KR20040001121A - 에러궤환을 이용한 블라인드 적응결정 궤환 등화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에러 궤환을 이용한 적응 결정 궤환 등화기(Adaptive Decision Feedback Equalizer)에 관한 것으로, 특히 MMA 알고리즘과 LMS 알고리즘을 연동하여 사용함으로써 훈련 순열없이 채널에 적응할 수 있으며, 종래의 적응 결정 궤환 등화기에 에러를 궤환할 수 있는 부분인 에러 궤환 필터(error feedback filter)를 추가하여 에러 신호의 상관성을 감소시킴으로써 채널 등화 성능을 향상시킨 에러 궤환을 이용한 블라인드 적응 결정 궤환 등화기를 제공한다.

Description

에러 궤환을 이용한 블라인드 적응결정 궤환 등화기{A Blind Adaptive Decision Feedback Equalizer using Error Feedback}

본 발명은 에러 궤환을 이용한 블라인드 적응 결정 궤환 등화기(A Blind Adaptive Decision Feedback Equalizer)에 관한 것으로, 특히 MMA 알고리즘과 LMS 알고리즘을 연동하여 사용함으로써 훈련 순열 없이 채널에 적응할 수 있으며, 종래의 적응 결정 궤환 등화기에 에러를 궤환할 수 있는 에러 궤환 필터(error feedback filter)를 추가하여 에러 신호의 상관성을 감소시킴으로써 채널 등화 성능을 향상시킨 에러 궤환을 이용한 적응 결정 궤환 등화기를 제공한다.

디지털 통신 시스템에서는 송신단으로부터 전송된 신호가 채널을 거치면서 여러 가지 왜곡이 발생한다. 상기 왜곡을 발생시키는 요인으로는 가우스 열잡음, 임펄스 잡음, 신호의 강도가 시간적으로 변하는 현상인 페이딩(fading)에 의한 가산형 또는 승산형 잡음 등이 있다.

또한, 다중 경로 채널, 비이상적인 주파수 응답, 군지연 등에 의한 부호간 간섭(Inter Symbol Interference) 등은 고속 디지털 데이터 통신 시스템의 성능을 저하시키는 주요한 원인이 된다.

상기와 같은 채널의 왜곡을 보상하여 수신측에서 비트 오류를 감소시키는 기법을 채널 등화라고 하며, 상기 채널 등화를 실시하는 장치를 등화기라고 한다. 상기 등화기는 수신단에서 수신되는 신호의 크기와 딜레이 특성을 보상함으로써 송신되는 신호의 전력을 증가시키거나 채널대역폭을 바꾸지 않고도 통신로의 품질을 높일 수 있다.

상기 등화기는 추적(tracking) 모드와 직접 판정(decision directed) 모드로동작한다. 상기 추적 모드에서 송신기는 약속된 훈련순열(training sequence)을 보내게 되고 등화기는 훈련순열을 받아 탭 계수를 초기화한다. 등화기의 탭 계수가 수렴이 되면 추적모드에서 직접 판정모드로 전환이 되며, 훈련 순열 대신 판정된 데이터로 채널의 잔존 에러를 보상하게 된다.

그러나 방송 서비스 HDTV, LMDS(Local Multipoint Distribution Service), 그리고 DOCSIS의 하향링크 등의 표준안에는 훈련 순열이나 파일럿 채널 없이 채널을 적응할 것을 요구한다. 이러한 표준안을 지원하기 위하여 제안된 것이 블라인드(blind) 적응 알고리즘이다.

상기 블라인드 적응 알고리즘은 전송신호의 통계적인 성질을 이용하여 송신되는 신호의 사전정보 없이 채널 등화를 시작하며, 사용되는 알고리즘들은 RCA(Reduced Constellation Algorithm; 이하, RCA), CMA(Constant Modulus Algorithm; 이하 CMA)와 MMA(Multi Modulus Algorithm; 이하, MMA)로 구분할 수 있다.

