아날로그 비선형 필터로 전력선 통신의 충격 잡음 억제

** 본 논문은 전력선 통신(PLC) 시스템에서 OFDM 변조 방식을 사용할 때 발생하는 충격 잡음(impulsive noise) 문제를 해결하기 위한 새로운 아날로그 비선형 필터 구조를 제안한다. 서론에서는 PLC가 저비용·광대역 특성으로 스마트 그리드 등 다양한 응용에 적합하지만, 전력선 자체가 통신용으로 설계되지 않아 임피던스 불일치와 비가우시안 잡음, 특히 충격 잡음이 시스템 성능을 크게 저하시킨다는 점을 강조한다. 기존의 디지털 기반 비선형 억제 기법(블랭킹, 클리핑, 블랭킹‑클리핑 결합 등)은 ADC 이후에 적용되므로, 넓은 대역폭을 가진 충격 잡음이 샘플링 과정에서 평탄화되어 구별이 어려워지는 문제와 실시간 처리에 높은 연산 부하가 발생한다는 한계를 지적한다. 이에 저자는 아날로그 영역에서 직접 충격 잡음을 탐지·제거하는 Adaptive Canonical Differential Limiter(ACDL)를 설계한다. ACDL은 크게 두 부분으로 나뉜다. 첫 번째는 Quartile Tracking Filters(QTF)이며, 입력 신호의 1사분위(Q1)와 3사분위(Q3)를 실시간으로 추적한다. QTF는 다음과 같은 1차 미분 방정식으로 구현된다. dQ₃/dt = A/T₀·sgn(y−Q₃)+½·A/T₀, dQ₁/dt = A/T₀·sgn(y−Q₁)−½·A/T₀, 여기서 A와 T₀는 설계 파라미터이며, y(t)는 CMTF의 차이 신호이다. QTF는 신호가 급격히 변할 때만 빠르게 움직이며, 평상시에는 거의 고정된 값을 유지한다. 이렇게 얻은 Q1, Q3를 이용해 비선형 클리핑 구간을 동적으로 정의한다: