KR101103165B1 - Delayed Decision Feedback Equalizer Channel Tracking Algorithm for EDGE Systems - Google Patents
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Abstract
본 발명은 GSM/EDGE 시스템의 기저 대역(base-band) 모뎀에서 8 PSK 등화기에 사용되는 채널 트랙킹 알고리즘에 관한 것으로, 특히 등화기의 스테이트 수가 커서 채널 트랙킹을 위해 많은 계산이 필요한 경우에 적당하도록 한 채널 트랙킹 알고리즘의 구현 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel tracking algorithm used in an 8 PSK equalizer in a base-band modem of a GSM / EDGE system. In particular, the present invention relates to a channel tracking algorithm that is suitable for a large number of calculations required for channel tracking. The present invention relates to a channel tracking algorithm.
본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법은, 시퀀스 추정이 이루어진 후 소정의 심벌 구간 동안 지연된(delayed) DFE 심벌을 추출하는 단계와, 상기 추출된 심벌을 채널 업데이트를 위한 심벌 벡터로 사용하여 LMS로 채널 업데이트를 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A channel tracking method of a delay determination feedback equalizer in an EDGE system according to the present invention includes extracting a delayed DFE symbol for a predetermined symbol period after sequence estimation is performed, and extracting the extracted symbol for channel update. And performing a channel update with the LMS using the symbol vector.
이와 같은 본 발명의 구성에 의하면 종래의 최상의 생존치(survivor)를 사용하는 경우에 비해 에러 전파로 인한 성능 저하를 방지할 수 있으며 종래 기술에 따른 PSP 방식에 비해 계산을 많이 감소시킬 수 있는 이점을 제공한다.According to the configuration of the present invention as described above it is possible to prevent the performance degradation due to error propagation compared to the case of using the best conventional survivor (survivor), and compared to the PSP method according to the prior art has the advantage that can greatly reduce the calculation to provide.
채널 트랙킹, 에러 전파 방지, 지연 판정 피드백 등화기 Channel Tracking, Error Propagation, Delay Decision Feedback Equalizer
Description
도 1은 GSM/EDGE 시스템의 버스트 포맷을 설명하기 위한 도면1 is a view for explaining the burst format of the GSM / EDGE system
도 2a 및 도 2b는 각각 정상 채널 및 RA250 채널에서의 버스트의 위치에 따른 에러 분포도2A and 2B are error distribution diagrams according to the positions of the bursts in the normal channel and the RA250 channel, respectively.
도 3은 PSP-MLSE 수신기의 개략적인 구조를 나타낸 도면3 shows a schematic structure of a PSP-MLSE receiver;
도 4는 DFE를 사용하여 수신신호에서 테일 ISI를 제거하는 PSP-MLSE의 구조를 나타낸 도면4 illustrates a structure of a PSP-MLSE for removing tail ISI from a received signal using a DFE.
도 5는 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에서 심벌 벡터에 사용되는 지연된 DFE 심벌을 설명하기 위한 도면5 is a diagram illustrating a delayed DFE symbol used in a symbol vector in a channel tracking method of a delay determination feedback equalizer in an EDGE system according to the present invention.
도 6은 채널이 빠르게 변화하는 RA250 채널에서의 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에 따라 채널 업데이트를 하는 경우의 성능 향상 모습을 보여주는 도면FIG. 6 is a diagram illustrating performance improvement when a channel is updated according to a channel tracking method of a delay determination feedback equalizer in an EDGE system according to the present invention in a rapidly changing RA250 channel.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
410: PSP-MLSE 420: 초기 채널 추정부(Initial CE)410: PSP-MLSE 420: initial channel estimator (Initial CE)
430: 판정 버퍼(Decision buffer) 440: 심벌 벡터 결정부430: Decision buffer 440: Symbol vector determination unit
본 발명은 EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel tracking method of a delay decision feedback equalizer in an EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) system.
8 PSK(Phase Shift Keying)를 사용하는 GSM(global system for mobile)/EDGE 시스템에서는 채널의 정확한 추정이 매우 중요하다.8 In the global system for mobile (GSM) / EDGE system using phase shift keying (PSK), accurate estimation of the channel is very important.
