계산 복잡성이 단순화된 비선형 추정기를 사용한 Bussgang 블라인드 등화

오길남,Oh, Kil-Nam 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.42 No.6

이 논문에서는 계산 복잡성이 단순화된 비선형 추정기를 소개하고, 이를 적용한 Bussgang 블라인드 등화 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 베이즈 추정기가 눈 모형이 닫힌 등화 초기에는 시그모이드 추정기로 잘 근사화되며, 눈 모형이 열린 조건에서는 임계 추정기에 근사화되는 사실을 이용하였다. 제안 방법에서는 매 갱신 마다 채널 왜곡의 정도에 따라 시그모이드 추정기와 임계 추정기를 선택적으로 적용하고, 특히 시그모이드 추정기에 축소 신호점을 도입함으로써 고차 QAM 신호의 블라인드 등화에 적용 시 계산 복잡성을 극히 단순화하는 동시에 블라인드 수렴 특성과 정상상태 성능을 개선할 수 있음을 보인다. This paper introduces nonlinear estimators with reduced complexity, and proposes the Bussgang blind equalization algorithm employing the nonlinear estimators. The proposed algorithm utilized the facts that the Bayesian estimator is well approximated to the sigmoid estimator in initial stage of equalization with closed eye and is well approximated to the threshold estimator under open eye condition. The proposed method adopts selectively one of the two nonlinear estimators, i.e., the sigmoid estimator and the threshold estimator, according to channel distortion level at each iteration. As a result, by using the sigmoid estimator with reduced constellation, the proposed scheme, as it is applied to blind equalization of high-order QAM signals, simplifies the computational complexity extremely, and enhances the blind convergence capability and steady-state performance.

오차 제곱 가중치기반 랩 계수 갱신을 적용한 동시 등화기

오길남,Oh, Kil-Nam 한국통신학회 2011 韓國通信學會論文誌 Vol.36 No.3C

동시 등화는 통신 채널을 블라인드 등화 시 수렵 특성 개선에 유용하다. 그러나 동시 등화는 등화기가 정상상태에 수렴한 후에도 동시 적응을 계속함으로써 성능 개선이 제한적이다. 본 논문에서는 동시 등화의 수렴 특성과 함께 정상상태 성능을 개선하기 위해, 가변 수렴상수와 가중치기반의 탭 계수 갱신을 적용하는 새로운 동시 등화 기법을 제안한다. 제안하는 동시 vsCMA+DD 등화는 가변 수렴상수 CMA(variable step-size CMA: vsCMA)와 판정의거 (decision-directed: DD) 알고리즘의 오차 신호를 사용하여 가중치를 산출하고, 이를 이용하여 두 등화기를 각각 가중 갱신한다. 제안 방법은 vsCMA에 의해 CMA의 오차 성능을 개선하고, 가중치기반의 탭 계수 갱신에 의해 수렴 속도와 정상상대 성능을 개선하였다. 모의실험을 통해 제안 방식의 성능 개선을 검증하였다. For blind equalization of communication channels, concurrent equalization is useful to improve convergence characteristics. However, the concurrent equalization will result in limited performance enhancement by continuing concurrent adaptation with two algorithms after the equalizer converges to steady-state. In this paper, to improve the convergence characteristics and steady-state performance of the concurrent equalization, proposed is a new concurrent equalization technique with variable step-size parameter and weight-based tap coefficients update. The proposed concurrent vsCMA+DD equalization calculates weight factors using error signals of the variable step-size CMA (vsCMA) and DD (decision-directed) algorithm, and then updates the two equalizers based on the weights respectively. The proposed method, first, improves the error performance of the CMA by the vsCMA, and enhances the steady-state performance as well as the convergence speed further by the weight-based tap coefficients update. The performance improvement by the proposed scheme is verified through simulations.

블라인드 등화 초기와 정상상태에서 동시에 효과적인 오차 신호 설계

오길남(Gil-Nam Oh) 한국정보기술학회 2012 한국정보기술학회논문지 Vol.10 No.6

The performance of blind equalization that does not use training signals depends on the error signal used. However, it is not easy to generate the optimum error signal for equalization in initial phase and steady-state at the same time. In this paper, using two error signals with the characteristics required in the initial phase and steady-state equalization, we devised the new error signals with two attributes at the same time by combining two weighted error signals by special methods. Two methods to generate new error signals are proposed and the performance of both algorithms using these new error signals were compared with that of conventional blind equalization methods, constant modulus algorithm (CMA) and concurrent CMA+DD. Under the multipath channel and additive noise conditions, the usefulness of the proposed method of error signals design applied to the equalization of 64-QAM signal was confirmed.