상기 RCA는 송신 신호의 성좌도(Constellation)를 줄여서 채널 적응을 시작하는 블라인드 알고리즘이며, 상기 CMA는 성좌도의 원점을 중심으로 하나의 원을 그리고, 원과의 거리를 계산하여 거리를 줄이는 방향으로 탭 계수를 적응시키는 블라인드 알고리즘이다.

또한, MMA는 성좌도의 실수축과 허수축을 나누어서 독립적으로 적응하도록 하는 블라인드 알고리즘으로, 상기 MMA를 사용한 등화기는 실수축과 허수축을 두 개의 지연선(transversal) 필터를 사용하여 서로 독립적으로 동작하도록 설계되었다.

도1 내지 도2는 종래의 MMA 알고리즘을 사용한 등화기의 일반적인 구성을 나타낸 것이다.

먼저, 도1은 종래의 MMA 알고리즘을 사용한 등화기를 나타낸 것으로, 실수축과 허수축을 갖는 두 개의 필터(20a,20b)로 구성되어 탭 계수인 C_n과 D_n을 갱신하여 채널을 적응하는 등화 필터부(20)와, 등화 필터부(20)를 통해 입력된 파형을 실수축과 허수축으로 구별하여 판정하는 판정기(30a, 30b)와, 등화 필터부(20)의 출력()을 입력받아 에러함수()를 생성한 후, 상기 두개의 필터(20a, 20b)에 공급하는 실수/허수 에러 함수 생성부(10a, 10b)(coefficient generator)로 구성된다.

다음에, 도2는 MMA 알고리즘을 결정 궤환 구조에 이용한 등화기를 나타낸 것으로, 채널을 통과하여 입력되는 신호를 이용하여 처리하는 전방필터(40a)와 이미 결정된 신호를 가지고 처리하는 후방필터(40b)로 구성된 등화 필터부(40)와, 등화 필터부(40)를 통해 입력된 파형을 실수축과 허수축으로 구별하여 판정하는 판정기(60)와, 등화 필터부(40)의 출력()을 입력받아 에러함수()를 생성한 후, 등화 필터부내의 전방필터(40a)와 후방필터(40b)로 공급하는 에러 함수 생성부(50)(coefficient generator)로 구성된다.

도3은 종래 기술의 MMA 알고리즘을 사용하는 등화기의 필터 구조를 나타낸 것으로, 도1과 도2의 등화 필터부에 사용된 하나의 필터이다. 즉, 도1에 도시된등화기에서 등화필터부는 도3에 도시된 필터 두 개를 병렬로 구성하고, 도2에 도시된 결정 궤환 구조의 등화기에서는 도3의 필터를 전방필터 및 후방필터로 구성한다.

상기 필터는 등화기의 입력인을 지연시키기 위한 딜레이부(70)와, 등화기의 입력인을 켤레 복소수인으로 나타내는 변환부(80)와, 상기 변환부(80)에서 출력되는과 에러 생성부에서 생성된 에러 함수()를 곱하여 탭 계수를 생성하기 위한 복소수 곱셈기(90) 및 누적기(100)와, 탭 계수를 저장하기 위한 레지스터(110)와, 레지스터(110)에 저장된 탭 계수를 각 딜레이부마다 곱하고, 누적하여 출력을 생성하는 곱셈기(120)와 덧셈기(130)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 도1과 도2의 MMA 알고리즘을 사용한 등화기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1에서 도시된 MMA 알고리즘을 사용한 등화기는 도3에 도시된 필터의 구조를 사용하여 실수축과 허수축을 나누어서 두 개의 FIR 필터가 독립적으로 적응하게 된다. 에러 함수과는 등화 필터부의 출력을 입력으로 하여 수학식1과 같이 실수축과 허수축으로 나누어서 구해지게 된다.

수학식2는 MMA 알고리즘의 계수 갱신 수식을 나타낸 것이다.

상기 수학식2에 나타낸는 등화기의 입력신호의 켤레 복소수를 나타낸 것이다.과은 각각 실수축과 허수축의 탭 계수를 나타낸다.

