KR102405741B1 - Pam 신호 검출을 위한 복잡도가 낮은 최대 우도 시퀀스 추정 등화기 및 그의 동작 방법 - Google Patents

Pam 신호 검출을 위한 복잡도가 낮은 최대 우도 시퀀스 추정 등화기 및 그의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예들은 복잡도가 낮은 최대 우도 시퀀스 추정(maximum likelihood sequence estimation; MLSE) 등화기를 제공하며, 입력되는 신호에 대해 최대 우도 심볼들의 세트를 사전 결정하도록 구성되는 임계값 검출기, 및 사전 결정된 세트를 기반으로 최대 우도 시퀀스를 추정하도록 구성되는 MLSE 모듈을 포함할 수 있다.

Description

PAM 신호 검출을 위한 복잡도가 낮은 최대 우도 시퀀스 추정 등화기 및 그의 동작 방법{REDUCED-STATE MLSE EQUALIZER FOR DETECTING M-ARY PAM SIGNAL AND OPERATING METHOD THEREOF}
다양한 실시예들은 PAM(pulse amplitude modulation) 신호 검출을 위한 복잡도가 낮은 최대 우도 시퀀스 추정(maximum likelihood sequence estimation; MLSE) 등화기 및 그의 방법에 관한 것이다.
초고속 광전송 시스템의 전송 속도를 제한하는 주된 요인은 시스템에 포함된 소자와 채널의 대역폭 제한이다. 대역폭 제한으로 인하여 발생하는 영향은 파형 왜곡에 의한 심볼 간 간섭(inter-symbol interference; ISI)이다. 이러한 심볼 간 간섭에 의한 악영향을 완화시키기 위한 가장 대표적인 방법은 수신기에서 전기 등화 기법(electric equalization technique)을 활용하는 것이다.
MLSE 등화기는 ISI 왜곡을 해소하는 최적의 방법을 제공한다. 비터비(Viterbi) 알고리즘은 일반적으로 최대 우도 시퀀스에 대한 상태 격자 구조(trellis)를 검색하기 위해 사용된다. 그러나, 지연 확산(delay spread)이 긴 시스템(전송 거리가 길고 광섬유의 분산이 크기 때문에 광 전송 시스템에서 흔히 발생됨)에 MLSE가 사용되는 경우, 상태 격자 구조의 크기가 상당히 커지며, 결과적으로 구현 복잡도가 크게 증가한다. MLSE의 복잡도를 낮추는 현실적이며 실용적인 방법은 MLSE 이전에 부분 응답(partial response) 등화기를 삽입하는 것이다. 이 등화기는 시스템의 전체 주파수 응답 특성이 짧은 지연 확산의 원하는 임펄스 응답(desired impulse response; DIR)을 갖도록 구성된다. 따라서 제한된 대역폭을 보상하는 피드포워드 등화기(feedforward equalizer; FFE)와 원하는 임펄스 응답 특성을 생성하는 포스트-필터(post-filter)로 구성될 수 있다.
이와 같이 부분 응답 등화기를 활용하여 채널 메모리 잘라내기(channel memory truncation)를 지원하는 MLSE는 세기 변조(intensity-modulation; IM)/직접 검출(direct-detection; DD) 시스템에 활용된 바 있다. 그러나, PAM-M 변조 형식을 사용할 경우 채널 메모리 잘라내기만으로는 MLSE의 복잡도를 줄이기에 충분하지 않을 수 있다. MLSE의 복잡도는 격자 구조 상태들의 수, 즉 ML으로 표현할 수 있으며, 여기서 L+1은 지연 확산의 길이이다. 2-탭(two-tap) 포스트-필터는 L을 1로 줄여주지만, M이 크면 격자 구조 상태들의 수는 여전히 매우 크기 때문에 구현 복잡도가 상당하다. 따라서, MLSE는 여전히 다중 레벨 펄스 진폭 변조(PAM) IM/DD 광 전송 시스템에 활용되기에는 복잡성이 너무 높아서 비실용적이다.