도 1은 GSM/EDGE 시스템의 버스트 포맷을 설명하기 위한 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 정상(Static) 채널 및 RA250 채널에서의 버스트의 위치에 따른 에러 분포도이고, 도 3은 PSP-MLSE 수신기의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a burst format of a GSM / EDGE system, FIGS. 2A and 2B are error distributions according to positions of bursts in a static channel and a RA250 channel, respectively, and FIG. 3 is a PSP-MLSE receiver. Figure is a schematic structure of the.
도 1에 도시된 바와 같이, GSM/EDGE 시스템의 버스트 포맷은, 미드 앰블 구간에 26 개의 훈련 시퀀스(training sequence: TS) 심벌이 있고, 58 개의 데이터 심벌로 구성되는 2 개의 데이터 세그먼트(1st data segment, 2nd data segment)가 있다. 또한, 버스트의 앞뒤로 3 개의 테일(tail) 심벌(TB)이 있고, 버스트의 끝에 8.25 개의 가드 심벌(GP)이 있다.As shown in FIG. 1, the burst format of the GSM / EDGE system includes two training segments (TSs) in a midamble section and two data segments consisting of 58 data symbols. , 2nd data segment). In addition, there are three tail symbols TB before and after the burst, and 8.25 guard symbols GP at the end of the burst.
채널의 정확한 추정을 위해서, 등화기(equalizer)에서 심벌 간 간섭(Inter-Symbol Interference: ISI)을 구하기 위해 미드 앰블(mid-amble) 구간에서 CC(Cross Correlation) 또는 LS(Least Square) 알고리즘을 사용하여 채널 임펄스 응답(Channel Impulse Response: CIR)을 추정한다.For accurate estimation of the channel, cross-correlation (LCC) or least square (LS) algorithms are used in the mid-amble section to obtain inter-symbol interference (ISI) in the equalizer. Channel Impulse Response (CIR) is estimated.
도 2a는 정상(Static) 채널에서의 에러 분포도로써 버스트의 위치에 상관없이 일정함을 나타내고 있다. 이와 같이 정상 채널의 경우에는 CIR이 버스트(burst) 내에서 변화하지 않으므로 미드 앰블 구간에서 추정한 CIR을 데이터 구간에서 업데이트 할 필요가 없다.FIG. 2A is an error distribution diagram in the static channel, which shows that it is constant regardless of the position of the burst. In this case, since the CIR does not change within a burst in the normal channel, the CIR estimated in the mid amble section does not need to be updated in the data section.
한편, 도 2b는 RA250 채널에서의 에러 분포도로 미드 앰블에서 테일 방향으로 갈수록 채널변화에 따른 에러가 증가하는 것을 보여주고 있다. 이와 같이 TU50, HT100, RA250과 같은 채널 환경에서는, 미드 앰블 구간에서 추정한 CIR과 데이터 구간에서의 CIR이 차이가 있어 채널 업데이트 알고리즘을 사용하지 않을 경우에는 테일 비트(tail bit) 구간으로 갈수록 채널 추정 오차가 심해진다. 그 결과 등화기에서 ISI 추정 오차가 커져서 등화기의 성능이 저하된다. 특히 RA250과 같이 채널이 빠르게 변화하는 경우에는 성능 저하가 더욱 커지게 된다.On the other hand, Figure 2b shows that the error distribution according to the channel change as the error distribution in the RA250 channel from the midamble to the tail direction increases. As described above, in a channel environment such as TU50, HT100, and RA250, the CIR estimated in the midamble section and the CIR in the data section are different, and thus, when the channel update algorithm is not used, the channel is estimated toward the tail bit section. The error gets worse. As a result, the ISI estimation error increases in the equalizer, thereby degrading the performance of the equalizer. In particular, when the channel changes rapidly, such as the RA250, the performance degradation is even greater.
따라서, 상기 문제점을 개선하기 위하여 채널의 변화를 따라가기 위해서 데이터 구간에서는 LMS(Least Mean Square) 알고리즘으로 CIR을 업데이트 한다. 상기 방법을 사용하는 대표적인 수신기가 PSP(Per-Survivor Processing)-MLSE(Maximum Likelyhood Sequence Estimation)이다.Therefore, in order to keep up with the channel change, the CIR is updated with a Least Mean Square (LMS) algorithm in the data section in order to improve the problem. A representative receiver using the method is Per-Survivor Processing (PSP) -Maximum Likelyhood Sequence Estimation (MLSE).
