GSM 시스템에서의 Levinson 알고리즘을 이용한 효율적인 등화기 설계에 관한 연구
A Study on Implementation of Efficient Equalizer using Levinson Algorithm in GSM System
- 주제(키워드) GSM , channel equalizer , levinson
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김영록
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 8
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045231
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
초록/요약
MMSE 방식의 등화 알고리즘을 사용하는 무선통신 시스템에서는, 등화기가 기저대역 신호처리의 연산 복잡도 측면에서 가장 비중이 큰 부분 중의 하나이다. 따라서 시스템의 전력 소모량과 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해서는 보다 효율적인 MMSE 등화기 구현이 필수이다. 본 논문에서는 MMSE 등화기에서 선형 시스템의 해를 구하는 알고리즘인 Levinson 알고리즘을 GSM 시스템에 적용하여 구현하고 또 다른 선형 시스템 해결 알고리즘인 Cholesky 알고리즘과 성능과 하드웨어 복잡도를 비교 분석한다. 설계 과정에서 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해 성능 열화가 일어나지 않는 범위 내에서 연산 재귀 횟수를 최소한으로 하는 threshold를 정하여 설계하였다. 하드웨어 구현 결과 Levinson 알고리즘을 적용한 등화기가 Cholesky 알고리즘을 적용한 등화기에 비해 총 게이트 수, 총 면적, 소모전력 측면에서 각각 18.3%, 9.1%, 4.1%의 감소가 있는 것을 확인하였다. 또한 재귀 알고리즘은 threshold를 정함으로써 성능과 복잡도 사이의 관계를 조절할 수 있어 설계의 유연성을 갖게 된다.
more초록/요약
In wireless communication system applying the minimum mean square error (MMSE) as its equalization algorithm, the equalizer is one of the most critical part in terms of the computational complexity of the baseband signal processing. Hence more efficient algorithm implementing MMSE is needed to save power consumption and reduce the hardware complexity. This paper verifies the implementation of Levinson algorithm which is to solve the linear system solution in MMSE equalizer. Moreover the comparison of performance and hardware complexity between suggested Levinson algorithm and Cholesky decomposition which is one of linear system solution algorithm is also described. In order to reduce the hardware complexity, the threshold value is determined such that the detection performance is preserved with the minimum number of recursions. The implementation result shows that the Levinson algorithm can be implemented with 18.3% reduced gate count, 9.1% reduced area and 4.1% reduced power consumption compared to Cholesky decomposition in GSM system. In addition, the recursive algorithm has design flexibility due to the trade-off between performance and complexity which can be determined by the threshold value.
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