다양한 실시예들은 복잡도가 낮은 MLSE 등화기 및 그의 동작 방법을 제공한다.
다양한 실시예들은 MLSE 등화기를 제공한다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 MLSE 등화기는, 입력되는 신호에 대해 최대 우도 심볼들의 세트를 사전 결정하도록 구성되는 임계값 검출기, 및 상기 사전 결정된 세트를 기반으로 최대 우도 시퀀스를 추정하도록 구성되는 MLSE 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들은 상기 MSLE 등화기의 동작 방법을 제공한다.
다양한 실시예들은 직접 변조 레이저 기반 광 통신 시스템을 제공한다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 광 통신 시스템은, 광 섬유를 통해 세기 변조가 적용된 신호를 송신하도록 구성되는 송신 장치, 및 상기 광 섬유를 통해 수신되는 신호에 대해 직접 검출을 수행하도록 구성되며, 상기 MLSE 등화기를 포함하는 수신 장치를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 복잡도가 낮은 MLSE 등화기가 구현될 수 있다. 구체적으로, 임계값 추정기가 입력되는 신호에 대해 대략적인 사전 결정을 내림으로써, MLSE에 요구되는 상태 격자 구조의 상태 수가 크게 감소되며, 이로써 MLSE 등화기의 복잡도를 낮출 수 있다. 이 때, 입력되는 신호는 부분 응답 등화기의 피드포워드 등화기로부터 임계값 추정기로 입력되며, 피드포워드 등화기에 의해 ISI가 제거될 수 있다. 따라서, MLSE 등화기는 ISI 왜곡을 보상하면서도, 낮은 복잡도로 효과적으로 동작할 수 있다.
도 1은 일반적인 MLSE 등화기를 도시하는 블록도이다.
도 2는 일반적인 MLSE 등화기의 격자 구조를 나타내는 구조도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기를 도시하는 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기의 격자 구조를 도시하는 구조도이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기에서 임계값 검출기의 동작 특징을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 광 통신 시스템을 도시하는 도면이다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 수신 장치를 도시하는 도면이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 일반적인 MLSE 등화기(100)를 도시하는 블록도이다. 도 2는 일반적인 MLSE 등화기(100)의 격자 구조를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 MLSE 등화기(100)는 부분 응답 등화기(110)와 MLSE 모듈(130)을 포함할 수 있다.
부분 응답 등화기(110)는 MLSE의 복잡도를 낮추기 위해 수신되는 신호에 대해 채널 메모리 잘라내기를 수행하며, 피드포워드 등화기(FFE)(111)와 포스트-필터(post-filter)(113)를 포함할 수 있다.
이 때, MLSE의 상태 격자 구조의 크기가 PAM-M 신호 세트(signal set), 즉
Figure 112021048576995-pat00001
의 크기에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 일반적인 MLSE 등화기(100)에서의 격자 구조는 ML 개의 상태들과 ML+1 개의 전환들의 복잡도를 가질 수 있다. 예를 들어, M=4의 경우, 길이 2(L=2)의 DIR의 PAM-4 신호에 대한 상태 격자 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 4 개의 상태들과 16 개의 전환(transition)들의 비교적 높은 복잡도를 가질 수 있다. 여기서, 채널 메모리 길이는 부분 응답 등화기(110)에 의해, 2로 단축될 수 있다.