또한 도2에 도시된 결정 궤환 등화기의 동작을 살펴보면 도1에서 보인 등화기와 달리 이미 결정된 값을 이용하여 심볼간 간섭을 제거하게 된다. 즉, 도1의 등화기와 달리 하나의 탭 계수 갱신만으로 채널 적응이 가능하다. 또한, 에러함수 생성부에서 에러를 생성하는 에러함수는 수학식3과 같이 구해진다. 하기 수학식 3의 에러함수는 수학식1과 같이 실수축과 허수축으로 구분하여 구하는 것이 아니라 실수축과 허수축의 값을 동시에 구하게 된다.

수학식4는 MMA 알고리즘의 계수 갱신 수식을 나타낸 것으로 수학식2와는 달리 실수축과 허수축의 값을 동시에 갱신하게 된다.

상기 도2의 전방필터에서는 채널을 통과하여 들어오는 신호를 처리하여 왜곡을 보상하게 되고, 후방필터에서는 이미 결정된 값을 이용하여 나머지 잔존 에러를 보상하게 된다.

상기 수학식들에서는 채널 적응 속도를 결정하는 상수(stepsize)로써값이 크면 적응 속도는 빨라지나 잔여 오차가 크며 등화기가 발산 또는 진동할 가능성이 높아진다. 또한, 상기값이 작으면 적응 속도는 느려지나 잔류 오차가 작은 장점이 있다.

또한, 적응 상수은 수학식5로 구하여 진다.

상기 적응 상수은 수학식1에서 나타난 것처럼 등화기 출력의 제곱 값과 적응 상수의 제곱값의 차이로 에러함수를 생성하게 된다.

상기 적응 상수값은 송신되는 신호의 통계적인 특성을 가지고 있으므로값은 변복조 방식이 정해지면 고정된 값을 가지게 된다. 64 QAM에서는, 128 QAM에서는, 256 QAM에서의이다.

상기 MMA를 일반화시킨 형태는 GMMA(Generalized MMA; 이하, GMMA)이다. 상기 GMMA는 MMA를 고차 QAM과 같은 성좌도가 조밀한 변조방식에 적용하면 에러함수가 매우 큰 값을 갖게 된다. 에러 함수가 매우 크게 되면 등화기는 발산하거나 진동할 확률이 높아지게 된다. 이러한 경우를 방지하게 위해 제안된 알고리즘이 GMMA 이다.

상기 GMMA 알고리즘은 등화기의 출력의 크기를 기준으로 적용되는 상수의 값을 변화하여 생성되는 에러 함수의 값을 적정 범위 안으로 제안해주는 알고리즘이다. 이와 같은 GMMA의 에러 함수 생성방식을 도4에서 나타내고 있으며 이는 GMMA를 256 QAM에 적용하였을 경우를 나타내고 있다.

상기 적용되는의 값은 등화기 출력의 절대값에 따라 수학식6과 같이 변화한다.

상기 도4에 도시된 바와 같이 등화기의 출력이 (1)의 범위에서는 64 QAM 변조방식을 사용한과 동일한이 사용되고, 등화기 출력이 (2)의 범위에 위치하면가 사용되며, (3)의 범위에서는이 적용되어 에러 함수의 크기를 줄여 등화기의 동작을 안정되게 한다.

이와 같이 MMA 알고리즘은 직교 전송 변복조 방식인 QAM과 CAP 방식에 적합하도록 제안된 채널 적응 알고리즘이다.

이상에서 설명한 바와 같이 도1의 종래 MMA 알고리즘을 사용한 등화기는 실수축과 허수축의 탭 계수를 따로 갱신하기 때문에 레지스터, 곱셈기와 덧셈기의 수가 2배로 소요되게 되므로 하드웨어의 부피가 크다는 문제점이 있었다.

