KR100623064B1 - An adaptive equalization system and method consist of combined linear equalizer and non- linear equalizer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합하여 2차에 걸친 신호의 보정을 통해 채널에 의한 신호 왜곡을 보상할 수 있도록 하는 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합한 적응형 등화 시스템 및 방법으로, FIR필터를 이용하여 입력 심볼을 일차적으로 등화하여 pre-ISI 및 post-ISI의 전반부가 제거된 1차 등화신호를 출력하는 선형 등화기, 포워드 필터와 피드백 필터를 이용하여 상기 선형 등화기에서 1차 등화된 신호로부터 잔여 ISI가 제거된 2차 등화신호를 출력하는 비선형 등화기인 DFE(Decision Feedback Equalizer)로 구성됨을 특징으로 하며, 이러한 본 발명은 FIR필터를 채용한 선형등화기와 포워드 필터 및 피드백 필터를 사용한 비선형 등화기인 DFE를 통한 2차에 걸친 신호의 보정을 통해 안정적인 등화 동작을 보장하며, DFE의 피드백 필터의 수렴 안정성을 향상시킬 수 있으므로 개선된 신호 보정효과를 얻을 수 있게 된다.The present invention is an adaptive equalization system and method that combines a linear equalizer and a nonlinear equalizer by combining a linear equalizer and a nonlinear equalizer to compensate for signal distortion caused by a channel through second-order correction of a signal. Linear equalizer, which firstly equalizes the input symbols and outputs a first equalized signal from which the first half of pre-ISI and post-ISI are removed, and a forward filter and a feedback filter from the first equalized signal in the linear equalizer. The present invention is characterized by comprising a DFE (Decision Feedback Equalizer), which is a nonlinear equalizer that outputs a second equalized signal from which residual ISI has been removed. The equalization of the signal is ensured through the correction of the signal through the second order through the DFE. It may be a it is possible to obtain an improved signal correction effect.
선형 등화기, 비선형 등화기, DFE, 결합, 적응형 등화기 Linear Equalizer, Nonlinear Equalizer, DFE, Combined, Adaptive Equalizer
Description
도 1은 일반적인 N-탭 선형 등화기의 구성도.1 is a block diagram of a general N-tap linear equalizer.
도 2는 일반적인 비선형 등화기인 DFE의 구성도.2 is a block diagram of a DFE which is a general nonlinear equalizer.
도 3은 본 발명에 따른 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합한 적응형 등화 시스템의 구성도.3 is a block diagram of an adaptive equalization system combining a linear equalizer and a nonlinear equalizer according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 등화 시스템의 ISI 분리 제거 개념도.4 is a conceptual diagram of ISI separation removal of an equalization system in accordance with the present invention.
도 5는 일반적인 선형 등화기 사용에 따른 채널 적응 수렴 속도 및 수렴 후 오차 수준을 나타낸 그래프.5 is a graph showing the channel adaptive convergence rate and the error level after convergence according to the use of a general linear equalizer.
도 6은 일반적인 DFE 사용에 따른 채널 적응 수렴 속도 및 수렴 후 오차 수준을 나타낸 그래프.6 is a graph showing channel adaptive convergence rate and error level after convergence according to general DFE usage.
도 7은 본 발명에 따른 적응형 등화 시스템의 채널 적응 수렴 속도 및 수렴 후 오차 수준을 나타낸 그래프.7 is a graph showing channel adaptive convergence speed and error level after convergence of the adaptive equalization system according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
300 : 선형 등화기 302 : FIR필터300: linear equalizer 302: FIR filter
303 : 필터 계수 갱신부 400 : DFE303: filter coefficient update unit 400: DFE
402 : 포워드 필터 403 : 포워드 계수 갱신부 402: Forward filter 403: Forward coefficient updating unit
405 : 피드백 필터 411 : 피드백 계수 갱신부405: feedback filter 411: feedback coefficient updating unit
본 발명은 등화기에 관한 것으로, 특히 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합하여 2차에 걸친 신호의 보정을 통해 채널에 의한 신호 왜곡을 보상할 수 있도록 하는 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합한 적응형 등화기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an equalizer, and more particularly, to an adaptive equalizer combining a linear equalizer and a nonlinear equalizer that combines a linear equalizer and a nonlinear equalizer to compensate for signal distortion caused by a channel through correction of a signal over two orders of magnitude. .
