Earticle

This paper presents the problem of blind channel estimation of a non-minimum phase system using three algorithms. These algorithms play an important role for blindly estimate the parameters of radio mobile channel. Thus studying the problem of blind channel equalization based on, the proposed algorithm, CMA and SKMAA algorithms. The simulation results in noisy environment and for different SNR values demonstrate that the proposed algorithm is more performing than other algorithms. In addition the Sign Kurtosis Maximization Adaptive Algorithm (SKMAA) is more powerful in comparison to constant modulus algorithm (CMA) at the blind channel equalization, that is to say gives the right equalization.

본 논문에서는 고차 QAM 시스템에서 Flag를 가지는 SMMA 적응 블라인드 등화 알고리즘을 제안한다. SMMA는 MMA를 변형하여 다중 contour를 적용함으로써 특성 향상을 얻었으나 여전히 불일치 문제로 인해 정상상태에서의 잔류 오차가 크다는 한계를 가지고 있다. 이러한 정상상태에서의 잔류 오차를 크게 줄이기 위해 우리는 SMMA와 결정지향 알고리즘으로 부터 얻어진 ‘1’ 또는 ‘0’의 이진 Flag에 의해 제어되는 SMMA를 제안하고, 이 알고리즘에 대한 성능을 분석하였다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 제안한 알고리즘이 MMA나 SMMA에 비해 정상상태에서의 잔류 심볼간 간섭과 잔류 오차등에서 크게 향상된 성능을 가짐을 확인하였다.

In this paper, we propose a SMMA(Sliced-Multi Modulus Algorithm) adaptive blind equalization algorithm with Flag for high order QAM system. SMMA has improved characteristics by applying the multi contour to MMA. However, SMMA still has a limit that the mismatch problem causes the residual error in the steady state is large. In order to significantly reduce the residual error in the steady state, we propose SMMA, which is controlled by the binary Flag of '1 'or '0' obtained from SMMA and a decision-directed algorithm, and analyze the performance of the proposed algorithm. By computer simulation, it is confirmed that the proposed algorithm has improved performance highly in terms of a residual ISI and a residual error in the steady state compared with MMA and SMMA.

본 논문은 입력 전력 신호와 결정지향 오차 신호에 따라 스텝 크기가 변하는 가변 스텝 크기를 가지는 MSAGF-MMA의 성능 분석에 관한 것이다. 제안한 알고리즘은 변형된 Stop-and-Go 알고리즘으로 부터 얻어진 이진 플래그를 가지는 MMA에 스텝 크기가 입력 신호의 변동에 영향을 덜 받도록 함으로써 정상상태로의 수렴 속도를 안정하 게 높일 수 있는 입력 전력 신호에 따라 변하도록 하였다. 그와 동시에 정상상태에서 잔류 오차가 작아질 수 있도록 결정지향 오차 신호에 따라 스텝 크기가 가변될 수 있도록 하였다. 컴퓨터 모의실험 결과, 제안한 알고리즘이 MMA 및 MSAGF-MMA와 비교하여 정상상태로의 수렴 속도 면에서 뿐만 아니라 정상상태에서의 잔류 ISI와 averaged-MSE 등의 평가에서 매우 뛰어난 성능을 가짐을 확인하였다.

This paper is concerned with the performance analysis of MSAGF-MMA with variable step size whose step size varies according to input power signal and decision-directed error signal. The proposed algorithm is made to change according to the input power signal which can reliably increase the convergence speed to the steady state by making the step size less affected by the fluctuation of the input signal in the MMA having the binary flag obtained from the modified Stop-and-Go algorithm. At the same time, the step size can be varied according to the decision-directed error signal so that the residual error can be reduced in the steady state. As a result of computer simulations, it is confirmed that the proposed algorithm has a very good performance in the evaluation of residual ISI and averaged-MSE in steady state as well as in terms of convergence speed to steady state compared to MMA and MSAGF-MMA.