MLSE 모듈(130)은 MLSE를 적용하기 위한 것으로, 계산 모듈(computation module)(131), 비터비 모듈(Viterbi module)(133), 및 디코더(decoder)(135)를 포함할 수 있다. 계산 모듈(131)은 분기 메트릭(branch metric)들을 계산할 수 있다. 비터비 모듈(133)은 비터비 알고리즘을 이용하여, 상태 격자 구조 전체에서 최소 누적된 분기 메트릭들의 경로(즉, 서바이버 경로(survivor path))를 검색할 수 있다. 서바이버 경로가 결정되면, 최대 우도 데이터 시퀀스를 나타내는 격자 구조 상태들의 인덱스가 역추적될 수 있다. 디코더(135)는 신호 세트, 즉
Figure 112021048576995-pat00002
를 이용하여, 해당 인덱스를 디코딩할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)를 도시하는 블록도이다. 도 4는 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)의 격자 구조를 도시하는 구조도이다.
도 3을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)는 부분 응답 등화기(310), 임계값 검출기(threshold detector)(320), 및 MLSE 등화기(330)를 포함할 수 있다.
부분 응답 등화기(310)는 MLSE의 복잡도를 낮추기 위해 수신되는 신호에 대해 채널 메모리 잘라내기를 수행할 수 있다. 이를 위해, 부분 응답 등화기(310)는 피드포워드 등화기(FFE)(311)와 포스트-필터(post-filter)(313)를 포함할 수 있다.
임계값 검출기(320)는 신호를 MLSE를 적용하기 전에, 심볼에 대한 대략적인(coarse) 사전 결정(pre-decision)을 수행할 수 있다. 이 사전 결정은 MLSE의 상태 격자 구조를 구성하는 데 필요한 상태 수를 감소시킨다.
부분 응답 등화기(310)는 채널 메모리 길이를 단축시킬 수 있다. 이 때, 대역 제한에 의해 유도되는 ISI는 피드포워드 등화기(311)에 의해 제거될 수 있다. 시간 인덱스 n에 대하여 등화된 신호, 즉 피드포워드 등화기(311)에서의 출력 신호는 req(n)로 표시될 수 있다. 임계값 검출기(320)는 req(n)를 대략적으로 사전 결정하므로, req(n)에 대해 최대 우도 심볼들의 수가 P로(여기서, P<M임)로 제한될 수 있다. 그런 다음, 이 정보는 상태 격자 구조를 구성하는 데 사용될 수 있다.
임계값 검출기(320)는 req(n)가 속하는 신호 진폭의 영역을 식별하여 req(n)에 대해 최대 우도 심볼들의 세트(set)를 결정할 수 있다. 이 때, 임계값 검출기(320)는 req(n)의 진폭과 심볼 레벨들 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)에 기초하여, 신호 진폭을 (M-P+1) 개의 영역(region)들로 나눌 수 있다. 이러한 영역들에는 동일한 수의 임계값들이 필요한 (M-P) 개의 경계들(boundaries)이 있을 수 있다. 이에 따라, req(n)가 주어지면, 임계값 검출기(320)는 하기 [수학식 1]과 같이 표현되는 최대 우도 심볼들의 세트를 결정할 수 있다.
Figure 112021048576995-pat00003
임계값 검출기(320)는 (M-P) 개의 비교기(comparator)들로 구성되므로, 용이하게 구현될 수 있다. 임계값 검출기(320)는 req(n)에 대해, P 개의 심볼들로 구성된
Figure 112021048576995-pat00004
를 선택할 수 있다.
Figure 112021048576995-pat00005
의 크기가 PAM-M 신호 세트인
Figure 112021048576995-pat00006
보다 작기 때문에, MLSE의 상태 격자 구조의 크기가 감소될 수 있다. 이 때, 상태는 하기 [수학식 2]와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112021048576995-pat00007
명백하게는, 상태 격자 구조의 크기는 신호 세트
Figure 112021048576995-pat00008
의 크기가 아니라, P의 값, 즉 임계값 검출기(320) 이후의 세트
Figure 112021048576995-pat00009
의 크기에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)의 격자 구조는 PL 개의 상태들과 PL+1 개의 전환들의 복잡도를 가질 수 있다. 예를 들어, P=2의 경우, 길이 2(L=1)의 DIR의 PAM-4 신호에 대한 상태 격자 구조는 도 4에 도시된 바와 같이 2개의 상태들 및 4개의 전환들만의 비교적 낮은 복잡도를 가질 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 일반적인 MLSE 등화기(100)의 격자 구조와 비교하면, 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)의 격자 구조는 낮은 복잡도를 가질 수 있다. 여기서, 채널 메모리 길이는 부분 응답 등화기(310)에 의해, 2로 단축될 수 있다.