도 3을 참조하면, PSP-MLSE 수신기는, MLSE(310)와, 미드 앰블 검출부(320)와, 채널 추정부(330)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the PSP-MLSE receiver includes an MLSE 310, a
상기와 같이 구성되는 PSP-MLSE 수신기에서 채널 추정을 하기 위해서는, 먼 저, 미드 앰블 검출부(Mid-amble) (320)에서 검출된 미드 앰블 구간의 훈련 시퀀스 심벌을 이용하여 채널 추정부(330)의 각각의 채널 추정기(CE)(331,332,333)에서 해당 채널의 초기 CIR을 CC 또는 LS 알고리즘으로 구하여 MLSE(310)로 출력한다. CC 보다는 LS 알고리즘이 복잡도가 높지만 더 좋은 성능을 나타내기 때문에 주로 LS 알고리즘이 사용된다.In order to estimate the channel in the PSP-MLSE receiver configured as described above, first, the
이후, 미드 앰블의 훈련 시퀀스 심벌을 통해 추정된 초기 CIR 값은 데이터 구간에서 LMS 알고리즘을 통해 업데이트 된다. 이 경우 등화기의 트랠리스(trellis)는 미드 앰블 구간에서 테일 비트 구간으로 진행된다.Thereafter, the initial CIR value estimated through the training sequence symbol of the midamble is updated through the LMS algorithm in the data interval. In this case, the trellis of the equalizer proceeds from the mid amble section to the tail beat section.
BPSK(Binary Phase Shift Keying)와 QPSK(Quadrate Phase Shift Keying)와 같이 다치(M-ary) PSK 변조된 신호 Sk가 다중경로 페이딩 채널을 통과하고, 부가적 백색 가우션 잡음(AWGN)이 더해져 수신되었을 때 수신 신호 r k 는 다음의 (수학식 1)과 같이 표현된다.M-ary PSK modulated signals S k , such as Binary Phase Shift Keying (BPSK) and Quadrate Phase Shift Keying (QPSK), pass through a multipath fading channel and receive additional white Gaussian noise (AWGN) When the received signal r k is expressed as Equation 1 below.
(수학식 1)(Equation 1)
상기 (수학식 1)에서 {hk,l}은 채널 탭 계수(tap coefficients)의 세트이고 h k 는 가우션 잡음 시퀀스(Gaussian noise sequence)이다.In Equation 1, {h k, l } is a set of channel tap coefficients and h k is a Gaussian noise sequence.
등화기의 트랠리스 스테이트(trellis state)를 μ라고 표현하면 타임 인덱스time index) k에서 트랠리스 스테이트가 l에서 m으로 전이될 때의 전송 메트릭은 다음의 (수학식 2)와 같이 정의된다.If the trellis state of the equalizer is expressed as μ, the transmission metric when the trellis state transitions from m to m at time index k is defined as
(수학식 2)(Equation 2)
상기 (수학식 2)에서 e는 수신 신호 rk와 등화기에서 CIR과 트랠리스 시퀀스로 재생성한 신호 사이의 차이를 나타내는 에러 값이다. h는 타임 인덱스(time index)와 트랠리스 스테이트에 따른 CIR 벡터이고, X는 트랠리스 스테이트가 l에서 m으로 전이될 때의 심벌 벡터이다.In
LMS 알고리즘을 사용하여 채널을 업데이트시키는 방법은 다음의 (수학식 3)과 같다.The method of updating a channel using the LMS algorithm is shown in Equation 3 below.
(수학식 3)(Equation 3)
상기 방법은 빠른 페이딩 채널을 따라가는데 매우 효과적이지만 각 생존치(survivor)에 대한 채널 파라미터를 업데이트 하는데 많은 계산을 요구하게 되므로 사용에 제한이 있다.The method is very effective for following fast fading channels but has limited use since it requires a lot of computation to update the channel parameters for each survivor.