일반적으로, 고속의 디지탈 통신 시스템에서 시스템의 성능을 저하시키는 가장 큰 요소는 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference : 이하, ISI라 칭함)이다. In general, the biggest factor degrading the performance of a system in a high speed digital communication system is Inter-Symbol Interference (hereinafter referred to as ISI).
ISI는 채널의 선형적 왜곡, 즉 다중경로 채널, 비이상적 주파수 응답(Non-Ideal Frequency Response, 군지연(Group Delay) 등에 의해 발생된다. 이렇게 채널에 의해 발생되는 ISI를 줄이기 위해 등화기(Equalizer)가 사용된다.ISI is caused by the linear distortion of a channel, that is, multipath channel, non-ideal frequency response, group delay, etc. Equalizer is used to reduce the ISI generated by the channel. Is used.
등화기는 동작 형태에 따라서 선형(Linear)과 DFE(Decision Feedback Equalizer)로 대표되는 비선형(Non-Linear)으로 나뉠 수 있으며, 훈련 신호의 사용 유무에 따라 자력 등화(Blind Equalization)와 비자력 등화(Non-Blind Equalization)로 구분할 수 있다.Equalizer can be divided into Non-Linear, represented by Linear and Decision Feedback Equalizer (DFE), depending on the type of operation.Blind Equalization and Non-Non Equalization (Non) based on the use of training signals -Blind Equalization).
선형과 비선형 등화기 모두 채널에 의한 신호의 왜곡을 보정하기 위해서는 채널의 신호 왜곡 작용을 알아내야 한다. Both linear and nonlinear equalizers need to know the signal distortion behavior of a channel in order to correct the signal distortion by the channel.
비자력 등화기의 경우 이러한 과정을 수행하기 위해서 훈련 신호를 사용하며, 시간에 따라 변하는 채널의 특성을 파악하기 위해 적응 알고리즘을 사용한다. Non-magnetic equalizers use training signals to perform this process, and adaptive algorithms are used to characterize the channel over time.
적응 알고리즘은 LMS(Least Mean Square)나 RLS(Recursive Least Square), NLMS(Normalize LMS) 등이 주로 사용된다. The adaptive algorithm is mainly used such as Least Mean Square (LMS), Recursive Least Square (RLS), Normalize LMS (NLMS), and the like.
LMS 알고리즘의 계수 갱신 방법은 수학식 1과 같다.The coefficient updating method of the LMS algorithm is shown in
수학식 1
는 갱신될 계수 벡터이고, 는 현재의 계수 벡터, 은 등화기에 입력되는 신호 벡터이며, 는 계수 갱신과정에서 사용되는 스텝-사이즈(Step-Size)이다. Complex Conjugation을 나타내고, 는 채널에 의해 왜곡된 신호와 왜곡없는 신호 사이의 에러 값으로 수학식 2와 같이 갱신된다. Is the coefficient vector to be updated, Is the current coefficient vector, Is the signal vector input to the equalizer, Is a step-size used in the coefficient updating process. Represents Complex Conjugation, Is updated as
수학식 2
는 Hermitian Matrix를 나타낸다. Represents the Hermitian Matrix.
일반적으로 LMS 적응 알고리즘의 경우 구현이 간단하고 계산이 쉽다는 장점이 있으나, 수렴 속도가 상대적으로 느리고 수렴 후 안정도가 떨어진다는 단점이 존재한다. In general, LMS adaptation algorithms have the advantages of simple implementation and easy calculation, but have the disadvantage of relatively low convergence speed and poor stability after convergence.
반면, RLS 적응 알고리즘의 경우 수렴 속도가 우수하고 수렴후 안정도가 뛰 어나지만 계산량이 많다는 단점이 있다. On the other hand, the RLS adaptive algorithm has good convergence speed and stability after convergence, but has a large amount of calculation.
RLS 알고리즘의 계수 갱신은 수학식 3과 같다.The coefficient update of the RLS algorithm is shown in
수학식 3
은 이득 벡터를, 은 추정된 에러 값을 나타내며 수학식 4로 갱신 된다. Is a gain vector, Represents an estimated error value and is updated to Equation 4.