MLSE 모듈(330)은 MLSE를 적용하기 위한 것으로, 계산 모듈(331), 비터비 모듈(333), 및 디코더(335)를 포함할 수 있다. 계산 모듈(331)은 하기 [수학식 3]과 같이 상태
Figure 112021048576995-pat00010
로부터의 전환들에 대한 분기 메트릭들을 계산할 수 있다.
Figure 112021048576995-pat00011
여기서 yn은 수신 신호를 나타내고, ·은 내적(inner product)을 나타내며, 벡터 f = [f1, f2, ···fL]는 채널 임펄스 응답과 관련된 포스트-커서(post-cursor) ISI 계수들(여기서, f0은 1로 간주됨)을 제공할 수 있다. 명백하게, PL+1 개의 계산들만이 상기 [수학식 3]에서 처리되는데, 이는 일반적인 MLSE에 필요한 ML+1 개의 계산들보다 매우 적다.
비터비 모듈(333)은 감소된 상태의 격자 구조를 검색하고 최대 우도 데이터 시퀀스를 나타내는 상태 인덱스를 출력할 수 있다. 디코더(135)는 최대 우도 심볼들의 세트(set), 즉
Figure 112021048576995-pat00012
를 이용하여, 해당 인덱스를 디코딩할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)에서 임계값 검출기(320)의 동작 특징을 설명하기 위한 예시도이다. 구체적으로, 도 5는 100Gb/s에서 40 km 전송 후의 PAM-4 신호(밴드 제한 직접 변조 레이저(direct modulated laser; DML)에 의해 생성됨)에 대한 피드포워드 등화기(FFE)(311)로부터 입력되는 심볼들의 진폭 분포 및 아이 다이어그램(eye-diagrams)을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 신호는 거의 ISI가 없지만 노이즈로 인해 오염되어 있다. 따라서 각 심볼에 대한 진폭 분포의 첨도(kurtosis)는 대부분 SNR에 의해 결정되며, 이 경우 13.9 dB이다. 각 심볼의 진폭이 작은 분산으로 심볼 레벨 주위에 분포되어 있으며, 이것은 오류가 대부분 인접한 심볼들 사이에서 발생한다는 것을 나타낸다. 점선들은 임계값 검출기(320)의 결정 임계값들이다. 여기서, P=2로서, {-A, A}로 두 개의 결정 임계값들이 표시되며, 영역 1, 2, 3에서 최대 우도 심볼들의 세트들은 각각 {-3A, -A}, {-A, A}, 및 {A, 3A}이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 광 통신 시스템(600)을 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 다양한 실시예들 따른 광 통신 시스템(600)은 직접 변조 레이저(DML) 기반 세기 변조(IM)/직접 검출(DD) 시스템일 수 있다. 이러한 광 통신 시스템(600)은 복수 개의 전자 장치(610, 620)들, 즉 송신 장치(transmitter)(610)와 수신 장치(receiver)(620)를 포함할 수 있다. 이 때 송신 장치(610)와 수신 장치(620)는 광 섬유(630)를 통해 통신할 수 있다. 그리고, 송신 장치(610)와 수신 장치(620)는 광 섬유(630)의 광섬유 채널(fiber channel)을 통해 인터페이스를 수행할 수 있다. 