PSP-MLSE는 8 PSK와 같이 변조 차수가 높거나 채널 길이가 긴 경우 트랠리스 스테이트 수가 너무 많아져서 오늘날의 디지털 신호처리 기술로는 구현이 불가능하다. 이 문제를 해결하기 위해 사용하는 방법이 DFE(Decision Feedback Estimation: 판정 피드백 추정)이다. 이 방식에 따르면 결정 피드백을 통해 채널의 메모리 길이 를 효과적으로 줄일 수 있다. 채널의 CIR 길이가 L이라고 하면 이것을 N과 L-N의 두 부분으로 나눠서 첫 번째 부분인 N은 PSP-MLSE로 다루고, 두 번째 부분인 L-N은 DFE(Decision Feedback Equalizer)로 처리한다.The PSP-MLSE has too many trajectory states at high modulation orders or long channel lengths, such as 8 PSK, making it impossible to implement with today's digital signal processing technology. The method used to solve this problem is Decision Feedback Estimation (DFE). With this approach, decision feedback can effectively reduce the memory length of the channel. If the CIR length of the channel is L, it is divided into two parts, N and L-N. The first part, N, is treated as PSP-MLSE, and the second part, L-N, is processed by Decision Feedback Equalizer (DFE).
도 4는 DFE를 사용하여 수신신호에서 테일 ISI를 제거하는 PSP-MLSE의 구조를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a structure of a PSP-MLSE for removing tail ISI from a received signal using a DFE.
DFE를 사용하여 수신신호에서 테일 ISI를 제거하는 PSP-MLSE는, PSP-MLSE(410)와, 초기 채널 추정부(Initial CE)(420)와, 판정 버퍼(Decision buffer)(430)와, 심벌 벡터 결정부(440)를 포함하여 구성된다.The PSP-MLSE, which removes the tail ISI from the received signal using the DFE, includes a PSP-MLSE 410, an
상기와 같이 구성되는 DFE를 사용하여 수신신호에서 테일 ISI를 제거하는 PSP-MLSE 수신기에서 채널 추정에 있어서는, 상기 초기 채널 추정부(420)의 출력을 이용하여 채널 CIR의 첫 번째 부분인 N은 PSP-MLSE(410)로 다루고, 초기 채널 추정부(420)의 출력을 이용하여 채널 CIR의 두 번째 부분인 L-N은 판정 버퍼(430)에서 처리하게 된다.In the channel estimation of the PSP-MLSE receiver which removes the tail ISI from the received signal using the DFE configured as described above, N, the first part of the channel CIR using the output of the
상기 DFE의 방식에는 글로벌(global) DFE와 로컬(local) DFE 두 가지가 있다. 상기 글로벌 DFE는 하나의 판정 벡터가 모든 생존 경로에 영향을 미치는 것으로 최상의 생존 경로에서 결정한 DFE 값을 모든 생존 경로의 전송 메트릭의 계산에 사용한다. 이 방법의 경우 최상의 생존 경로에 에러가 발생할 경우 에러 전파(error propagation)로 인해 성능 열화를 초래한다.There are two types of DFEs, a global DFE and a local DFE. The global DFE uses a DFE value determined in the best survival path as one decision vector affects all survival paths in the calculation of transmission metrics of all survival paths. This method causes performance degradation due to error propagation if an error occurs in the best survival path.
아래의 (수학식 4)는 글로벌 DFE를 사용하는 방식을 수식으로 나타낸 것으로 DFE를 이용하여 ISI를 미리 제거하는 방법을 나타낸다.
(수학식 4)(Equation 4)
이 경우, DFE 오류가 없을 때는 상기 (수학식 4)와 같이 ISI가 제거되지만 DFE 오류가 발생하면 오히려 ISI가 증가할 수도 있다.In this case, when there is no DFE error, the ISI is removed as shown in
DFE의 또 다른 방식인 로컬 DFE는 글로벌 DFE의 단점인 에러 전파에 의한 성능 열화를 보완하기 위하여 각 생존치 경로마다 ISI 제거를 위한 DFE 값을 달리 해주는 것으로 다음의 (수학식 5)와 같이 나타낼 수 있다.Local DFE, another method of DFE, changes the DFE value for ISI removal in each survival path to compensate for performance degradation due to error propagation, which is a disadvantage of global DFE. have.