적응 블라인드 등화는 고속 디지털 데이터 전송시 통신 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 최소화하는데 사 용되고 있는 기법이다. 본 논문에서는 기존의 MSAGF-MMA 적응 블라인드 등화 알고리즘에 다중 스텝 크기 LMS를 적용함으로써 MSAGF-MMA 알고리즘의 성능을 더욱 개선시킨 등화 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 결정지향 크기 오차의 범위를 여러 개로 나누어 각각의 범위에 따라 스텝 크기를 달리 적용하는 다중 스텝 크기를 가지는 LMS 알고리즘을 MSAGF-MMA에 적용하였다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 제안한 알고리즘이 MMA나 MSAGF-MMA 에 비해 수렴 속도 면에서나 정상상태에서의 잔류 심볼간 간섭 및 잔류 오차, 그리고 앙상블 평균 MSE등에서 크게 향상된 성능을 가짐을 확인하였다.

An adaptive blind equalization is a technique using to minimize the Inter-symbol Interference occurred on a communication channel in the transmission of the high speed digital data. In this paper, we propose a blind equalization more improving performance of the conventional MSAGF-MMA adaptive blind equalization algorithm by applying a multiple step size. This algorithm apply a LMS algorithm with a several step size according to each region divided by absolute values of decision-directed error to MSAGF-MMA. By computer simulation, it is confirmed that the proposed algorithm has a performance highly enhanced in terms of a convergence speed, a residual ISI and a residual error and an ensemble averaged MSE in a steady status compared with MMA and MSAGF-MMA.

본 논문은 256-QAM 시스템에서 기존 SCS-MMA-I 알고리즘의 수렴 속도를 현저히 개선하면서도 정상상태에서 매우 작은 잔류 ISI 및 MSE를 가지는 이중 스텝 크기를 가지는 MSAG-SCS-MMA-I 적응 블라인드 등화 알고리즘을 제안하고, 이 알고리즘에 대한 등화 성능을 평가한다. SCS-MMA-I 와 결정지향 알고리즘으로 부터 얻어지는 ‘1’ 또는 ‘0’의 이진 Flag에 의해 제어되는 MSAG-SCS-MMA-I의 탭 갱신 식에 고정된 스텝 크기 대신에 결정지향 오차의 크기에 따라 서로 다른 스텝 크기를 적용함으로써 우수한 등화 성능을 가지도록 하였다. 컴퓨터 모의실험 수행 결과 잔류 ISI과 MSE, 그리고 MD등의 성능 지표면에서 제안한 알고리즘이 MMA나 SCS-MMA-I, 그리고 MSAG-SCS-MMA-I 알고리 즘보다 훨씬 뛰어난 성능을 가짐을 확인하였다.

In this paper, we propose MSAG-SCS-MMA-I adaptive blind equalization with double step size with very small residual ISI and MSE at steady-state while significantly improving the convergence speed of the traditional SCS-MMA-I algorithm in 256-QAM system. And we evaluate the equalization performance for this algorithm. Different step sizes according to the absolute value of decision-directed error instead of a fixed step-size are applied to the tap update equation of MSAG-SCS-MMA-I, which is controlled by binary flags of '1' or '0' obtained from SCS-MMA-I and decision-directed algorithms. This makes for excellent equalization performance. As a result of computer simulation, we confirmed that the proposed algorithm has more better performance than the MMA, SCS-MMA-I, and MSAG-SCS-MMA-I algorithms in terms of the performance index such as residual ISI, MSE, and MD.

본 논문은 대역폭 제한과 시분산 특성을 갖는 비선형 통신 채널에서 부호간 간섭을 경감시킬 수 있는 MMA (Multiple Modulus Algorithm) 블라인드 등화 알고리즘의 연산량을 더욱 간소화시킨 SE-MMA (Signed-Error MMA)의 성능에 관한 것이다. training sequence 없이도 채널에서 발생되는 부호간 간섭의 진폭과 위상 회전을 동시에 경감시킬 수 있는 MMA 알고리즘에서 등화기 출력 신호와 송신 신호의 통계적 특성인 Constant Modulus간의 오차 신호를 이용하지만, SE-MMA 알고리즘에서는 오차 신호의 극성만을 이용하게 되어 탭 계수의 갱신을 위한 연산량을 줄일 수 있으며, 이를 H/W 구현하는 경우 단순화할 수 있게 된다. SE-MMA 알고리즘의 성능을 기존의 MMA 알고리즘과 비교하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 위해 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 수렴 성능을 나타내는 성능 지수인 MSE, MD (Maximum Distortion) 및 잔류 isi 특성 곡선과 SER을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 수렴 속도에서는 SE-MMA가 MMA 보다 빠른 성능을 얻었지만, 정상 상태 이후 성능 지수의 양에서는 열악해짐을 확인하였다.