여기서, 송신 장치(610)는 DML 기반 송신 장치일 수 있다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 수신 장치(620)를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 수신 장치(620)는 직접 검출 유닛(direct detection unit)(710), 아날로그-디지털 변환 유닛(analog-digital conversion unit)(720), MLSE 등화기(730) 및 데이터 복구 유닛(data recovery unit)(740)을 포함할 수 있다. 직접 검출 유닛(710)은 송신 장치(610)로부터 수신되는 신호에 대해 직접 검출(DD)을 수행할 수 있다. 아날로그-디지털 변환 유닛(720)은 직접 검출 유닛(710)으로부터 입력되는 신호에 대해 아날로그-디지털 변환을 수행할 수 있다. MLSE 등화기(730)는 아날로그-디지털 변환 유닛(720)으로부터 입력되는 신호에 대해 비선형 왜곡을 보상할 수 있다. 여기서, MLSE 등화기(730)는 ISI 왜곡을 압축할 수 있다. 이 때, MLSE 등화기(730)는 도 3을 참조하여 전술된 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)일 수 있다. 데이터 복구 유닛(740)은 비선형 등화 유닛(730)으로부터 입력되는 신호로부터 데이터를 복구할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)는 M-ary 펄스 진폭 변조(PAM-M), 이산 멀티 톤(DMT) 등과 같은 다양한 종류의 세기 변조 형식에 적용될 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)의 성능을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 8은 일반적인 MLSE 등화기(100)를 갖는 광 통신 시스템과 40 km 100Gb/s O-밴드 DML 기반 IM/DD 광 섬유 전송 실험에 사용되는 다양한 실시예들에 따른 MLSE 등화기(300)(P=2, 3)를 사용하는 광 통신 시스템(600)의 성능 비교에 대한 계통도를 보여준다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 MLSE 등화기(300)(P=2)를 통해, 일반적인 MLSE(100)와 유사한 성능이 달성될 수 있다. 일 실시예에 따른 MLSE 등화기(300)(P=2)와 일반적인 MLSE(100) 사이의 감도 차이는 0.1dB에 불과하다. 따라서, 상태 벡터 pn의 각 요소에 대해 최대 우도 심볼들의 세트를 상태 격자 구조의 4에서 2로 제한할 수 있다. 약간의 성능 저하는 주로 비인접 심볼 사이에 오류가 가끔 발생한다는 사실에 기인할 것이다. 따라서, 다른 실시예에 따른 MLSE 등화기(300)(P=3)를 통해, 일 실시예에 따른 MLSE 등화기(300)(P=2) 보다 향상된 성능이 달성될 수 있다. 그 결과, 다른 실시예에 따른 MLSE 등화기(300)(P=3)를 통해, 일반적인 MLSE 등화기(100)와 동일한 BER 성능이 달성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 복잡도가 낮은 MLSE 등화기(300)가 구현될 수 있다. 구체적으로, 임계값 추정기(320)가 입력되는 신호에 대해 대략적인 사전 결정을 함으로써, MLSE에 요구되는 상태 격자 구조의 상태 수가 감소되며, 이로써 MLSE 등화기(300)의 복잡도가 낮을 수 있다. 이 때, 입력되는 신호는 부분 응답 등화기(310)의 피드포워드 등화기(311)로부터 임계값 추정기로 입력되며, 피드포워드 등화기(311)에 의해 ISI가 제거될 수 있다. 따라서, MLSE 등화기(300)는 ISI 왜곡을 보상하면서도, 낮은 복잡도로 효과적으로 동작할 수 있다.
