하는 연산 시간을 단축할 수 있는 알고리즘을 제안하고 그 성능을 분석하였다.

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Belief Propagation을 이용한 터보 등화기 (Turbo Equalization using Belief Propagation)

  • 이윤희;최수용
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.281-282
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    • 2008
  • Turbo equalizers which use MAP (maximum a posteriori probability) equalizer or MMSE (minimum mean square error) equalizer have shown high performance and adoptability [1], [2]. In this paper, we show that the BP (belief propagation) algorithm can also be applied in equalizer and when it is connected with channel code, it can replace the MAP equalizer with similar complexity and performance.

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개선된 터보 등화기의 설계와 성능 평가 (Design and Performance Evaluation of Improved Turbo Equalizer)

  • 안창영;유흥균
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.28-38
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    • 2013
  • 본 논문에서는 단일 반송파 시스템에서 LDPC(low density parity check) 부호와 LMS(least mean square) 알고리즘을 이용한 적응 등화기를 사용한 시스템에서 간단한 계산을 통한 궤환 신호를 생성하여 성능을 향상 시키는 개선된 터보 등화기를 제안한다. LDPC부호는 오류를 정정하는데 있어서 매우 좋은 성능을 보인다. 그러나 LDPC 부호는 열악한 환경에서 좋은 성능을 내기 위하여 긴 패리티 검사행렬을 사용하고 LDPC 부호의 반복을 증가시켜 계산량이 크게 늘어난다. 추가로 성능을 더욱 향상시키기 위해 LDPC 부호 기반의 터보 등화 방법을 사용한다. 이 시스템의 경우 반복횟수의 증가로 계산량이 매우 크게 증가하는 단점이 있다. 이러한 계산량의 증가를 보완하기 위하여 LDPC 부호와 연판정 이후의 신호를 이용하여 적응 등화기를 조절한다. 시뮬레이션 결과 더 적은 계산량으로 LDPC 부호를 사용하고 SISO-MMSE(soft input soft output minimum mean square error)알고리즘 기반인 터보 등화기에 근접하는 성능을 내는 것을 확인하였다.

A Novel Adaptive Turbo Receiver for Large-Scale MIMO Communications

  • Chang, Yu-Kuan;Ueng, Fang-Biau;Tsai, Bo-Yi
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권7호
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    • pp.2998-3017
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    • 2018
  • Massive (large-scale) MIMO (multiple-input multiple-output) is one of the key technologies in next-generation wireless communication systems. This paper proposes a high-performance low-complexity turbo receiver for SC-FDMA (single-carrier frequency-division multiple access) based MMIMO (massive MIMO) systems. Because SC-FDMA technology has the desirable characteristics of OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) and the low PAPR (peak-to-average power ratio) of SC transmission schemes, the 3GPP LTE (long-term evolution) has adopted it as the uplink transmission to meet the demand high data rate and low error rate performance. The complexity of computing will be increased greatly in base station with massive MIMO (MMIMO) system. In this paper, a low-complexity adaptive turbo equalization receiver based on normalized minimal symbol-error-rate for MMIMO SC-FDMA system is proposed. The proposed receiver is with low complexity than that of the conventional turbo MMSE (minimum mean square error) equalizer and is also with better bit error rate (BER) performance than that of the conventional adaptive turbo MMSE equalizer. Simulation results confirm the effectiveness of the proposed scheme.

DSRC 시스템에서의 고속처리를 위한 채널등화기법에 대한 연구 (A Study on Channel Equalization Technique for High-Speed Processing on DSRC System)

  • 성태경;최종호;조형래
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.109-116
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    • 2004
  • 무선 다중경로 채널에서 데이터를 고속으로 전송할 경우, 신호는 페이딩, ISI(inter-symbol interference) 등의 영향으로 높은 에러율을 가지게 된다. 현재의 DSRC 시스템은 1 Mbps 이상의 데이터 서비스가 어려울 것으로 예상되므로 새로운 채널등화기법 및 개선된 변복조방식이 요구된다. OFDM(onhogonal frefuency division multiplexing) 방식은 보호기간의 삽입을 통하여 ISI를 방지할 수 있으므로 고속 데이터 전송에 적합하다. 그러나, 보호기간이 각각의 심볼주기에 사용되는 채널 지연 확산보다 길어지므로 채널의 효율성 측면에서 상당한 손실이 야기된다. 그러므로 등화기를 고속의 데이터 전송율과 긴 채널 지연확산 조건을 가지는 ITS 서비스에 적용하기 위해서는 ISI를 제거할 필요가 있다. 본 논문에서는 DSRC 시스템을 위한 채널등화기를 설계하였으며, 다중경로 페이딩 환경에서 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 분석하였다. 그 결과 DSRC 시스템에서 고속의 전송환경을 충족시키기 위해서는 의사 LMMSE(linear minimum mean-square error) 등화기의 성능이 LS(least square) 등화기보다 우수함을 알 수 있었다.