또한, 도2의 MMA 알고리즘을 결정 궤환 구조에 이용한 등화기의 경우 결정된 값을 이용함으로써 부호간 간섭의 전조 부분을 제거할 수 있으나 부호간 간섭의 후조 부분은 제거되지 못하고 잔존하게 되고, 완전히 제거되지 못한 부호간 간섭은 등화기의 성능을 저하시키며, 신호대 잡음비가 낮은 곳에서는 성능 저하 및 발산을 유발하게 된다는 문제점이 있었다. 또한 결정 궤환 등화기를 적용함에 있어 초기에 오류가 섞인 신호가 궤환됨으로써 등화기의 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 되고, 초기 오류전파 문제는 결정 궤환 등화기의 초기 성능을 저하시키는 요인이 된다는 문제점도 있었다

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 MMA 알고리즘을 적용하여 하나의 탭 계수 갱신만으로 채널 적응이 가능하고, LMS 알고리즘과 연동하도록 하여 하드웨어 크기를 감소시키며, 결정 궤환 등화기에서 잔존하는 부호간 간섭을 에러 궤환 필터를 사용하여 상관성을 줄여줌으로써 초기오류 전파 문제의 감소 및 채널 등화 성능을 높이는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전송 채널로부터 수신된 신호를 필터링하는 전방필터와 후방필터 및 에러 궤환 필터가 병렬로 구성되어 탭 계수를 갱신하여 채널을 적응하는 등화 필터부와; 상기 등화 필터부의 출력을 생성하기 위한 덧셈기와; 상기 덧셈기를 통해 출력된 파형을 실수축과 허수축으로 구별하여 판정하고, 그 판정된 신호를 상기 후방필터에 공급하는 판정기와; 상기 등화 필터부의 출력인 복소수 신호를 입력받아 에러함수를 생성한 후, 상기 전방 필터 및 에러 궤환 필터에 공급하는 에러 함수 생성부를 포함하는 에러궤환을 이용한 적응결정 궤환 등화기를 특징으로 한다.

도1은 종래의 MMA 알고리즘을 사용한 등화기를 나타낸 도면.

도2는 종래의 MMA 알고리즘을 결정 궤환 구조에 이용한 등화기를 나타낸 도면.

도3은 종래의 MMA 알고리즘을 사용한 등화기의 필터를 나타낸 도면.

도4는 일반적인 256 QAM에 이용한 GMMA을 나타낸 도면

도5는 본 발명에 따른 에러 궤환을 이용한 결정 궤환 구조에 MMA 알고리즘과 LMS 알고리즘을 연동한 적응결정 궤환 등화기를 나타낸 도면.

도6은 도5의 에러 궤환을 이용한 적응결정 궤환 등화기에 사용된 필터를 나타낸 도면.

도7은 도5의 에러 궤환을 이용한 적응결정 궤환 등화기에서 MMA 알고리즘의 에러 함수 및 LMS 알고리즘의 에러 함수를 생성하는 에러 함수 생성부를 나타낸 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10a : 실수 에러 생성부10b : 허수 에러 생성부