다양한 실시예들은 MLSE 등화기(300)를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, MLSE 등화기(300)는, 입력되는 신호에 대해 최대 우도 심볼들의 세트를 사전 결정하도록 구성되는 임계값 검출기(320), 및 사전 결정된 세트를 기반으로 최대 우도 시퀀스를 추정하도록 구성되는 MLSE 모듈(330)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, MLSE 모듈(330)은, 비터비(Viterbi) 알고리즘을 이용하여, 최대 우도 시퀀스에 대한 상태 격자 구조를 검색하도록 구성되는 비터비 모듈(333)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상태 격자 구조의 크기는, 사전 결정된 세트 내 최대 우도 심볼들의 수에 상응하는 사전 결정된 세트의 크기로부터 결정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, MLSE 등화기(300)는, 수신되는 신호에 대해 채널 메모리 잘라내기를 수행하도록 구성되는 부분 응답 등화기(310)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 부분 응답 등화기(310)는, 수신되는 신호에 대해 대역 제한에 의해 유도되는 심볼 간 간섭을 제거하도록 구성되는 피드포워드 등화기(FFE)(311)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 임계값 추정기(320)는, 피드포워드 등화기(311)로부터의 입력되는 신호에 대해 최대 우도 심볼들의 세트를 사전 결정하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 사전 결정된 세트의 크기는, 수신되는 신호의 크기 보다 작을 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 임계값 추정기(320)는, 입력되는 신호의 각 심볼에 대한 진폭 분포를 기반으로, 입력되는 신호의 진폭을 복수의 영역들로 나누고, 영역들 사이의 적어도 하나의 경계값으로부터 적어도 하나의 임계값을 결정하고, 임계값의 수를 기반으로, 최대 우도 심볼들의 세트를 사전 결정하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 사전 결정된 세트 내 최대 우도 심볼들의 수는, 임계값의 수에 상응할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상태 격자 구조는, 사전 결정된 세트의 크기로부터 각각 결정되는 수의 상태들과 전환들로 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, MLSE 모듈(330)이 최대 우도 시퀀스를 추정하는 복잡도는, 상태 격자 구조의 크기에 따라, 결정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 부분 응답 등화기(310)는, 피드포워드 등화기(311)와 MLSE 모듈(330) 사이에 연결되는 포스트-필터(313)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들은 상술된 MLSE 등화기(300)의 동작 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예들은 직접 변조 레이저 기반 광 통신 시스템(600)을 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 광 섬유(630)를 통해 세기 변조가 적용된 신호를 송신하도록 구성되는 송신 장치(610), 및 광 섬유(630)를 통해 수신되는 신호에 대해 직접 검출을 수행하도록 구성되며, 상술된 MLSE 등화기(300)를 포함하는 수신 장치(620)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 수신 장치(620)는, 수신되는 신호에 대해 직접 검출을 수행하도록 구성되는 직접 검출 유닛(710), 직접 검출 유닛(710)으로부터 입력되는 신호에 대해 아날로그-디지털 변환을 수행하도록 구성되는 아날로그-디지털 변환 유닛(720), 및 MLSE 등화기(300)로부터 입력되는 신호로부터 데이터를 복구하도록 구성되는 데이터 복구 유닛(740)을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, MLSE 등화기(300)는, 아날로그-디지털 변환 유닛(720)과 데이터 복구 유닛(740) 사이에 연결될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성 요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성 요소가 다른(예: 제 2) 구성 요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제 3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소들 또는 단계들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성 요소들 또는 단계들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성 요소들은 하나의 구성 요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성 요소는 복수의 구성 요소들 각각의 구성 요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성 요소들 중 해당 구성 요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 단계들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 단계들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 단계들이 추가될 수 있다.

