• ETRI Journal
• /
• 제37권5호
• /
• pp.922-928
• /
• 2015

A novel peak-to-average power ratio (PAPR) reduction method is proposed for single-carrier frequency-division multiple access (SC-FDMA) signals. The proposed method deliberately distorts the amplitude values of a few of the complex modulated symbols that cause peaks beyond a predetermined threshold in the samples of the output signal. The method then marks the location indices of the distorted symbols by using a pilot block at the transmitter without transmitting side information. At the receiver, the method is then able to recover the distorted amplitude values through the marked location indices. Computer simulation results show that when compared to conventional SC-FDMA signals, the proposed scheme can effectively reduce the PAPR of SC-FDMA signals with asymptotically consistent bit error rate (BER) performance.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제42권12호
• /
• pp.117-126
• /
• 2005

본 논문에서는 OFDM 신호의 높은 PAPR(peak to average power ratio)을 저감하기 위한 기법을 제시한다. 이 기법은 OFDM 신호 생성에 사용되는 IFFT를 요즘은 디지털 신호 프로세서에서 소프트웨어로 구현하는 경우가 많다는 점에 착안하여, IFFT의 계산 과정에서 중복되는 계산을 피함으로써 계산량을 줄인다. 즉, IFFT 과정에서 서브-시퀀스(sub-sequence)를 정의하고 이 서브-시퀀스에 최적 위상 회전 요소를 곱하여 PAPR을 최소화한다. 이 기법의 PAPR 저감 성능은, 약 1/3의 계산량으로도 PTS 기법의 인터리브 분할 방식과 동일하다는 것을 보인다.

• ETRI Journal
• /
• 제46권2호
• /
• pp.227-237
• /
• 2024

This study proposes a novel, conditionally applied neural network technique to reduce the overall peak-to-average power ratio (PAPR) of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system while maintaining an acceptable bit error rate (BER) level. The main purpose of the proposed scheme is to adjust only those subcarriers whose peaks exceed a given threshold. In this respect, the developed C-ANN algorithm suppresses only the peaks of the targeted subcarriers by slightly shifting the locations of their corresponding frequency samples without affecting their phase orientations. In turn, this achieves a reasonable system performance by sustaining a tolerable BER. For practical reasons and to cover a wide range of application scenarios, the threshold for the subcarrier peaks was chosen to be proportional to the saturation level of the nonlinear power amplifier used to pass the generated OFDM blocks. Consequently, the optimal values of the factor controlling the peak threshold were obtained that satisfy both reasonable PAPR reduction and acceptable BER levels. Furthermore, the proposed system does not require a recovery process at the receiver, thus making the computational process less complex. The simulation results show that the proposed system model performed satisfactorily, attaining both low PAPR and BER for specific application settings using comparatively fewer computations.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
• /
• 제3권3호
• /
• pp.135-141
• /
• 2014

The inherent feature of the highly efficient spectrum usage has made Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) preferable for Communication Standards. This study evaluated the performance of a Least Square (LS) estimator for a comb-type pilot insertion scheme over a fast fading Rayleigh channel. A High Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) is one of the major downsides of the OFDM. The effects of an increase in the number of subcarriers on PAPR and the performance of the LS Estimator were studied. Increasing the number of subcarriers while keeping the pilots overhead constant resulted in improved performance of the LS estimator but the PAPR increased with increasing number of subcarriers. Therefore some trade-off between the number of subcarriers and the performance of the OFDM system is needed. The Mean Square Error (MSE) expression was also derived for the LS estimator in the case of a comb-type pilot arrangement. The MSE expression clearly explains the effects of the number of subcarriers on the performance of the LS estimator.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제47권1호
• /
• pp.10-18
• /
• 2010

Polar transmitter는 현재 GSM (Global System for Mobile Communications), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), GPRS (General Packet Radio Service) 등과 같은 협대역 통신 방식에만 주로 적용되고 있다. 본 논문에서는 polar transmitter를 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 같은 광대역 통신방식에 적용하기 위해 OFDM 통신 시스템이 가지고 있는 높은 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)을 감소시킬 수 있는 windowed-sinc 함수 기반의 PAPR 감소기법을 제안한다. 이 방법은 기존의 피크 윈도잉 (peak windowing) 기법에서 매우 인접한 여러 개의 피크들 또는 주변 신호에 비해 상대적으로 큰 피크에 의해 발생하는 과도한 신호 왜곡 효과를 완화시킨다. 다양한 윈도우 형태와 길이를 적용하여 비트오율 (Bit Error Rate; BER)과 오차 벡터 크기 (Error Vector Magnitude; EVM)를 측정한 결과, 제안된 기법은 기존의 피크 윈도잉 기법과 유사한 스펙트럼 성능을 가지면서 비트오율의 향상 및 PAPR 감소 성능이 우수함을 나타내었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제9권12호
• /
• pp.4872-4891
• /
• 2015