수학식 4Equation 4
LMS, RLS와 같은 적응 알고리즘은 등화기의 필터 탭 계수를 조절하여 채널에 의해 발생하는 ISI의 제거를 가능케 한다. ISI는 연속되는 심벌들에서 앞, 뒤 심벌간에 발생하는 심벌들의 간섭 현상으로 프리-ISI(이하, Pre-ISI라 칭함)와 포스트-ISI(이하, Post-ISI라 칭함)로 구분 할 수 있다.Adaptive algorithms such as LMS and RLS adjust the filter tap coefficients of the equalizer to eliminate the ISI generated by the channel. ISI is an interference phenomenon of symbols occurring between front and back symbols in consecutive symbols and may be classified into pre-ISI (hereinafter referred to as Pre-ISI) and post-ISI (hereinafter referred to as Post-ISI).
도 1은 일반적인 선형 등화기를 나타낸 것으로, 이는 계수 갱신부(103)에서 얻어지는 탭 계수에 따라 오차 보정기(101)를 통해 입력되는 입력 심볼에 대하여 ISI를 제거하는 N-탭 FIR 필터(102), 탭 저장부(104), 상기 FIR 필터(102)를 통하여 등화된 신호와 훈련열 발생부(105)의 출력으로부터 에러를 추정하는 에러 추정기(106), 상기 오차 보정기(101)를 통해 입력되는 입력 심볼을 일정시간 지연시키는 탭 지연부(107), 상기 오차 보정기(101)와 함께 회로 옵셋이나 파일럿에 의한 DC옵셋을 제거하는 오차 측정부(108)로 구성되어 있다.1 shows a general linear equalizer, which is an N-
상기 FIR 필터(102)는 필터 전단부(102a)에서 pre-ISI를 제거하고, 필터 후단부(102b)에서 post-ISI를 제거하도록 구성되며, 상기 계수 갱신부(103)는 탭 지연부(107)를 통해 일정시간 지연시킨 입력 심볼과 상기 에러 추정기(106)에서 출력되는 에러 추정치를 승산하는 승산기(103a), 상기 승산기(103a)를 통한 신호를 누적하는 누산기(103b), 추정치() 부가부(103c) 및 상기 추정치 부가부(103c)의 출력과 탭 저장부(104)에 저장되어 있던 탭을 가산하는 가산기(103d)를 포함하여 구성되어 있다. 여기서, 상기 추정치 부가부(103c)는 등화기에서 수신 신호를 추정해 갈 때 점점 그 추정치를 훈련신호와 가깝게 해가게 되는데, 상기 추정치 부가부(103c)는 그 추정의 속도, 즉 어느 정도의 속도로 추정을 할지를 결정하는 요소인 를 곱해주는 기능을 수행하게 되며, 가 크게되면 그 추정 속도는 빨라지게 되지만 그만큼 추정후의 오차가 커지게 되고, 작을 경우 추정 속도는 느려지지만 추정후의 오차는 작아지게 된다.The
이러한 일반적인 선형 등화기는 훈련열 발생부(105)에서 채널 왜곡을 보상하기 위한 훈련열을 생성하여 에러 추정기(106)로 출력하면 이는 에러 추정부(106)에서 상기 FIR 필터(102)의 출력 즉, 채널 등화된 신호와 감산되어 에러추정치를 발생하게 된다. 이 에러추정치는 상기 계수 갱신부(103)로 전달된다.The general linear equalizer generates a training sequence for compensating for channel distortion in the
이에 따라 계수 갱신부(103)는 상기 에러추정치를 바탕으로 탭 계수를 갱신하게 된다. 따라서 FIR 필터(102)는 상기 계수 갱신부(103)에서 출력되는 탭 계수로 입력 심볼을 필터링하여 채널 등화된 출력신호를 발생하게 된다.Accordingly, the
즉, 이와 같은 선형 등화기는 하나의 필터로 ISI를 제거하도록 되어 있다.In other words, such a linear equalizer is designed to remove ISI with one filter.
도 2는 일반적인 비선형 등화기인 DFE를 나타낸 것이다.2 shows a DFE, which is a general nonlinear equalizer.