20,40,140 : 등화 필터부20a : 실수 FIR

20b : 허수 FIR30a : 실수 판정기

30b : 허수 판정기40a,140a: 전방필터

40b,140b: 후방필터50,210 : 에러함수 생성부

60,160 : 판정기70,220 : 딜레이부

80 : 변환부90 : 탭계수 생성 복소수 곱셈기

100 : 탭계수 생성 누적기110 : 탭계수 저장 레지스터

120 : 출력생성 곱셈기130 : 출력생성 덧셈기

140c : 에러 궤환 필터150 : 덧셈기

160 : 판정기170 : LMS 에러 생성부

180 : MMA & GMMA 에러 생성부190 : MSE 생성부

200a,200b : 멀티플렉서230 : 켤레 복소수 변환부

240, 270 : 곱셈기260 : 레지스터

250, 280 : 누적기290, 350, 370 : 뺄셈기

300, 360, 380 : 제곱 연산부310, 330, 340 : 곱셈기

320, 390a, 390b, 400 : 멀티플렉서

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 에러 궤환 필터를 추가한 결정 궤환 등화기의 구조를 나타낸 것으로, 전송 채널로부터 수신된 신호를 필터링하여 출력하는 전방필터(140a, feedforward filter), 이미 결정된 신호를 이용하여 현존하는 신호간의 간섭을 제거하는 후방필터(140b, feedback filter) 및 에러를 궤환시켜 잔존하는 에러의 상관성을 줄여주는 에러 궤환 필터(140c, error feedback filter)들이 병렬로 구성되어 탭 계수인,,를 갱신하여 채널에 적응하는 등화 필터부(140)와, 상기 등화 필터부(140)의 출력을 생성하기 위한 덧셈기(150)와, 상기 덧셈기(150)를 통해 출력된 파형을 실수축과 허수축으로 구별하여 판정한 후 판정된 신호를 후방필터(140b)에 공급하는 판정기(160)와, 상기 등화 필터부의 출력인 복소수 신호를 입력받아 에러함수를 구한 후 등화 필터부에 공급하는 에러 함수 생성부(210)(coefficient generator)로 구성된다.

종래의 등화기에 사용된 필터 구조는 허수축과 실수축을 나누어서 계산하는 반면, 에러 궤환을 이용한 등화기를 구성하는 필터의 구조는 도6에서 보는 바와 같이 복소수 연산을 하게 되며, 등화기의 입력인을 지연시키기 위한 딜레이부(220)와, 등화기의 입력인을 켤레 복소수인으로 나타내는 변환부(230)와, 변환부(230)에서 출력되는과 에러 생성부에서 생성된 에러 함수()를 곱하여 탭 계수를 생성하기 위한 복소수 곱셈기(240) 및 누적기(250)와, 탭 계수를 저장하기 위한 레지스터(260)와, 레지스터(260)에 저장된 탭 계수를 각 딜레이부마다 곱하고, 누적하여 등화 필터부의 출력을 생성하는 곱셈기(270)와 덧셈기(280)로 구성된다. 즉, 하나의 탭 계수 갱신을 통해서 채널을 등화하게 된다.

상기 도5의 본 발명에 따른 등화기는 도2에 도시된 종래의 결정 궤환 등화기와 같은 수의 탭 수가 사용되었으며, 등화 필터부에 에러 궤환 필터를 추가하여 종래의 등화기 보다 채널 적응 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 또한 게이트 수를 비교하여 볼 때 도1의 등화기 보다 게이트수가 적은 것을 확인할 수 있었으며 도2의 등화기의 게이트 수와는 비슷하다. 또한 MMA 알고리즘은 LMS 알고리즘과 탭 계수 갱신 수식이 동일하므로 추가의 제어로직 없이 연동이 가능하다.

도7은 LMS 알고리즘과 연동하여 에러 함수를 생성하기 위한 에러 생성부를 나타낸 것으로 상기 에러 함수 생성부는 상기 등화 필터부의 출력으로 MMA 및 GMMA 알고리즘의 에러 함수를 생성하는 MMA 및 GMMA 에러 함수 생성부와, 상기 등화 필터부의 출력과 판정기의 출력으로 LMS 알고리즘의 에러 함수를 생성하는 LMS 에러 함수 생성부와, 상기 MMA 및 GMMA 에러 함수 생성부와 LMS 에러 함수 생성부에서 생성된 에러 함수 중 하나를 MSE 값에 의해 선택되는 멀티플렉서와, 상기 MSE 값을 기준으로 적응 속도를 결정하는 상수를 선택하는 멀티플렉서로 구성된다.

변복조 방식의 성좌도가 128 QAM 이상일 때는 세 개의 멀티플렉서(390a,390b,400)를 사용하여 등화기의 출력값에 따라 적응 상수 및 적응 속도를 결정하는 상수(stepsize)를 선택함으로서, 등화기가 안정적으로 동작하도록에러 함수의 값을 일정 범위 안으로 제한해 준다.