저밀도 심볼점과 고밀도 심볼점을 선택적으로 이용하는 블라인드 등화

오길남(Kil Nam Oh) 한국통신학회 2014 韓國通信學會論文誌 Vol.39 No.11(통신이론)

블라인드 등화 시에, 송신된 심볼점과 이로부터 등가적으로 유도된 심볼점을 선택적으로 적용하여 오차를 발생시키고, 이를 이용하여 등화기를 갱신하는 방법을 제안한다. 제안 방법은 심볼 추정의 정확도 향상과 오차 개선에 효과적인 심볼점을 각각 적용하여 등화기 출력의 눈모형을 빠르게 열리게 하면서 동시에 오차 성능을 개선할 수 있음을 보였다. 심볼점을 적용하는 기준으로는 등화기 출력이 형성하는 심볼점들의 분산을 사용하였다. 아울러 등화기 갱신의 정확도를 높이기 위해 현재 및 이전 분산을 활용하여 오차를 조절하였다. 모의실험을 통해 잡음이 부가된 다중경로 채널 하에서 64-QAM에 대해 제안 방식의 등화 성능을 검증하였다. For blind equalization, we propose a method of updating an equalizer, which generates an error from selectively applying a transmitted symbol constellation and that of induced equivalently from the transmitted symbol constellation and updates the equalizer by using this error. The proposed method, by selectively using the symbol constellation effective for improvement of symbol estimation accuracy and that of effective for improvement of error performance, showed that it is possible to improve the error performance at the same time to open the eye diagram of equalizer output quickly. As a criterion applying the symbol constellation, we used the dispersion of symbol points of equalizer output. In addition, to increase the accuracy of updating an equalizer the error was controlled by using current and previous dispersions. By simulation, under multipath channel with additive noise, we verified the equalization performance of the proposed method for 64-QAM.

변형된 CMA의 수렴상수 갱신 방법의 성능 비교

오길남(Oh, Kil-Nam) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.9

변형된 CMA는 CMA에 비해 고차 신호점을 등화 시 보다 적은 수의, 균등한 간격을 갖는 모듈러스를 이용 함으로써 정상상태 성능 개선과 고차 신호점으로의 확장이 용이하다. 본 논문에서는 변형된 CMA에 가변 수렴상수를 적용하여 정상상태 성능을 더욱 개선하여 다른 경판정 알고리즘으로의 전환 없이도 충분히 만족스러운 성능을 달성 할 수 있음을 보인다. 새로운 두 가지 수렴상수 가변 방법을 제안하고, 이를 적용한 변형된 CMA의 성능 개선을 모 의실험을 통해 CMA와 고정 수렴상수의 변형된 CMA에 대해 확인하였다. Compared to the constant modulus algorithm (CMA), the modified CMA (MCMA) is easy not only to improve the steady-state performance but also to be expanded to higher-order constellations by using fewer moduli with evenly spaced. In this paper, it is shown that the MCMA is sufficient to achieve satisfactory steady-state performance by applying a variable step-size to the MCMA without switching to an hard decision-directed algorithm. Two new methods varying the step-size are proposed, and the performance improvement of the MCMA with the new methods of variable step-size is presented as compared to the CMA and the fixed step-size MCMA through computer simulations.

거친 오차 추정과 미세 오차 추정을 활용한 블라인드 적응 알고리즘

오길남(Oh, Kil-Nam) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.8

블라인드 등화에서 등화 초기에는 눈모형을 빠르게 여는 것이 필요하고, 이후에는 등화기 출력 신호의 오차 레벨을 낮추는 것이 중요하다. 본 논문에서는 특별하게 정해지는 신호점을 사용한 거친 오차 추정과 원 신호점을 사 용한 미세 오차 추정을 동시에 산출하고, 두 오차 추정을 활용하는 방식을 제안한다. 두 오차 추정은 각각 눈모형이 닫힌 상태에서 눈모형을 빠르게 열거나, 눈모형이 열리기 시작한 이후 정상상태에서 오차 레벨을 낮추는데 효과적이 다. 등화기의 수렴 상태에 따라 두 오차 추정 중 하나를 선택하거나, 두 오차 추정의 상대적 신뢰도에 따라 두 오차 를 가중 결합하여 새로운 오차를 산출하는 두 블라인드 등화 알고리즘을 제안하고 그 성능을 비교한다. For blind equalization, it is necessary to open an eye pattern quickly in the early stage of equalization, after that it is important to lower an error level of equalizer output signal. This paper discusses coarse error estimation using signal points specifically determined and fine error estimation using original signal constellation, and proposes two suggestions for how to take advantage of the two error estimation methods. The two error estimates, respectively, are effective to quickly open an eye pattern in the state of eye pattern closed, or to lower the level of an error in the steady-state after the eye pattern opening. Two blind equalization algorithms are proposed and their performances are compared, which select one of the two error estimates depending on the state of convergence of the equalizer, or combine two errors weightedly according to the relative reliabilities of the two error estimates, and calculate the new error.