This paper related with the performance of SE-MMA (Signed-Error MMA) that is the reduction of computational operation number in algorithm than MMA blind eualization algorithm which are possible to elimination of intersymbol interferance in the band limited and time dispersive nonlinear communication channel. In MMA algorithm which are possible to reduction of amplitude and phase rotation by intersymbol interference that is occurred in channel without using the training sequence, it uses the error signal that is the difference of the equalizer output and constant modulus, the statisticlly characteristic of transmitted signal. But in SE-MMA, it uses the polarity of the error signal, then it is possible to reduce the updating the tap coefficient and to simplify the H/W implementation. The computer simulation were performed in order to compare the performance of SE-MMA and conventional MMA algorithm. For this, the recovered signal constellation that is the output of the equalizer, the convergence performance by MSE, MD (maximum distortion) and residual isi characteristic learning curve, SER were used. As a result of simulation, the SE-MMA has more fast convergence speed than the MMA. But in the other index after reaching the seady state, it gives more worst performance values in the used index.

본 논문은 nonconstant modulus 특성의 높은 스펙트럼 효율을 갖는 16-QAM 신호 전송 시 채널에 의한 부호간 간섭을 줄이기 위한 CCA (Compact Constellation Algorithm)와 RMMA (Region-based MMA) 블라인드 적응 등화 알고리 즘의 성능 비교에 관한 것이다. CCA는 결정 장치의 출력인 sliced symbol과 16개의 모든 신호점들을 compact화한 통계적 심볼을 이용하여 탭 계수 갱신을 위한 오차 신호의 분산을 줄여 초기 수렴과 misadjustment를 개선하지만 연산량이 증대되 며, RMMA는 신호점이 속하는 영역을 기준으로 4개의 constant modulus 신호로 변환한 후 오차 신호를 얻으므로 빠른 수렴 속도와 misadjustment 및 채널 추적 능력이 연산량 증가없이 개선되는 효과를 얻을 수 있다. 논문에서는 동일한 채널에서 이들 알고리즘을 구현한 후 블라인드 적응 등화 성능을 등화기 출력 신호의 성상도, 잔류 isi양, MSE 및 SER을 적용하여 비교하였다. 시뮬레이션의 결과 출력 신호 성상도, 잔류 isi 및 MSE에서는 RMMA가 CCA보다 우월하였지만 수렴 속도는 약1.3배 정도 늦어짐을 알 수 있었다. 또한 잡음에 대한 robustness를 나타내는 SER 성능에서는 SNR이 적을때는 CCA가 우월하지만 6dB 이상에서는 RMMA가 우월하였다.

This paper related with the performance comparison of CCA and RMMA blind adaptive equalization in order to reduce the intersymbol interference which is occurred in channel when transmitting the 16-QAM signal, high spectrum efficiencies of nonconstant modulus characteristic. The CCA possible to improve the misadustment and initial convergence by compacting the every signal constellation of 16 by using the sliced symbol of the decision device output, namely statistical symbol, but incresing the computational cost. The RMMA possible to minimize the fast convergence speed and misadjustment and channel tracking capability without increasing the computational cost by obtain the error signal after transform to 4 constant modulus signal based on the region of signal constellation located. In this paper, these algorithm were implemented in the same channel, and the blind adaptive equalization performance were compared using the equalizer output signal constellation, residual isi, MSE, SER. As a result of simulation, the RMMA has better performance in output signal constellation, residual isi and MSE compared to the CCA, but has slow convergence speed about 1.3 times. And the SER performance presenting the robustness to the noise signal, the CCA has more beeter in less SNR, but the RMMA has better in greater than 6dB in SNR.