도7의 에러함수 생성부에서 MMA 알고리즘의 에러 함수와 GMMA 알고리즘의 에러함수는 등화 필터부의 출력 값만으로 생성할 수 있다. 상기 에러함수 생성부(210)는 상기 등화 필터부의 출력 값을 허수부와 실수부로 나누어 각각 제곱하는 제2제곱 연산부(360) 및 제3곱셈 연산부(380)와, 상기 곱셈 연산부(360,380)에서 제곱 값과 적응상수값과의 차를 구하는 제2뺄셈기(350) 및 제3뺄셈기(370)와, 상기 뺄셈기(350,370)에 의해 생성된 차와과의 곱셈을 실시하는 제1곱셈기(330)와 제2곱셈기(340)로 구성되어 MMA 및 GMMA 알고리즘의 에러함수를 생성한다.

성좌도가 128 이상일 때는값에 의하여,,값 중에 하나를 선택하는 GMMA 알고리즘이 사용되며, 적응 속도를 결정하는 상수(stepsize)의 값은 많은 시뮬레이션을 통하여 구한 값으로 성좌도가 128 이상일 때는,의 값 중에서 선택하여 사용된다. 성좌도가 128 이하 일 때는 고정된값만이 적응상수로 사용되며, 적응 속도를 결정하는 상수의 값도로 고정되어 사용된다.

다음에 도7의 에러함수 생성부에서 LMS 알고리즘의 에러 함수는 판정기의 출력에서 등화기의 출력의 값을 제1뺄셈기(290)를 통해 생성한다. 상기 LMS 알고리즘의 에러함수를 제1제곱 연산부(300)를 이용하여 제곱한 MSE 값을 제어신호로 LMS 알고리즘의 에러함수와 MMA 및 GMMA 알고리즘의 에러함수를 멀티플렉서(320)를 통해 선택한다. 이때 제1제곱 연산부(300, square logic)에 곱셈기 대신 제곱기를 사용하여 하드웨어의 크기를 감소시키고, 고속 동작이 가능하도록 하였다. 또한 선택되어진 에러함수와 적응 속도를 결정하는 상수를 곱하는 곱셈기(310)로 구성된다.

채널 적응을 처음 시작하거나 채널 상태가 악화될 때는 MMA 알고리즘의 에러 함수를 선택하여 채널 적응에 성공하며, 채널 적응에 성공하여 MSE 값이 기준이하 값이 되면 LMS 알고리즘의 에러 함수를 선택하여 채널의 잔류 오류를 보상한다. 또한 이상과 같이 구하여진 에러 값은 에러 궤환 필터에 입력으로 사용되어 잔존 에러의 상관도를 줄이는 데 사용되어진다.

상기 MMA 알고리즘의 에러함수와 탭 계수 갱신 수식은 수학식7 및 수학식8과 같다.

상기 수학식7에서 계산된 MMA 알고리즘의 에러 함수는 수학식8에서 나타낸 LMS 알고리즘 에러 함수를 동시에 생성하고, MSE 값을 기준으로 두 개의 에러 함수 중 하나를 선택하도록 한다.

수학식9에서 계산된 탭 계수 갱신 수식은 LMS 알고리즘의 탭 계수 갱신 수식과 유사하다. 수학식7에서 나타낸 에러함수를 생성할 때까지는 실수축과 허수축이 독립적으로 동작하지만, 필터 내에서는 하나의 복소수 신호로 간주되어 탭 계수를 생성하게 된다. 수학식9에서 나타낸 탭 계수 갱신 수식을 에러 궤환 필터를 추가한 결정 궤환 등화기에 적용을 하면 수학식10과 같다.

수학식10에 나타낸,,는 각각 전방필터, 후방필터 및 에러 궤환 필터의 탭 계수를 나타낸다. 종래의 결정 궤환 구조의 MMA 등화기와 비교해 보면 갱신되는 탭 계수의 수는 동일하다. 그러나탭 계수는 에러 궤환 필터를 적용함으로써 추가된 탭 계수이며, 본 발명에 따른 MMA 알고리즘은 탭 계수 갱신 수식을 변화하여 하나의 탭 계수단으로 채널을 적응할 수 있다.