이는 크게 포워드 계수 갱신부(209)에서 출력되는 탭 계수로 입력 심볼을 필터링하는 N-탭 포워드 필터(202), 피드백 계수 갱신부(211)에서 출력되는 탭 계수로 멀티플렉서(207)를 통한 훈련열을 필터링하는 M-탭 피드백 필터(203) 및 상기 포워드 필터(202)와 피드백 필터(203)의 출력을 합산하여 채널 등화 출력신호를 발생하는 합산기(204)로 구성되어 있으며, 상기 멀티플렉서(207)는 훈련열을 발생하는 훈련열 발생부(205)와 채널 등화된 출력을 양자화하는 슬라이서(206)의 출력 중 하나를 선택하도록 구성되어 있으며, 또한, 상기 멀티플렉서(207)의 출력과 채널 등화된 신호를 감산하여 에러를 추정하는 에러 추정기(208)를 포함하고 있다.This is largely an N-tap
또한, 상기 포워드 계수 갱신부(209)는 포워드 탭 지연부(212)를 통해 일정시간 지연시킨 입력 심볼과 상기 에러 추정기(208)에서 출력되는 에러 추정치를 승산하는 승산기(209a), 상기 승산기(209a)를 통한 신호를 누적하는 누산기(209b) 및 상기 누산기(209b)를 통한 신호와 포워드 탭 저장부(210)에 저장되어 있던 탭을 가산하는 가산기(209d)로 구성되어 있다.In addition, the forward
상기 피드백 계수 갱신부(211)는 상기 에러 추정기(208)에서 출력되는 에러 추정치와 등화된 출력신호를 승산하는 승산기(211a), 상기 승산기를 통한 신호를 누적하는 누산기(211b) 및 누산기(211b)를 통한 신호와 피드백 탭 저장부(212)에 저장되어 있던 피드백 탭을 가산하는 가산기(211d)로 구성되어 있다.The
이와 같은 일반적인 비선형 등화기인 DFE는 채널 변화로 인해 진폭 및 위상 왜곡이 심한 데이터 프레임을 수신하게 되면, 비선형 결정 궤환(Decision Feedback) 등화 동작을 수행하여 진폭 및 위상 왜곡이 보상된 신호로 복원하게 된다.When the DFE, which is a general nonlinear equalizer, receives a data frame having a large amplitude and phase distortion due to a channel change, the DFE performs a nonlinear decision feedback equalization operation to restore a signal compensated for the amplitude and phase distortion.
즉, 훈련열 발생부(205)는 채널 왜곡을 보상하기 위한 훈련열을 생성하여 멀티플렉서(207)를 통해 출력하며, 에러 추정기(208)는 상기 멀티플렉서(207)의 출력신호와 채널 등화된 신호를 감산하여 에러 추정치를 발생하고, 이 에러 추정치는 포워드 계수 갱신부(209)와 피드백 계수 갱신부(211)로 각각 입력된다.That is, the
이에 따라 포워드 계수 갱신부(209)는 에러 추정치를 바탕으로 탭 계수를 갱신하게 되며, 이와 동시에 피드백 계수 갱신부(211)도 에러 추정치를 바탕으로 탭 계수를 갱신하게 된다.Accordingly, the
이에 따라 포워드 필터(202)는 포워드 계수 갱신부(209)에서 출력되는 탭 계수로 입력 심볼을 필터링하게 되며, 피드백 필터(203)는 상기 피드백 필터 갱신부(211)에서 출력되는 탭 계수로 멀티플렉서(207)를 통한 훈련열을 필터링하게 된다. Accordingly, the
따라서 합산기(204)는 상기 포워드 필터(202)와 피드백 필터(204)를 통한 신호를 합산하여 채널 등화 출력신호를 발생하게 된다.Therefore, the
이와 같은 비선형 등화기인 DFE는 pre-ISI는 포워드 필터(202)를 이용하여 제거하고, post-ISI는 피드백 필터(203)를 이용하여 제거하는 방식이다. The DFE which is such a nonlinear equalizer removes pre-ISI using a
상기 선형 등화기와 비선형 등화기의 포워드 필터를 구현하는 필터는 보통 FIR(Finite Impulse Response)필터를 사용하게 됨으로 필터가 안정적으로 수렴하게 된다. A filter that implements a forward filter of the linear equalizer and the nonlinear equalizer generally uses a finite impulse response (FIR) filter so that the filter converges stably.