(수학식 5)(5)
한편, PSP-MLSE 방식뿐만 아니라 채널 업데이트를 하지 않는 일반적인 MLSE 방식에서 DFE를 적용하는 경우에는, 즉 DFSE(Decision Feedback Sequence Estimation)의 경우에 있어서는, 글로벌 DFE보다는 로컬 DFE를 사용한다.On the other hand, when the DFE is applied not only in the PSP-MLSE method but also in the general MLSE method that does not update the channel, that is, in the case of Decision Feedback Sequence Estimation (DFSE), the local DFE is used rather than the global DFE.
상기와 같은 종래 기술에 있어서는 상기 (수학식 3)에 나와 있는 것과 같이 생존 경로별로 LMS를 사용하여 채널의 변화를 쫓아가는 것이 핵심이다. 그 과정에서 MLSE 등화기의 복잡도를 줄이기 위해 글로벌/로컬 DFE를 사용하여 채널의 메모리를 줄이고 테일 ISI를 제거해서 전체 계산량을 감소시킨다. 결국, 기존의 방식으로 모든 생존치(survivor)에 대해 LMS로 채널의 변화를 쫓아가려면 각각의 타임 인 덱스마다 MLSE 등화기의 스테이트 수만큼 채널 업데이트를 해야 한다. 이는 엄청난 계산량을 필요로 하는 것으로 실제 구현이 매우 어렵다.In the conventional technology as described above, as shown in Equation (3), it is essential to follow the change of channels by using LMS for each survival path. In the process, to reduce the complexity of the MLSE equalizer, global / local DFE is used to reduce channel memory and eliminate tail ISI to reduce overall computation. As a result, in order to keep track of channel changes with LMS for all survivors in the conventional manner, channel updates must be made by the number of states in the MLSE equalizer for each time index. This requires a great deal of computation and is difficult to implement in practice.
예를 들어, 스테이트 수가 8이고 채널의 메모리 길이 L이 7 이라고 하면 하나의 타임 인덱스에 대해 56 개의 채널 탭 계수를 LMS를 이용하여 업데이트 해야 한다. 또한, 복잡도에 비해 얻을 수 있는 수신기의 성능 향상이 크지 않기 때문에 사용에 제한이 많을 수밖에 없다.For example, if the state number is 8 and the channel memory length L is 7, then 56 channel tap coefficients for one time index must be updated using the LMS. In addition, since the performance gain of the receiver that can be obtained in comparison with the complexity is not large, there are many limitations to use.
한편, LMS의 계산량을 줄이고자 최상의 생존치(best survivor)만 선택하여 채널 업데이트를 하게 되면 등화기의 스테이트를 줄이기 위해 글로벌 DFE를 사용하는 경우와 마찬가지로 에러 전파로 인한 성능저하가 발생하게 된다.On the other hand, if the channel update is made by selecting only the best survivor to reduce the LMS calculation amount, performance degradation due to error propagation occurs as in the case of using the global DFE to reduce the state of the equalizer.
본 발명은 채널 업데이트에 사용하는 심벌 벡터의 추정에 있어서, 등화기의 스테이트 수가 커서 채널 트랙킹을 위해 많은 계산이 필요한 경우에 계산량을 줄일 수 있기에 적당한 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention provides a method for channel tracking of a delayed decision feedback equalizer in an EDGE system suitable for estimating a symbol vector used for channel update, in which case the amount of states of the equalizer is large and a large amount of calculation is required for channel tracking. The purpose is to provide.
본 발명은 채널 업데이트에 사용하는 심벌 벡터 추정에 있어서, 현재의 수신 신호에 대한 MLSE 또는 DFE 심벌을 사용하는 대신에 지연된(delayed) DFE를 채널 업데이트용 심벌 벡터로 사용함으로써 심벌 벡터 추정을 위한 계산량을 줄일 수 있는 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.In the symbol vector estimation used for channel update, the present invention uses a delayed DFE as a symbol vector for channel update instead of using MLSE or DFE symbols for a current received signal. It is an object of the present invention to provide a channel tracking method of a delay determination feedback equalizer in an EDGE system that can be reduced.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법은, 시퀀스 추정이 이루어진 후 소정의 심벌 구간 동안 지연된(delayed) DFE 심벌을 추출하는 단계와, 상기 추출된 심벌을 채널 업데이트를 위한 심벌 벡터로 사용하여 LMS로 채널 업데이트를 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A channel tracking method of a delay determination feedback equalizer in an EDGE system according to the present invention for achieving the above object comprises: extracting a delayed DFE symbol for a predetermined symbol period after sequence estimation is performed; And performing a channel update with the LMS using the symbol as a symbol vector for channel update.