본 논문에서는 통신 채널에서 발생되는 찌그러짐과 잡음의 영향을 최소화하기 위하여 사용되는 적응 등화 알고리즘인 CMA 와 MMA 의 성능을 비교하였다. 다른 방식에비해 비교적 간단한 연산으로 고속 등화가 가능한 알고리즘인 CMA (Constant Modulus Algorithm)와 이의 오차 함수를 변형한 MMA (Multi-Modulus Algorithm)의 성능을 분석하여 점대점 또는 점대다점의 디지털 전송에서 적용 가능성을 확인하였다. CMA 알고리즘은 수신 신호의 진폭만을 보상하며 위상은 보상하지 못하므로 별도의 PLL을 사용하여야 하지만, MMA 알고리즘은 진폭과 위상을 동시에 보상할 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확인하였으며 이의 성능 비교를 위해서 적응 등화기에 필수적인 수렴 특성과 잔류 isi양을 사용하였고, 그 결과 수렴 특성에서는 MMA 방식이, 진폭 보상을 나타내는 잔류 isi 양에서는 CMA 방식이 우월함을 알 수 있었다

This paper deals with the performance comparison of adaptive equalization algorithm, CMA and MMA, that is used for the minimization of the distortion and noise effect in the communication channel at receiver.. We confirmed the application possibilities of the point to point or point to multipoint digital transmission technologies by analyzing the performance of MMA which is changing the error function of CMA that is the possible algorithm of fast equalization by relatively simple arithmatic computation compared to the other method. In CMA algorithm, we need the PLL for the amplitude compensation only and not possible to phase compensation inherently. But in MMA algorithm, we confired that the amplitude and phase of received signal can be compensated by computer simulation. For the comparison of algorithm, we used the essential performance index, convergence characteristics and residual isi. The result of performance comparison of algorithms, the MMA has good in convergence characteristic and the CMA has good in residual isi that is used for the amplitude compensation.

본 논문은 디지털 무선 전송시 채널에서 발생되는 부호간 간섭과 잡음의 영향을 최소화하기 위한 CCA (Compact Constellation Algorithm) 등화 알고리즘에서 적응 스텝 크기를 적용하여 이의 등화 성능 개선에 관한 것이 다. 일반적으로 등화 알고리즘에서 적응을 위한 스텝 크기는 고정적으로 사용하지만, 제안 알고리즘에서는 등화를 위한 스텝 크기를 비선형 함수인 오차 신호에 비례하도록 변화시킨다. 이의 개선된 등화 성능을 보이기 위하여 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, 최대 찌그러짐과 MSE와 SER을 적용하였으며, 이들을 고정 스텝 크기를 갖는 기존 CCA와 비교하였 다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 정상 상태 이후에서는 적응 스텝 방식의 CCA가 고정 스텝 방식의 CCA보다 우월함을 확인하였다.

This paper relates with the performance improvement of CCA (Compact Constellation Algorithm) equalization algorithm by adding the adaptive step size control in order to the minimization of intersymbol interference and additive noise effects that is occurs in the channel for digital radio transmissionl. In general, the fixed step size was used in order to adaptation in equalizer algorithm. But in proposed algorithm, the variable step size were adapted that is proposional to the nonlinear function of error signal for equalization. In order to show the improved equalizatation performance, the output signal constellation of equalizer, residual isi, maximum distortion, MSE and SER were used, then it were compared with the present CCA algorithm. As a result of computer simulation, the adaptive step size CCA has more better performance in the every performance index compared to the fixed step size CCA after in the steay state.

Blind equalization of transmission channel is important in communication areas and signal processing applications because it does not need training sequence, nor does it require a priori channel information. Recently, Tong et al. proposed solutions for this problem exploit the diversity induced by antenna array or time oversampling, leading to the second order statistics techniques, fur example, subspace method, prediction error method, and so on. The linear prediction error method is perhaps the most attractive in practice due to the insensitive to blind equalizer length mismatch as well as for its simple adaptive filter implementation. Unfortunately, the previous one-step prediction error method is known to be limited in arbitrary delay. In this paper, we induce the optimal delay, and propose the adaptive blind equalizer with multi-step linear prediction using RLS-type algorithm. Simulation results are presented to demonstrate the proposed algorithm and to compare it with existing algorithms.