그러나 비선형 등화기는 피드백 필터로 인해서 IIR(Infinite Impulse Response) 필터의 특성을 갖게 되며 이로인해 등화기의 안정성이 떨어지는 문제점이 발생한다. However, the nonlinear equalizer has the characteristics of the Infinite Impulse Response (IIR) filter due to the feedback filter, which causes a problem of inferior stability of the equalizer.
일반적으로 post-ISI를 제거하기 위한 필터부는 채널의 최대 지연시간 보다 길어야 한다. 따라서 채널 조건이 열악하여 신호의 지연 시간이 증가할 수록 필요로 하는 필터의 길이도 증가하게 된다. 이러한 필터 길이의 증가는 계수 계산에 필요한 시간과 복잡도의 증가로 귀결된다. In general, the filter unit for removing post-ISI should be longer than the maximum delay time of the channel. Therefore, as the channel condition is poor and the delay time of the signal increases, the length of the required filter also increases. This increase in filter length results in an increase in the time and complexity required to calculate the coefficients.
즉, 종래의 비선형 등화기는 피드백 성분이 존재하여 등화기의 안정성이 떨어질 뿐 아니라, 채널에 의한 신호의 지연시간이 길어질 수록 등화기에 사용되는 피드백 필터의 탭수가 증가해야 하는 문제점이 발생한다. 이러한 필터 탭의 증가는 행렬식 계산의 양을 증가시켜 등화기의 채널 적응 속도를 저하시키고 잘못된 오류 추정시 영향을 받게 되는 심볼의 수가 증가하여 등화기에 의한 신호 보정 능력이 감소되는 문제가 발생한다.That is, in the conventional nonlinear equalizer, the feedback component is present to reduce the stability of the equalizer, and the number of taps of the feedback filter used in the equalizer increases as the delay time of the signal by the channel becomes longer. This increase in the filter tap increases the amount of determinant calculations, thereby slowing down the channel adaptation speed of the equalizer and increasing the number of symbols that are affected by false error estimation, resulting in a reduction in signal correction capability by the equalizer.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전처리기로써 선형 등화기를 사용하여 비선형 등화기인 DFE의 피드백 필터의 탭 수를 줄이고, 선형 등화기에서 1차로 보정된 신호를 비선형 등화기인 DFE에 입력시킴으로써 피드백 필터의 불안정성을 보완할 수 있도록 함과 더불어, 선형 등화기와 비선형 등화기인 DFE에서 ISI를 분산, 반복 제거함으로써 시스템의 속도 향상 및 신호 품질을 향상시킬 수 있도록 한 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합한 적응형 등화 시스템 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the number of taps of the feedback filter of the DFE, which is a nonlinear equalizer, by using a linear equalizer as a preprocessor. The linear equalizer is designed to compensate for the instability of the feedback filter by inputting to the equalizer DFE, and to improve the speed and signal quality of the system by distributing and repeatedly removing the ISI from the linear equalizer and the nonlinear equalizer DFE. An adaptive equalization system and method incorporating a nonlinear equalizer are provided.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합한 적응형 등화 시스템은, 디지털 통신 시스템에서 발생하는 ISI를 감소시키기 위한 등화 시스템에 있어서, FIR필터를 이용하여 입력 심볼을 일차적으로 등화하여 pre-ISI 및 post-ISI의 일부가 제거된 1차 등화신호를 출력하는 선형 등화기; 및 포워드 필터와 피드백 필터를 이용하여 상기 선형 등화기에서 1차 등화된 신호로부터 잔여 ISI가 제거된 2차 등화신호를 출력하는 비선형 등화기인 DFE(Decision Feedback Equalizer);로 구성됨을 특징으로 한다.The adaptive equalization system combining the linear equalizer and the nonlinear equalizer according to the present invention for achieving the object of the present invention, in the equalization system for reducing the ISI generated in the digital communication system, by using the FIR filter A linear equalizer which outputs a primary equalization signal by firstly equalizing and removing portions of pre-ISI and post-ISI; And a decision feedback equalizer (DFE), which is a nonlinear equalizer for outputting a second equalized signal from which residual ISI is removed from the first equalized signal in the linear equalizer by using a forward filter and a feedback filter.