HSDPA 기반 WCDMA망을 활용한 텔레매틱스 서비스 제공 방안

오길남(Kil Nam Oh),김봉수(Bong Soo Kim),최완식(Wan Sik Choi) 대한전자공학회 2005 대한전자공학회 학술대회 Vol.2005 No.12

연/경판정에 의한 심벌 판정 기반의 차등 조정 교번 등화기

오길남(Oh, Kil-Nam) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.5

본 논문에서는 새로운 교번 등화기와 이를 조정하기 위한 차등 조정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 교번 등화기는 연판정과 경판정 기반의 심벌 판정을 수행하는 알고리즘을 사용하여 등화기를 번갈아 동작시키는 방식으로 블라인드 등화를 효과적으로 달성한다. 아울러 연판정과 경판정에 의한 심벌 판정의 상대적 신뢰도에 따라 등화기를 차등 조정함으로써 초기 블라인드 수렴 속도와 정상상태 오차 성능을 동시에 개선하는 것이 가능하다. 다중경로 전파 채널과 부가 잡음 조건에서 16/64-QAM 신호점에 대한 모의실험 결과가 제안 방식의 유용성을 뒷받침하는 것을 확인 하였다. In this paper, a new alternating equalizer and its differential adjustment algorithm are proposed. The proposed alternating equalizer achieves equalization effectively using an algorithm performing symbol decisions based on soft/hard decision. In addition, it is possible to improve the initial blind convergence speed and steady-state error performance simultaneously by adjusting the equalizer differentially according to the relative reliability of the symbol decisions by soft/hard decision devices. The simulation results on 16/64-QAM constellations under multipath propagation channel and additive noise conditions confirmed to support usefulness of the proposed method.

수정된 DD LMS 알고리즘

오길남(Kil Nam Oh) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.7

자기적응 등화기의 최적화에 널리 사용되는 판정의거(decision-directed: DD) least mean square(LMS) 알고리즘의 수정된 형태를 제안하고, 수정된 형태가 기존 알고리즘의 초기 수렴 특성을 크게 개선함을 보인다. 기존 DD LMS는 등화기 출력과 그에 대한 양자화 값의 차이를 오차로 간주하고, 오차의 제곱을 비용 함수로 하여 등화기 계수에 대해 이를 최소화함으로써 등화기의 최적화를 달성한다. 이 오차 발생 방법은 이진 신호 또는 단일레벨 신호에 유용하나, 다치레벨 신호의 경우 등화기의 초기화에는 효과적이지 못하다. 수정된 DD LMS에서는 오차 발생을 수정하여 이 문제를 해결하였다. 다치레벨 신호를 대상으로 한 모의실험을 통해 심볼간 간섭에 의한 왜곡과 부가 잡음 하에서 수정된 DD LMS의 유용성과 성능을 검증하였다. We propose a modified form of the decision-directed least mean square (DD LMS) algorithm that is widely used in the optimization of self-adaptive equalizers, and show the modified version greatly improves the initial convergence properties of the conventional algorithm. Existing DD LMS regards the difference between a equalizer output and a quantization value for it as an error, and achieves an optimization of the equalizer based on minimizing the mean squared error cost function for the equalizer coefficients. This error generating method is useful for binary signal or a single-level signals, however, in the case of multi-level signals, it is not effective in the initialization of the equalizer. The modified DD LMS solves this problem by modifying the error generation. We verified the usefulness and performance of the modified DD LMS through experiments with multi-level signals under distortions due to intersymbol interference and additive noise.

오차 스케일링에 의해 블라인드 수렴 특성을 개선한 새로운 판정의거 등화

오길남(Kil Nam Oh) 한국통신학회 2015 韓國通信學會論文誌 Vol.40 No.3