A good performance on communication systems is obtained by decreasing the length of training sequence In the initial stage of adaptive equalization. This paper presents a new approach to accomplish this, with the use of a training adaptive equalizer. The approach is based on combining the training and tracking modes, in which the training equalizer is updated by the LMS algorithm with the training sequence and then updated by a blind algorithm. By computer simulations, it is shown that a class of the proposed equalizers provides better performance than the conventional training equalizer.

이 논문에서는 신호점 매칭 오차(constellation-matched error: CME)와 비 신호점 매칭 오차(non-constellation-matched error: non-CME)를 선형 결합한 오차 신호 기반의 블라인드 등화 알고리즘을 제안한다. 새로운 오차 신호는 초기 수렴을 달성하기 위한 non-CME 항과 출력 신호의 심볼간 간섭(intersymbol interference: ISI) 성능을 개선하기 위한 CME 항을 포함하도록 설계되었고, 결합 인자를 통해 두 오차 항을 제어한다. 오차 항을 제어하여 등화 단계에 적합한 오차 신호를 발생함으로써 기존 알고리즘에 비해 수렴 속도와 심볼간 간섭 제거 성능을 개선하였다. 다중경로 채널에 잡음을 부가한 조건하에서 이루어진 64-QAM과 256-QAM 신호에 대한 모의실험에서 제안 방법이 CMA와 CMA+DD 동시 등화에 비해 우수한 것으로 나타났다.

In this paper, we propose a blind equalization algorithm based on the error signal linearly combined a constellation-matched error (CME) and a non-constellation-matched error (non-CME). The new error signal was designed to include the non-CME term for reaching initial convergence and the CME term for improving intersymbol interference (ISI) performance of output signals, and it controls the error terms through a combining factor. By controlling the error terms, it generates an appropriate error signal for equalization process and improves convergence speed and ISI cancellation performance compared to those of conventional algorithms. In the simulation for 64-QAM and 256-QAM signals under the multipath channel and additive noise conditions, the proposed method was superior to CMA and CMA+DD concurrent equalization.

CMA나 MCMA 적응 블라인드 등화 알고리즘은 특별한 형태의 신호점을 원하는 신호점로 간주하므로써 완전한 등화에 도달시에도 원래의 신호점과의 불일치로 인한 오차가 불가피하다. 본 논문에서는 축소 신호점 대신에 결정된 원래의 신호점을 이용한 새로운 오차함수를 도입하여 빠른 수렴 속도로 정상상태에 도달하며, 정상상태에서의 오차를 크게 개선한 새로운 적응 블라인드 등화 알고리즘을 제안한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 제안한 알고리즘이 반송파 위상 복원을 가지는 CMA 및 MCMA등과 같은 CMA 계열의 적응 블라인드 등화 알고리즘들에 비해 잔류 심볼간 간섭과 수렴 속도면에서 향상된 성능을 가짐을 확인 하였다.

The CMA and MCMA adaptive blind equalization algorithm has an inevitable error caused by mismatching between the original constellation at the steady state after the equalization and the unique constellation. This problem is due to considering the new type constellation(constant modulus, reduced constellation) as desired constellation. In this paper, we propose a new adaptive blind equalization algorithm which can reach to the steady state with rapid convergence speed and achive the improvement of error value in the steady state. The Proposed algorithm has a new error function using the decided original constellation instead of the reduced constellation. By computer simulation, it is comfirmed that the proposed algorithm has the performance superiority in terms of residual ISI and convergence speed compared with the adaptive blind equalization algorithm of CMA family, Constant Modulus Algorithm with Carrier Phase Recovery and Modified CMA(MCMA).

Adaptive channel equalization accomplished without resorting to a training sequence is known as blind equalization. The Constant Modulus Algorithm(CMA) and Modified CMA(MCMA) are widely referenced algorithms for blind equalization of a QAM system. This paper proposes a hybrid scheme of CMA and MCMA with Carrier Recovery that is robust for high level QAM with low steady state tracking error.