상기 선형 등화기의 FIR필터는 pre-ISI 및 post-ISI의 일부를 제거할 수 있도록 필터의 중심으로부터 후반부가 상대적으로 긴 비대칭적인 구조를 가지며, LMS 알고리즘에 바탕을 둔 필터 계수 발생부에서 설정되는 필터 계수에 따라 해당 신호를 필터링하며, 상기 DFE의 피드백 필터는 RLS 알고리즘에 바탕을 둔 필터 계수 발생부에서 설정되는 필터 계수에 따라 해당 신호를 필터링하는 것을 특징으로 한다.The FIR filter of the linear equalizer has a relatively long asymmetrical structure from the center of the filter to remove a part of pre-ISI and post-ISI, and is set in the filter coefficient generator based on the LMS algorithm. The signal is filtered according to a filter coefficient, and the feedback filter of the DFE is configured to filter the corresponding signal according to a filter coefficient set by a filter coefficient generator based on an RLS algorithm.
본 발명에 따른 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합한 적응형 등화 방법은, 디지털 통신 시스템에서 발생하는 ISI를 감소시키기 위한 등화 방법에 있어서, FIR 필터를 채용한 선형 등화기로 입력 심볼을 일차적으로 등화하여 pre-ISI 및 post-ISI의 전반부가 제거된 1차 등화신호를 출력하는 1차 등화과정; 포워드 필터와 피드백 필터를 채용한 비선형 등화기인 DFE로 상기 선형 등화기에서 1차 등화된 신호로부터 잔여 ISI가 제거된 2차 등화신호를 출력하는 2차 등화과정;으로 이루어짐을 특징으로 한다.The adaptive equalization method combining the linear equalizer and the nonlinear equalizer according to the present invention is an equalization method for reducing the ISI generated in the digital communication system, and the linear equalizer employing the FIR filter first equalizes the input symbols to pre- A first equalization process of outputting a first equalization signal from which the first half of the ISI and the post-ISI are removed; And a second equalization process of outputting a second equalization signal from which residual ISI is removed from the first equalization signal in the linear equalizer by a DFE, which is a nonlinear equalizer employing a forward filter and a feedback filter.
상기 FIR필터는 LMS 알고리즘에 따라 필터 계수가 조절되도록 되며, DFE의 피드백 필터는 상기 선형 등화기를 post-ISI 제거를 위한 전처리기로써 사용하여 피드백 필터의 탭수를 감소시킬 수 있도록 됨과 더불어 RLS 알고리즘에 따라 필터 계수가 조절되도록 된 것을 특징으로 한다.The filter coefficient of the FIR filter is adjusted according to the LMS algorithm, and the feedback filter of the DFE can reduce the number of taps of the feedback filter by using the linear equalizer as a preprocessor for post-ISI removal and according to the RLS algorithm. Characterized in that the filter coefficient is adjusted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are merely to illustrate the present invention is not limited to the contents of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 선형 등화기와 비선형 등화기를 결합한 적응형 등화 시스템의 구성도를 나타낸 것으로, 이는 비선형 등화기인 DFE의 피드백 탭수를 줄이면서 채널에 의한 ISI를 줄이고, 필터의 안정적인 수렴과 수렴 후 오차 수준을 낮출 수 있도록 구성된다.3 is a block diagram of an adaptive equalization system combining a linear equalizer and a nonlinear equalizer according to the present invention, which reduces ISI by a channel while reducing the number of feedback taps of a DFE, which is a nonlinear equalizer, after stable convergence and convergence of a filter. It is configured to lower the error level.
도시한 바와 같이, 본 발명은 FIR필터(302)를 이용하여 입력 심볼을 일차적으로 등화하여 pre-ISI 및 post-ISI의 전반부가 제거된 1차 등화신호를 출력하는 선형 등화기(300), 포워드 필터(402)와 피드백 필터(405)를 이용하여 상기 선형 등화기(300)에서 된 1차 등화된 신호로부터 잔여 ISI가 제거된 2차 등화신호를 출력하는 비선형 등화기인 DFE(400)로 구성된다.As shown, the present invention uses the
상기 선형 등화기(300)는 도 1의 일반적인 선형 등화기와 도면부호만 상이할뿐 그 구성이 동일하므로 그 상세 구성 및 종래와 동일한 동작에 대한 설명은 약한 다.Since the linear equalizer 300 has only the same reference numerals as the general linear equalizer of FIG. 1, and the configuration thereof is the same, detailed descriptions of the detailed configuration and the same operation as in the prior art are weak.