따라서 등화 필터부의 출력 Y_n는 다음 수학식11과 같이 정의 된다.

여기서 M, N, L은 전방필터(Feedforward filter), 후방필터(feedback filter), 에러 궤환 필터(error feedback filter)의 탭 수를 나타낸다.

MMA와 LMS 알고리즘을 연동하여 사용하고 에러 궤환 필터를 추가한 결정 궤환 등화기의 동작을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

전방필터(140a), 후방필터(140b)와 에러 궤환 필터(140c)의 합으로 생성된값으로 MMA 및 GMMA 에러 함수를 생성하고,값과 판정기(160)의 출력으로 LMS 에러 함수를 생성한다. 이때 LMS 에러함수의 제곱이 MSE 값이 되며, 상기 MSE 값에 의하여 MMA 및 GMMA 에러 함수와 LMS 에러 함수 중 하나를 멀티플렉서(200a, 200b)로 선택한다.

선택된 에러 함수는 전방 필터(140a)와 후방 필터(140b)로 공급되며 필터 구조에 의하여 에러함수와 딜레이된 필터 입력 값에 의하여 탭 계수가 생성된다. 선택된 에러함수는 에러 궤환 필터(140c)에 입력으로 사용되고 또한 필터 구조에 의하여 전방 필터(140a)와 후방 필터(140b)와 마찬가지로 딜레이된 에러함수에 의하여 에러 궤환 필터(140c)의 탭 계수가 생성된다.

상기 등화기 구조에서 전방 필터(140a)는 판정 되기 이전의 신호에 의한 현재 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위해 사용되며, 후방 필터(140b)는 이전의 판정된 신호에 의해 생긴 현재 심볼의 심볼간 간섭을 제거하기 위해 사용된다. 에러 궤환 필터(140c)는 선택된 에러 함수를 궤환시켜 전방 및 후방 필터에서 제거되지 못한 심볼간 간섭의 잔여 성분의 상관성을 줄여주기 위해 사용된다.

이와 같이 생성된 탭 계수와 필터 입력 값의 곱에 의해 필터의 출력값을 생성한다. 또한, 본 발명의 등화기는 LMS 알고리즘과 탭 계수 갱신 수식이 동일하므로 추가의 제어로직이 필요 없이 구성 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 에러 궤환 필터를 추가한 결정 궤환 등화기는 MMA와 LMS 알고리즘을 연동하여 사용하므로 훈련 순열 없이 채널에 적응할 수 있으며, LMS 알고리즘과 탭 계수 갱신 수식과 동일한 하나의 수식으로 생성하므로, LMS 알고리즘과 연동하기 쉬우며, 탭 계수 하나만을 갱신하여 사용할 수 있다.

에러 궤환 필터를 추가한 결정 궤환 구조에서 사용하여 판정된 신호를 궤환 시켜 현재 심볼간 간섭을 제거하게 되고, MSE를 기준으로 구하여진 에러 함수를 궤환시켜 전방 필터 및 후방 필터에 의해 제거되지 않은 잔존 에러의 상관성을 줄여 잔존 에러를 줄이게 되어 채널 적응 성능을 높이게 된다. 또한 결정 궤환 등화기에서는 채널 적응 초기에 심볼간 간섭이 완전히 제거되지 않은 심볼이 판정되어 궤환 되어지므로 초기 채널 적응시 오류가 늘어나는 단점이 있는데, 에러 궤환 필터를 이용하여 에러의 상관성을 줄여주고 초기에 발생하는 에러를 줄여주므로 초기에 오류가 늘어나는 것을 감소시킬 수 있다.

따라서 본 발명은 HDTV, LMDS 및 DOCSIS의 하향링크 등과 같은 훈련 순열 없이 채널 적응을 요구하는 시스템에 적용할 수 있다.