상기 지연된 DFE 심벌을 추출하는 단계는, 등화기에 채널 업데이트에 사용하는 심벌을 결정하기 위한 소정 길이의 결정 폭(decision depth)(D)을 설정하는 단계와, 해당 심벌을 뒤따르는 다음 심벌이 상기 설정된 소정 길이의 결정 폭(D)만큼 트랠리스가 진행된 경우 한 심벌씩 해당 심벌을 채널 업데이트를 위한 심벌로 결정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The step of extracting the delayed DFE symbol may include setting a predetermined depth D of a predetermined depth for determining a symbol used for channel update in an equalizer, and setting the next symbol following the symbol to be set. If the trellis has proceeded by the predetermined width (D) of the predetermined length, characterized in that it comprises a step of determining the corresponding symbol for each symbol as a symbol for the channel update.
상기 LMS로 채널 업데이트를 수행하는 단계에서, 상기 채널 업데이트를 위한 LMS를 위한 메모리 길이가 L인 채널 벡터 h는,In the step of performing a channel update to the LMS, a channel vector h having a memory length of L for the LMS for the channel update,
의 수학식으로 표현되고, 상기 에러 신호 e와 심벌 벡터 X는 각각,The error signal e and the symbol vector X are each represented by
의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 한다.It is characterized by the expression of.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에 의하면, 종래의 방법에 따라서 최상의 생존치(survivor)를 사용하는 경우에 비해 에러 전파로 인한 성능 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 PSP 방식에 비해 계산이 많이 감소하게 된다.According to the channel tracking method of the delay determination feedback equalizer in the EDGE system according to the present invention configured as described above, the performance reduction due to error propagation is prevented compared to the case of using the best survivor according to the conventional method. Not only can this be done, but the computation is greatly reduced compared to the PSP method.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에 대하여 일 실시 예를 들어 상세히 설명한다.Hereinafter, a channel tracking method of a delay determination feedback equalizer in an EDGE system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 빠른 페이딩 환경에서 미드 앰블의 훈련 시퀀스 심벌로 추정한 CIR이 데이터 구간의 CIR과 차이가 발생하여 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 데이터 구간에서 채널 업데이트를 사용한다. 초기 채널 추정을 위해서는 LS 알고리즘을 사용하고, 채널 업데이트를 위해서는 LMS 알고리즘을 사용한다.In the present invention, the channel update is used in the data section to prevent the CIR estimated by the training sequence symbol of the midamble from being different from the CIR of the data section in a fast fading environment. The LS algorithm is used for initial channel estimation and the LMS algorithm is used for channel update.
본 발명에서는 채널을 업데이트 하기 위해서 필요한 엄청난 계산을 줄이기 위해 본 발명에서는 채널의 변화 특성을 이용한다.In the present invention, in order to reduce the enormous calculation required to update the channel, the present invention uses the channel changing characteristic.
채널의 변화 특성을 살펴 보면, RA250 채널과 같이 채널이 매우 빠르게 변화하는 상황에서는, 채널은 한 버스트 내라고 하더라도 미드 앰블과 테일 구간에서는 많은 차이를 나타낸다.Looking at the change characteristics of the channel, in a situation where the channel changes very rapidly, such as the RA250 channel, the channel shows a great difference in the midamble and the tail section even if it is within one burst.
그러나 버스트의 시작과 끝에서 많은 차이를 나타낸다고 해도 이웃한 심벌들 사이에서는 거의 동일한 값을 갖는다고 가정해도 무방하다. 몇 심벌 떨어진 곳에서의 채널 변화로 인해 수신기의 성능이 변화할 만큼 크게 바뀌진 않기 때문이다.However, even if there are many differences at the beginning and end of the burst, it can be assumed that they have almost the same value between neighboring symbols. This is because changing the channel a few symbols away does not change the receiver's performance significantly.