상기 DFE(400)는 DFE(400)의 입력으로 상기 선형 등화기(300)의 출력이 입력되며, 도 2의 오차 보정기(201)와 오차 측정부(214)가 구성되지 않는 점만 제외하면 도 2의 DFE와 도면 부호만 상이할 뿐 그 구성이 동일하므로, 그 상세 구성 설명 및 종래와 동일한 동작에 대한 설명은 약한다.The DFE 400 has an output of the linear equalizer 300 as an input of the DFE 400, except that the
이러한 본 발명은 선형 등화기(300)로 post-ISI를 제거하기 위한 DFE(400)의 피드백 필터(405)의 기능을 보완하게 된다.This invention complements the function of the
선형 등화기(300)는 채널에 의해 발생하는 신호의 지연으로 인한 ISI의 일부 및 pre-ISI 및 post-ISI를 DFE(400)에 앞서서 제거하게 된다. Linear equalizer 300 removes some of the ISI and pre-ISI and post-ISI prior to DFE 400 due to the delay of the signal generated by the channel.
도 4에서 보여지는 바와 같이 post-ISI의 전반부를 수렴 안정성이 뛰어난 FIR필터(302)를 이용하여 제거하게 된다. 이때 FIR필터(302)는 post-ISI를 효과적으로 제거하기 위해 필터의 중심으로부터 후반부가 상대적으로 긴 비대칭적인 형태를 갖게 된다.As shown in FIG. 4, the first half of the post-ISI is removed using the
선형 등화기(300)에서 1차적으로 post-ISI의 일부가 제거된 신호는 DFE(400)로 입력되어 잔여 ISI가 제거된다. 전처리기로 선형 등화기(300)를 사용하였기 때문에 피드백 필터(405)는 도 2의 피드백 필터(203)의 탭보다 적은 수를 사용할 수 있다. In the linear equalizer 300, a signal from which a part of the post-ISI is first removed is input to the DFE 400 to remove residual ISI. Since the linear equalizer 300 is used as the preprocessor, the
이러한 탭수의 감소는 수렴 속도와 수렴후 오차 수준에서 우수한 성능을 보이지만 계산량이 많아 신호처리시간이 지연되고, 하드웨어의 복잡도가 증가하는 RLS와 같은 알고리즘의 사용을 가능하게 한다. This reduction in the number of taps shows good performance at convergence speed and post-convergence error level, but it allows the use of algorithms such as RLS, which have a large amount of computation, delay signal processing time, and increase hardware complexity.
따라서 전처리기 역할을 하는 선형 등화기(300)는 DFE(400)에 비해 post-ISI를 제거하는 부분이 길기 때문에 계산량이 적은 장점을 보이는 LMS 알고리즘에 바탕으로 둔 필터 계수 갱신부(303)를 사용하여 FIR필터(302)의 계수를 설정하고, 피드백 필터(405)의 탭수를 감소시킨 DFE(400)는 계산량이 많지만 채널 적응 수렴 속도와 수렴 후 오차수준에서 성능이 뛰어난 RLS 알고리즘에 바탕을 둔 필터 계수 갱신부(411)를 사용하여 피드백 필터(405)의 계수를 설정할 수 있게 된다.Therefore, since the linear equalizer 300 serving as a preprocessor has a longer post-ISI elimination compared to the DFE 400, the
도 5 및 도 6은 선형 등화기와 DFE를 단독으로 사용했을 때의 채널 적응 수렴 속도와 수렴후 오차 수준을 나타낸 그래프이다.5 and 6 are graphs showing the channel adaptive convergence speed and the error level after convergence when the linear equalizer and the DFE are used alone.