Claims (6)

1. 전송 채널로부터 수신된 신호를 필터링하여 출력하는 전방필터와, 이미 결정된 신호를 이용하여 현존하는 신호간의 간섭을 제거하는 후방필터 및 에러를 궤환시켜 잔존하는 에러의 상관성을 줄여주는 에러 궤환 필터들이 병렬로 구성되어 탭 계수를 갱신하여 채널에 적응하는 등화 필터부와;

   상기 등화 필터부의 출력을 생성하기 위한 덧셈기와;

   상기 덧셈기를 통해 출력된 파형을 실수축과 허수축으로 구별하여 판정한 후 판정된 신호를 후방필터에 공급하는 판정기와;

   상기 등화 필터부의 출력인 복소수 신호를 입력받아 에러함수를 구한 후 등화 필터부에 공급하는 에러 함수 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 궤환을 이용한 블라인드 적응결정 궤환 등화기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 등화 필터부의 필터는 복소수 연산을 하며 입력을 지연시키기 위한 딜레이부와, 상기 입력을 켤레 복소수로 나타내는 변환부와, 상기 변환부에서 출력된 결과와 에러 생성부에서 생성된 에러 함수를 곱하여 탭 계수를 생성하기 위한 복소수 곱셈기 및 누적기와, 상기 곱셈기 및 누적기에서 생성된 탭 계수를 저장하기 위한 레지스터와, 상기 레지스터에 저장된 탭 계수를 각 딜레이부마다 곱하고, 누적하여 등화 필터부의 출력을 생성하는 곱셈기와 덧셈기를 포함하는 것을 특징으로하는 에러 궤환을 이용한 블라인드 적응결정 궤환 등화기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 에러 함수 생성부는 상기 등화 필터부의 출력으로 MMA 및 GMMA 알고리즘의 에러 함수를 생성하는 MMA 및 GMMA 에러 함수 생성부와, 상기 등화 필터부의 출력과 판정기의 출력으로 LMS 알고리즘의 에러 함수를 생성하는 LMS 에러 함수 생성부와, 상기 MMA 및 GMMA 에러 함수 생성부와 LMS 에러 함수 생성부에서 생성된 에러 함수 중 하나를 MSE 값에 의해 선택되는 멀티플렉서와, 상기 MSE 값을 기준으로 적응 속도를 결정하는 상수를 선택하는 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 궤환을 이용한 블라인드 적응결정 궤환 등화기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 MMA 및 GMMA 에러함수 생성부는 등화 필터부의 출력값을 허수부와 실수부로 나누어 각각 제곱한 뒤 적응상수 값과의 차를 구하는 제곱/뺄셈 연산부와, 상기 제곱/뺄셈 연산부에 의해 생성된 값과 등화 필터부의 출력값을 곱하여 MMA 및 GMMA 알고리즘의 에러함수를 생성하는 곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 궤환을 이용한 블라인드 적응결정 궤환 등화기
5. 제 3 항에 있어서,

   LMS 에러함수 생성부는 상기 판정기의 출력값과 등화기의 출력값의 차를 이용하여 LMS 알고리즘의 에러함수를 생성하는 뺄셈기와, 상기 뺄셈기에서 생성된 LMS 알고리즘의 에러함수를 제곱하여 생성된 신호에 의해 LMS 알고리즘의 에러함수와 MMA 및 GMMA 알고리즘의 에러함수 중 하나를 선택하기 위해 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 궤환을 이용한 블라인드 적응결정 궤환 등화기.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 등화 필터부의 전방필터에서 갱신되는 탭 계수는에 의해 갱신되며,

   상기 후방필터에서 갱신되는 탭계수는에 의해 갱신되고,

   상기 에러 궤환 필터에서 갱신되는 탭계수는에(여기서,는 탭 계수이며,는 에러함수,는 채널적응 속도를 결정하는 상수)의해 갱신되는 것을 특징으로 하는 에러 궤환을 이용한 블라인드 적응결정 궤환 등화기.