상기 가정을 바탕으로 채널의 업데이트를 기존의 방식들처럼 등화기의 트랠리스가 진행함에 따라 바로 적용하지 않고, 일정한 지연(delay)을 시켜서 시퀀스 추정이 이루어진 심벌에 대해서 LMS로 채널 업데이트를 수행한다.Based on the above assumption, the channel update is not applied immediately as the equalizer traverses as in the conventional schemes, and the channel update is performed by the LMS with respect to the symbol for which the sequence estimation is performed by a constant delay.
도 5는 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에서 심벌 벡터에 사용되는 지연된 DFE 심벌을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram illustrating a delayed DFE symbol used in a symbol vector in a channel tracking method of a delay determination feedback equalizer in an EDGE system according to the present invention.
종래의 방법에 따르는 경우 심벌 벡터 X를 구하기 위해서 등화기의 MLSE 스테이트와 글로벌/로컬 DFE 심벌을 사용하지만, 본 발명에서는 심벌 벡터 X를, 도 5에 도시된 바와 같이, 지연된(delayed) DFE 심벌(XK-D)을 사용한다.According to the conventional method, the MLSE state of the equalizer and the global / local DFE symbol are used to obtain the symbol vector X. However, in the present invention, the symbol vector X is represented as a delayed DFE symbol (as shown in FIG. 5). X KD ).
비터비 채널 디코더에서 메트릭의 메모리 크기를 줄이기 위해, 트랠리스가 종료되기 이전에 일정 크기의 결정 폭(Decision depth)(D)만큼 트랠리스가 진행하면 한 비트씩 디코딩된 비트가 출력되도록 한다.In order to reduce the memory size of the metric in the Viterbi channel decoder, when the trellis proceeds by a predetermined decision depth D before the trellis ends, the decoded bits are output one bit at a time.
비터비 알고리즘(Viterbi Algorithm: VA)을 사용하는 등화기에서도 마찬가지로 트랠리스가 완전히 진행된 다음에 트래이스 백(trace back)을 통해 시퀀스 결정을 할 때의 성능과 일정 폭(depth)(D)만큼 트랠리스가 진행된 다음 한 심벌씩 결정하는 것의 성능 차이가 거의 없다. 또한, 심벌 결정을 위한 결정 폭(D)은 채널 디코더에서와는 달리 16 이하의 작은 값을 사용해도 성능저하가 거의 없다.Equalizers that use the Viterbi Algorithm (VA) are also able to track the performance and depth (D) of a sequence decision after tracery is complete and then trace back. There is little difference in performance between deciding one symbol after a rally. In addition, unlike the channel decoder, the decision width D for symbol determination shows little performance deterioration even when a small value of 16 or less is used.
그러므로 채널이 빠르게 변화한다고 해도 D심벌 동안에는 거의 변화하지 않는다고 가정하고 디코딩된 심벌을 사용하여 채널 업데이트를 한다. 이렇게 할 경우 모든 생존치(survivor)에 대해 채널 업데이트를 해야 하는 기존의 방식에 비해 생존치(survivor) 개수에 비례하여 계산이 줄어들고, 최상의 생존치(survivor)에 대해서만 채널 업데이트를 하는 방식보다 에러 전파에 의한 성능저하가 거의 없게 된다.Therefore, even if the channel changes rapidly, the channel is updated using the decoded symbols, assuming that the channel changes little during the D symbol. This reduces the calculation in proportion to the number of survivors compared to the conventional method of channel update for all survivors, and propagates errors compared to channel update only for the best survivors. There is almost no degradation in performance.
이를 위하여, 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에서는, 전술한 채널 업데이트를 위한 LMS에 관한 (수학식 3)을 아래의 (수학식 6)과 같이 변경하여 사용한다.To this end, in the channel tracking method of the delay determination feedback equalizer in the EDGE system according to the present invention, Equation 3 regarding the LMS for channel update described above is changed to
(수학식 6)(6)
상기 (수학식 6)에서 h는 메모리 길이가 L인 채널 벡터이고, 에러 신호(error signal) e와 심벌 벡터 X는 다음의 수학식으로 정의된다.In Equation (6), h is a channel vector having a memory length of L, and an error signal e and a symbol vector X are defined by the following equation.