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MBOK DS-UWB 시스템을 위한 주파수 영역 등화기 알고리즘의 설계 (Design of a Frequency Domain Equalizer Algorithm for MBOK DS-UWB System)

  • 강신우;임세빈;최형진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권10A호
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    • pp.1034-1041
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    • 2007
  • 본 논문에서는 고속 무선 통신을 위한 IEEE 802.15.TG3a PHY proposal 중에서 MBOK DS-UWB (M-ary bi-orthogonal keying direct sequence UWB) 시스템의 수신기를 위한 개선된 방식의 FD MMSE (frequency domain minimum mean square error) equalizer 알고리즘을 제안한다. 기존 FD MMSE equalizer 알고리즘에서는 모든 전송 패킷에 CP (cyclic prefix)를 삽입해야 하므로 일반적인 SC (single carrier) 시스템에 적용할 경우 구조적인 제한이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 CP를 사용하지 않는 FD MMSE equalizer 알고리즘을 제안하였으며, 보다 정확한 채널 추정 및 보상을 위하여 MAF (moving average filter) 및 moving FFT 기법을 사용하여 수신 성능의 안정성을 증대시킴으로써 실내 무선 채널 환경에 보다 적합하도록 설계하였다. IEEE 802.15.TG3a 무선 채널 모델 환경에서의 성능 평가를 수행하고 일반적인 FDE 및 TD (time domain) MMSE-RAKE 수신기와의 성능 비교를 통해, 제안한 FD MMSE equalizer 알고리즘의 우수성을 입증하였다.

선형 적응 등화기 적용에 의한 광대역 무선채널 특성 개선에 관한 연구 (A Study on Improvement of Broadband Radio Channel Characteristics using Linear Adaptive Equalizer)

  • 윤영석;하덕호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.211-218
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    • 2000
  • 본 연구에서는 최소 자승 에러 최소화(MMSE: Minimum Mean Square Error) 선형 적응 등화기를 이용하여 실내 무선 광대역 고속 신호전송 특성 개선의 기초연구로서, 먼저 16-QAM 시스템에 채용할 경우의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통새 분석하였으며, 또한 실제적으로 실내 비가시거리 조건에서 원형편파 안테나를 이용하여 측정한 광대역 신호에도 적용하여 광대역 무선채널 특성 개선을 시도하였다. 그 결과 MMSE 등화기를 채용한 경우가 등화기를 채용하지 않은 통산의 16-QAM에 비해 $10^{-2}$를 기준으로 약 6dB, $10^{-3}$을 기준으로 13dB 정도의 성능 개선을 가져왔으며, 실내 비가시거리 조건에서 측정한 광대역 신호에 적용결과 상당한 대역내 편차특성 개선이 있었으며, 또한, 편파 다이버시티 기법을 함께 접목함으로 보다 효과적으로 광대역 채널특성 및 페이딩을 개설할 수 있었다.

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Low complexity ordered successive interference cancelation detection algorithm for uplink MIMO SC-FDMA system

  • Nalamani G. Praveena;Kandasamy Selvaraj;David Judson;Mahalingam Anandaraj
    • ETRI Journal
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    • 제45권5호
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    • pp.899-909
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    • 2023
  • In mobile communication, the most exploratory technology of fifth generation is massive multiple input multiple output (MIMO). The minimum mean square error and zero forcing based linear detectors are used in multiuser detection for MIMO single-carrier frequency division multiple access (SCFDMA). When the received signal is detected and regularization sequence is joined in the equalization of spectral null amplification, these schemes experience an error performance and the signal detection assesses an inversion of a matrix computation that grows into complexity. Ordered successive interference cancelation (OSIC) detection is considered for MIMO SC-FDMA, which uses a posteriori information to eradicate these problems in a realistic environment. To cancel the interference, sorting is preferred based on signal-to-noise ratio and log-likelihood ratio. The distinctiveness of the methodology is to predict the symbol with the lowest error probability. The proposed work is compared with the existing methods, and simulation results prove that the defined algorithm outperforms conventional detection methods and accomplishes better performance with lower complication.