Claims (10)

  1. 최대 우도 시퀀스 추정(maximum likelihood sequence estimation; MLSE) 등화기에 있어서,
    상기 최대 우도 시퀀스 추정 등화기는,
    입력되는 신호에 대해 최대 우도 심볼들의 세트를 사전 결정하도록 구성되는 임계값 검출기; 및
    상기 사전 결정된 세트를 기반으로 최대 우도 시퀀스를 추정하도록 구성되는 MLSE 모듈
    을 포함하고,
    상기 MLSE 모듈은,
    비터비(Viterbi) 알고리즘을 이용하여, 상기 최대 우도 시퀀스에 대한 상태 격자 구조를 검색하도록 구성되는 비터비 모듈
    을 포함하고,
    상기 상태 격자 구조의 크기는,
    상기 사전 결정된 세트 내 상기 최대 우도 심볼들의 수에 상응하는 상기 사전 결정된 세트의 크기로부터 결정되고,
    상기 최대 우도 시퀀스 추정 등화기는,
    수신되는 신호에 대해 채널 메모리 잘라내기를 수행하도록 구성되는 부분 응답 등화기
    를 더 포함하고,
    상기 부분 응답 등화기는,
    상기 수신되는 신호에 대해 대역 제한에 의해 유도되는 심볼 간 간섭을 제거하도록 구성되는 피드포워드 등화기(feedforward equalizser; FFE)
    를 포함하는,
    최대 우도 시퀀스 추정 등화기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계값 검출기는,
    상기 피드포워드 등화기로부터의 상기 입력되는 신호에 대해 상기 최대 우도 심볼들의 세트를 사전 결정하도록 구성되고,
    상기 사전 결정된 세트의 크기는,
    상기 수신되는 신호의 크기 보다 작은,
    최대 우도 시퀀스 추정 등화기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계값 검출기는,
    상기 입력되는 신호의 각 심볼에 대한 진폭 분포를 기반으로, 상기 입력되는 신호의 진폭을 복수의 영역들로 나누고,
    상기 영역들 사이의 적어도 하나의 경계값으로부터 적어도 하나의 임계값을 결정하고,
    상기 임계값의 수를 기반으로, 상기 최대 우도 심볼들의 세트를 사전 결정하도록 구성되고,
    상기 사전 결정된 세트 내 상기 최대 우도 심볼들의 수는,
    상기 임계값의 수에 상응하는,
    최대 우도 시퀀스 추정 등화기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태 격자 구조는,
    상기 사전 결정된 세트의 크기로부터 각각 결정되는 수의 상태들과 전환들로 구성되고,
    상기 MLSE 모듈이 최대 우도 시퀀스를 추정하는 복잡도는,
    상기 상태 격자 구조의 크기에 따라, 결정되는,
    최대 우도 시퀀스 추정 등화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 부분 응답 등화기는,
    상기 피드포워드 등화기와 상기 MLSE 모듈 사이에 연결되는 포스트-필터
    를 더 포함하는,
    최대 우도 시퀀스 추정 등화기.
  8. 삭제
  9. 직접 변조 레이저(direct modulated laser; DML) 기반 광 통신 시스템에 있어서,
    광 섬유를 통해 세기 변조(intensity-modulation; IM)가 적용된 신호를 송신하도록 구성되는 송신 장치; 및
    상기 광 섬유를 통해 수신되는 신호에 대해 직접 검출(direct-detection; DD)을 수행하도록 구성되며, 제 1 항, 또는 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 최대 우도 시퀀스 추정 등화기를 포함하는 수신 장치
    를 포함하는,
    광 통신 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수신 장치는,
    수신되는 신호에 대해 직접 검출을 수행하도록 구성되는 직접 검출 유닛;
    상기 직접 검출 유닛으로부터 입력되는 신호에 대해 아날로그-디지털 변환을 수행하도록 구성되는 아날로그-디지털 변환 유닛; 및
    상기 최대 우도 시퀀스 추정 등화기로부터 입력되는 신호로부터 데이터를 복구하도록 구성되는 데이터 복구 유닛
    을 더 포함하고,
    상기 최대 우도 시퀀스 추정 등화기는,
    상기 아날로그-디지털 변환 유닛과 상기 데이터 복구 유닛 사이에 연결되는,
    광 통신 시스템.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050073325A (ko) * 2004-01-09 2005-07-13 엘지전자 주식회사 채널 등화 장치
KR20150114369A (ko) * 2014-04-01 2015-10-12 삼성전자주식회사 가우시안 주파수 쉬프트 키잉 변조 방식을 지원하는 통신 시스템에서 신호를 수신하는 장치 및 방법

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