(수학식 7)(7)
(수학식 8)(Equation 8)
도 6은 채널이 빠르게 변화하는 RA250 채널에서의 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에 따라 채널 업데이트를 하는 경우의 성능 향상 모습을 보여주는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating performance improvement when a channel is updated according to a channel tracking method of a delay determination feedback equalizer in an EDGE system according to the present invention in a rapidly changing RA250 channel.
도 6에서 원으로 표시된 것은 채널 트랙킹이 오프된 경우이고, 사각형으로 표시된 것은 채널 트랙킹이 수행되는 경우의 신호 대 잡음비(ES/NO)에 따른 BER(Bit Error Ratio)/BLER(Block Error)을 나타낸다.In FIG. 6, circles indicate when channel tracking is turned off, and squares indicate when a channel tracking is performed, a bit error ratio (BER) / block error (BER) according to a signal-to-noise ratio ( ES / N O ). Indicates.
도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법을 사용한 경우, 신호 대 잡음비(ES/NO)의 증가에 따라서, 동일한 신호 대 잡음비(ES/NO)에서 BER/BLER이 더욱 낮게 나타나게 된다.As can be seen in Figure 6, when the channel tracking method of the delay determination feedback equalizer in the EDGE system according to the present invention is used, the same signal-to-noise ratio (E S ) as the signal-to-noise ratio (E S / N O ) increases. / N O ), the lower the BER / BLER.
위에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법을 사용할 경우 종래의 방법에 따라서 최상의 생존 경로(survivor)를 사용하는 경우에 비해 에러 전파로 인한 성능 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 PSP 방식에 비해 계산이 많이 감소하게 된다.As described above, when the channel tracking method of the delay determination feedback equalizer in the EDGE system according to the present invention is used, performance degradation due to error propagation is reduced compared to the case of using the best survivor according to the conventional method. Not only can this be avoided, but the computation is much reduced compared to the PSP method.
예를 들어, 등화기의 스테이트가 8이고, 채널의 메모리 길이가 7인 경우 PSP 방식은 하나의 데이터 세그먼트 당 8 x 7 x (58+3) = 3416 개의 탭 웨이트(tap weights)를 계산해야 한다. 그 반면에 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에서 결정 폭(D)을 16으로 사용하는 경우 1 x 7 x (58 + 3 - D) = 315 개의 탭 웨이트(tap weights) 만을 계산하면 된다. 즉 10배 이상 계산이 줄어드는 효과를 얻을 수 있게 된다.For example, if the equalizer has 8 states and the channel has 7 memory lengths, the PSP method must calculate 8 x 7 x (58 + 3) = 3416 tap weights per data segment. . On the other hand, when using the crystal width D as 16 in the channel tracking method of the delay decision feedback equalizer in the EDGE system according to the present invention, 1 x 7 x (58 + 3-D) = 315 tap weights. weights) only needs to be calculated. In other words, the calculation is reduced by more than 10 times.
이상에서 본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에 대하여 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 기술적 사상의 기초를 벗어나지 않고 변경 및 수정을 가하여 실시하더라도 본 발명에 포함되는 것이며, 그러한 사실은 당업자에게 자명할 것이다.In the above, the channel tracking method of the delay determination feedback equalizer in the EDGE system according to the present invention has been described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is included in the present invention even if the present invention is carried out without change and modification without departing from the spirit of the present invention, and the fact will be apparent to those skilled in the art.
본 발명에 따른 EDGE 시스템에서의 지연 판정 피드백 등화기의 채널 트랙킹 방법에 따르면, 종래의 방법에 따라 최상의 생존치(best survivor)를 사용하는 경우에 비해 에러 전파로 인한 성능 저하를 방지할 수 있으며 PSP 방식에 비해 계산을 많이 감소시킬 수 있는 이점을 제공한다.According to the channel tracking method of the delay determination feedback equalizer in the EDGE system according to the present invention, the performance degradation due to the error propagation can be prevented and the PSP can be prevented compared to the case of using the best survivor according to the conventional method. It offers the advantage of greatly reducing the computation over the scheme.
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