Equalizer   등화기

(2018-03-11)

이퀄라이저, 디지털통신 등화기

1. 등화기 (Equalizer, 等化器)                                    ☞ 등화(Equalization) 참조

  ㅇ [통신]  채널 왜곡(ISI 등)을 제거하거나 감소시키기 위한 신호처리 또는 필터링 
       

  ㅇ [음향]  오디오 믹서 (Audio Mixer) 상에서의 Equalizer
     - 음질 조정 즉, 불필요하거나 거슬리는 음 등을 제거하는 장치


2. 디지털통신 등화기 구분

  ㅇ 구현 방식별 구분
     - 주파수 영역 방법 : 주파수 성분 별로  선택적인 증폭감쇠를 통해 실현
     - 시간 영역 방법   : 이 부착된 지연선(Tapped-Delay Line) 또는 
                          트랜스버설(Transversal) 필터 등을 사용하여 지연 특성 등을
                          고정 또는 자동 조절함으로써 부호간 간섭(ISI) 보상

  ㅇ 채널 특성을 알고있는 정도에 따라
     - 채널 응답을 완전히 알고있을 때      ☞ zero ISI를 위한 나이퀴스트 조건 참조
     - 채널 특성을 어느정도 알고 있을 때    : Preset Equalizer (프리셋 등화기)
        . 비교적 긴 시간 동안에 채널 응답이 시불변일 때를 말함
     - 채널 특성을 모르고 적응적으로 동작함 : Adaptive Equalizer (적응형 등화기)
        . 때론 `채널 등화기` 라고도 함

  ㅇ 채널 등화기 (적응형 등화기)
     - 필터를 갖는 적응형 등화기  
        . 선형 적응 등화기   (순방향 성분 만 있고, 피드백 없음)
           .. 채널 특성을 모를때, 채널 왜곡을 보상하도록 파라미터 조정이 가능한 선형 필터
        . 비선형 적응 등화기 (순방향 성분 및 피드백 성분 둘다 있음)
           .. DFE(Decision Feedback Equalizer) 등화기 : 판정 궤환 등화기
           .. MAP(Maximum A Posteriori) 등화기
     - 필터 없이 수행하는 적응형 등화기 (Sequence Estimation에 기초함)
        . 수신 비트열로부터 복호기 판정 임계치을 정하는데 도움을 주는 방식


3. 필터를 갖는 적응형 등화선형 등화기 (순방향 성분 만 있고, 피드백 없음)
     - 채널 특성을 모르는 상태에서, 채널 왜곡을 보상하도록 파라미터 조정이 가능한
       필터를 갖는 선형 필터 등화기

     - 구분
        . Zero-Forcing(ZF) Equalizer : 표본화시간(t=nT)에 ISI가 `0`이 되도록 함
        . MMSE Equalizer : 등화기 출력과 전송신호 간의 MSE를 최소화하도록 필터 설정

     - 주요 구현 방식 
        . Transversal Filter (Tapped-Delay Line Filter,TDL)
          
        . 이산 선형 등화기는, N개의 필터 을 갖는 이산 FIR 필터를 사용

     - 선형 등화기 복잡도는, 신호 대역폭에 따라 급격하게 증가됨

  ㅇ 비선형 등화기 (순방향 및 피드백 성분 있음)
     - DFE(Decision Feedback Equalizer) 등화기 : 판정 궤환 등화기
        . 이전에 검파심볼들이 지금 판정할 심볼에 영향을 미치는 ISI 영향을 제거하기 위해
          이전 판정값을 다시 이용하는 비선형 등화기
     - MAP(Maximum A Posteriori) 등화기

  ㅇ 특징 : 구현 복잡성 비교적 적은편


4. 필터 없이 수행하는 적응형 등화Sequence Estimation에 기초함
     - 수신 비트열로부터 복호 판정 임계치(decision threshold)을 정하는데 도움을 주는 방식
        . 왜곡표본들을 직접 보상하는 대신에, 왜곡표본들을 더 잘 다룰 수 있게 함

  ㅇ MLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimation) 등화기
     - 모든 가능한 데이터열을 확률 검정하여, 
        . 즉, 심볼 단위로 수행하는 것이 아니라, 전체 수신 데이터 모두를 사용함
     - 모든 후보 중에 가장 가능성이 큰(즉,최대 우도) 데이터열을 선택하는 방식
        . 구현 例) 비터비 등화기(비터비 복호 알고리즘을 사용)

  ㅇ 특징 : 구현 복잡성 있음


[채널추정,등화] 1. 채널 추정 2. 파일럿 채널 3. PSAM 4. 동기 검파 5. 채널 상태 보고 6. 등화 7. 등화기
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