본 발명에 따른 선형 등화기(300)와 비선형 등화기인 DFE(400)가 결합된 복합 적응형(Combined Adaptive) 등화 시스템은 전처리기로써 작동하는 선형 등화기(300)에서 pre-ISI, post-ISI를 1차적으로 제거하여 보정한 신호를 DFE(400)에 입력으로 가하게 됨에 따라 DFE(400)의 필터 탭 수는 기존의 DFE의 필터 탭보다 적은 수를 사용할 수가 있다. 이러한 필터 탭수의 감소는 오류 발생시 피드백되는 심벌의 영향 범위를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 계산량을 줄일 수 있기 때문에 채널에 대한 등화기의 적응 속도와 적응 후 오차 수준에서 우수한 성능을 나타내는 RLS와 같은 알고리즘을 사용할 수 있다. 또한, DFE(400)를 통해 2차에 걸친 채널 등화를 수행하게 됨으로 등화기를 필요로 하는 시스템의 수신 신호 보정능력을 향상시켜 개선된 신호의 품질을 얻을 수 있다. Combined Adaptive equalization system combined with linear equalizer 300 and non-linear equalizer DFE 400 according to the present invention is a pre-ISI, post-ISI in the linear equalizer 300 operating as a preprocessor. Since the signal corrected by first removing the signal is applied to the DFE 400 as an input, the number of filter taps of the DFE 400 may be smaller than the number of filter taps of the existing DFE. This reduction in the number of filter taps not only reduces the range of influence of the symbol fed back when an error occurs, but also reduces the amount of computation, which leads to algorithms such as RLS that perform well at the adaptive speed of the equalizer to the channel and the error level after the adaptation. Can be used. In addition, by performing channel equalization over the second through the DFE 400, an improved signal quality can be obtained by improving the reception signal correction capability of the system requiring the equalizer.
도 7에 본 발명에 따른 채널 적응 수렴 속도와 수렴 후 오차 수준을 나타내었으며, 이로부터 본 발명의 시스템이 도5 및 도 6과 비교하여 개선된 수렴 속도와 수렴 후 오차 수준을 가짐을 알 수 있다. 7 shows the channel adaptive convergence speed and the post-convergence error level according to the present invention. From this, it can be seen that the system of the present invention has improved convergence speed and post-convergence error level compared to FIGS. 5 and 6. .
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below Or it may be modified.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 FIR필터를 채용한 선형등화기와 포워드 필터 및 피드백 필터를 사용한 DFE를 통한 2차에 걸친 신호의 보정을 통해 안정적인 등화 동작을 보장하며, DFE의 피드백 필터의 수렴 안정성을 향상시킬 수 있으므로 개선된 신호 보정효과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 수신 신호의 품질 개선에 따라 송신 전력을 줄일 수 있을 뿐 아니라 열악한 채널 환경에서도 시스템을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.As described above, the present invention ensures a stable equalization operation through the correction of the signal through the second order through the DFE using the linear equalizer employing the FIR filter and the forward filter and the feedback filter, the convergence of the feedback filter of the DFE Since the stability can be improved, an improved signal correction effect can be obtained. In addition, as the quality of the received signal is improved, the transmission power can be reduced, and the system can be stably maintained even in a poor channel environment.
Claims (8)
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KR1020050042952A KR100623064B1 (en) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | An adaptive equalization system and method consist of combined linear equalizer and non- linear equalizer |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101818834B1 (en) * | 2016-01-07 | 2018-01-15 | 연세대학교 산학협력단 | Equalizer of optical wireless communication system and method for controlling the equalizer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0786995A (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | Adaptive equalizer and adaptive diveristy equalizer |
JPH1075385A (en) | 1996-06-04 | 1998-03-17 | Thomson Consumer Electron Inc | Multi-mode equalizer in digital video signal processing system |
US20030223489A1 (en) | 2002-06-04 | 2003-12-04 | John Smee | Receiver with a decision feedback equalizer and a linear equalizer |
US6678105B2 (en) | 2001-05-17 | 2004-01-13 | International Business Machines Corporation | Nonlinear equalizer and decoding circuit and method using same |
-
2005
- 2005-05-23 KR KR1020050042952A patent/KR100623064B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0786995A (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | Adaptive equalizer and adaptive diveristy equalizer |
JPH1075385A (en) | 1996-06-04 | 1998-03-17 | Thomson Consumer Electron Inc | Multi-mode equalizer in digital video signal processing system |
US6678105B2 (en) | 2001-05-17 | 2004-01-13 | International Business Machines Corporation | Nonlinear equalizer and decoding circuit and method using same |
US20030223489A1 (en) | 2002-06-04 | 2003-12-04 | John Smee | Receiver with a decision feedback equalizer and a linear equalizer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101818834B1 (en) * | 2016-01-07 | 2018-01-15 | 연세대학교 산학협력단 | Equalizer of optical wireless communication system and method for controlling the equalizer |
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