Abstract
High PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) characteristic causes some problems like system performance degradation and OOB (Out-of-Band) power increasement under the HPA (High Power Amplifier) nonlinearity condition. UFMC (Universal Filtered Multi-Carrier) and FBMC (Filter Bank Multi-Carrier) are regarded as 5G(Generation) candidate waveforms. In this paper, we evaluate and analyze performance of these systems with DFT-s (Discrete Fourier Transform Spreading) technique under the nonlinear HPA environment. In this paper, we describe OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), UFMC, FBMC, DFT-s-OFDM, DFT-s-UFMC, and DFT-s-FBMC system, and evaluate BER (Bit Error Rate) performance of these systems. As simulation results, BER performance degradation by HPA nonlinearity of DFT-s-OFDM and DFT-s-UFMC is greatly overcome by DFT spreading technique. However, BER performance degradation by HPA nonlinearity of DFT-s-FBMC system is little overcome.
높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)은 HPA(High Power Amplifier) 비선형성에 의해 시스템의 성능을 열화 시키고, 스펙트럼의 OOB(Out-of-Band) 전력을 향상시키는 문제의 원인이 된다. 5세대 이동통신 시스템을 위한 후보변조기술로 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier) 및 FBMC(Filter Bank Multi-Carrier) 시스템이 있다. 본 논문에서는 PAPR 저감 기법으로 잘 알려진 DFT-s(Discrete Fourier Transform Spreading) 기법을 각 시스템에 적용하고, 비선형 HPA 환경에서 각각의 성능에 대하여 비교분석하였다. 우선, 본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), UFMC, FBMC 시스템에 대해서 설명을 하며, 각 시스템에 DFT spreading 기법을 적용한 DFT-s-OFDM, DFT-s-UFMC, DFT-s-FBMC 시스템에 대해 설명한다. 본 논문에서는 비선형 모델로 Saleh 모델을 사용하였으며, 다양한 강도의 HPA 비선형성을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, OFDM 및 UFMC 시스템의 경우 PAPR을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, FBMC의 경우 PAPR 저감은 이루어지나 그 효과가 크지 않음을 확인하였다.