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals suffer from the problem of high peak-to-average power ratio (PAPR), which complicates the design of analog front-end of the system. Companding is a well-known PAPR reduction technique that involves transforming signal amplitudes using a deterministic function. OFDM signal amplitude, on average, is Rayleigh distributed but the distribution can vary significantly from symbol to symbol, especially when constellation size increases. In this paper, a new adaptive companding scheme is proposed along with its design methodology aiming at optimizing the compander performance by accommodating this variation in its design. This is achieved by designing compander parameters separately for statistically dissimilar symbols in OFDM waveform and making the compander select from these parameters, during run-time, according to the features of input symbols.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제18권11호
• /
• pp.1254-1261
• /
• 2007

Mc-OFDM(Multi code-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술은 스펙트럼 효율이 높은 다중 반송파 전송 방식으로써 고속의 데이터를 전송하기 위한 변복조 기술이다. 하지만, Mc-OFDM 시스템에서 발생하는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)은 시스템의 동작을 비선형적으로 변형시키고, 이는 데이터의 수신율의 저하를 초래한다. 따라서 본 논문에서는 (N+1)PSK 매핑 방법을 사용하여 PAPR을 '0'으로 감소시키는 방안을 제시하고, 시스템의 성능을 비교한다. 한편, 다중 경로 페이딩 채널에서는 각각의 서브 채널이 받는 페이딩 레벨이 다르고, 그중 몇몇 신호는 심한 페이딩 현상으로 인해 완전히 손상될 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 공간 다이버시티의 획득을 통해 손실되는 서브 채널수를 줄임으로써 전체 시스템의 신뢰성을 향상시키는 협력 통신을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권2C호
• /
• pp.203-209
• /
• 2010

본 논문에서는 크기 및 위상 변이 선택사상 기법(amplitude and phase variant SLM)을 제안한다. 이 기법은 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation; QAM)로 변조된 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing; OFDM)신호에서 최대전력 대 평균전력의 비(peak to average power ratio; PAPR)를 감소시킨다. 주파수 영역에서 QAM 심볼들의 위상만을 회전시키는 기존의 SLM과 비교하였을 때에 제안된 기법은 QAM 심볼들로 대응되기 전의 이진 데이터의 특정 위치에 이진 시퀀스를 곱해줌으로써 QAM 심볼에 대응 시에 위상은 물론 크기까지 변화시켜준다. 모의실험 결과는 제안된 기법이 QAM 변조된 OFDM 신호들에 대하여 기존의 SLM 보다 PAPR 감소 성능이 더 좋다는 것을 보여준다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.201-208
• /
• 2005

본 논문에서는 SLM(selective mapping)과 PTS(partial transmit sequence) 방식을 이용한 STBC MIMO-OFDM(space-time block code multi-input multi-output orthorgonal frequency division multiplexing) 시스템의 PAPR(peak-to-average power ratio) 성능을 분석한다. MIMO-OFDM 시스템에서 SLM과 PTS 방식은 비선형왜곡을 줄이고 비선형 HPA(high power amplifier)의 전력효율을 개선하기 위해 사용된다. 시뮬레이션 결과에서는 QPSK를 사용한 기존의 MIMO-OFDM 시스템과 비교하였을때, SLM의 PAPR이 3.5dB 정도 줄어드는 동안 PTS는 5dB 정도 감소되는 결과를 볼 수 있다. 또한, HPA의 앞단에 사전왜곡기의 유무에 따른 MIMO-OFDM 시스템의 BER 성능을 분석해 본 결과 사전 왜곡기를 사용하였을 때 선형 증폭기에 근접하기 위해서 SLM 방식에서 6dB IBO(input backoff)가 요구되고 PTS 방식에서는 4dB가 요구됨을 확인하였다. PAPR을 개선하는 방식을 사용하지 않으면 8dB의 IBO가 필요하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
• /
• pp.340-343
• /
• 2007

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식은 주파수 선택적 페이딩 (frequency selective fading)과 협대역 간섭 (narrowband interference)에 강한 전송 방식으로 고속 데이터 통신에 적합하다. 하지만, OFDM 신호는 독립적으로 변조된 많은 부반송파들로 구성되므로 이들이 동위상으로 더해질 때 신호의 진폭이 증가하여 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) 문제가 발생한다. 본 논문에서는 OFDM의 PAPR 감소는 물론 고주파 성분 제어를 통하여 대역 외 스펙트럼 방출을 줄이고 clipping에 의한 왜곡을 감소시킬 수 있다. 시뮬레이션 과정을 통해 OFDM 시스템에 제안하는 알고리즘을 적용했을 경우, PAPR의 감소 정도와 PSD (Power Spectral Density), BER (Bit Error Rate)을 분석한다.