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

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.538-545
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• 2002

OFDM 통신 시스템에서는 피크전력 대 평균전력비(Peak to Average Power Ratio, PAPR)가 커짐에 따라 전력증폭기에서 비선형 왜곡이 발생되므로 이를 포함한 전송 성능평가가 중요하다. 본 논문에서는 전력증폭기에서 비선형 왜곡이 있는 OFDM 시스템의 성능을 평가하는 새로운 혼합 분석기법을 제안한다. 즉, 제안된 혼합 분석기법은 시뮬레이션을 이용하여 먼저 PAPR의 확률밀도함수와 비선형 잡음의 분산과 평균을 구하고, 이를 이용하여 해석적(analytical) 방법으로 전체 BER을 구하는 방법이다. QPSK 또는 16-QAM 변조방식의 OFDM 시스템에서, 반도체전력증폭기(Solid-State-Power Amplifier, SSPA)의 등가모델을 적용하고, PAPR을 파라미터로 사용하여 IBO 크기에 따른 BER을 분석한다. 제안 방법이 기존의 Monte-Carlo 시뮬레이션에 의한 BER과 거의 동일한 분석 결과를 보이고, 기존 방법보다 BER곡선을 얻는데 필요한 시간이 상당히 감소됨을 보인다

• 한국항행학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.20-25
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• 2006

현재 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다중경로 채널 환경에서 고속 통신에 적합한 방식으로 각광을 받고 있으나, 몇 가지 단점을 지니고 있다. 단일 반송파 방식에 비해 PAR(Peak-to-Average power Ratio)이 높다는 점은 그러한 단점 가운데 하나이다. 신호의 PAR이 높을 경우 고출력 증폭기를 통과하면서 비선형 왜곡이 발생할 수 있고, 이를 방지하기 위해서는 고출력 증폭기의 선형 구간을 비효율적으로 증가시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 OFDM의 PAR 감소 기법중 하나의 OFDM 심벌을 나타내는 다수의 신호를 발생(Mapping)시킨 후, 그 중 가장 낮은 PAR을 갖는 신호를 선택해서 전송하는 SLM(Selected Mapping) 기법에 대한 성능을 분석한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권1호`
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• pp.1-8
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• 2005

본 논문에서는 채널간간섭 자기소거를 위한 부대역 부호화기법에 따른 직교 주파수분할다중화의 첨두전력 대 평균전력비가 분석된다. 인접부대역에 대척신호를 할당하는 기존 상관부호화의 경우 전송신호열에서 형상성분이 발생됨을 이론적ㆍ실험적으로 검증한다. 이로 인하여 심볼의 중간부분과 가장자리부분에서의 신호전력은 서로 다른 가중치의 영향을 받게 되며, 이는 증가된 첨두전력 대 평균전력비를 초래한다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 본 논문에서는 새로운 간단한 부대역 부호화기법이 제시된다. 여기서는 신호쌍의 위상차가 매 신호마다 변화되도록 할당함으로써 신호의 부분적인 반복성으로 인한 형상성분을 제거한다. 그 결과, 새로운 부대역 부호화기법이 적용된 시스템은 기존의 시스템보다 2～3 dB 적은 첨두전력 대 평균전력비를 가지면서도 일반적인 직교 주파수분할다중화에 비하여 현저히 큰 반송파대 간섭비를 유지한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권8호
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• pp.2879-2899
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• 2021

The tone reservation (TR) scheme is an attractive method to reduce peak-to-average power ratio (PAPR) in the filter bank multicarrier with offset quadrature amplitude modulation (FBMC-OQAM) systems. However, the high PAPR of FBMC signal will severely degrades system performance. To address this issue, a cyclic shift based TR (CS-TR) scheme with embedding side information (SI) is proposed to reduce the PAPR of FBMC signals. At the transmitter, four candidate signals are first generated based on cyclic shift of the output of inverse discrete Fourier transform (IDFT), and the SI of the selected signal with minimum peak power among the four candidate signals is embedded in sparse symbols with quadrature phase-shift keying constellation. Then, the TR weighted by optimal scaling factor is employed to further reduce PAPR of the selected signal. At the receiver, a reliable SI detector is presented by determining the phase rotation of SI embedding symbols, and the transmitted data blocks can be correctly demodulated according to the detected SI. Simulation results show that the proposed scheme significantly outperforms the existing TR schemes in both PAPR reduction and bit error rate (BER) performances. In addition, the proposed scheme with detected SI can achieve the same BER performance compared to the one with perfect SI.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권10C호
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• pp.1010-1018
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• 2007

본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)을 효과적으로 감소시키기 위한 Clipped Companding 기법을 제안한다. 제안된 기법은 시스템의 복잡도와 비트오율 (Bit Error Rate; BER) 성능 측면을 모두 고려하기 위해, 기본적으로 Companding 기법을 기반으로 하고 Clipping과 Companding 기법이 순차적으로 결합된 두 단계로 구성된다. 제안된 기법의 첫번째 단계에서는 시스템의 BER 성능에 영향을 미치지 않을 정도의 피크 신호들을 잘라내게 되고, 두번째 단계에서는 Wang이 제안한 ${\mu}-law$ Companding 기법을 사용하여 효과적으로 PAPR을 감소시키게 된다. 모의실험 결과, 제안된 Clipped Companding 기법은 기존의 ${\mu}-law$ Companding 기법에 비해 PAPR을 좀 더 감소시킬 수 있으며 동시에 시스템의 BER 성능은 거의 동일하게 유지시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제39권6호
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• pp.782-793
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• 2017

This paper considers the use of the Partial Transmit Sequence (PTS) technique to reduce the Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing signal in wireless communication systems. Search complexity is very high in the traditional PTS scheme because it involves an extensive random search over all combinations of allowed phase vectors, and it increases exponentially with the number of phase vectors. In this paper, a suboptimal metaheuristic algorithm for phase optimization based on an improved harmony search (IHS) is applied to explore the optimal combination of phase vectors that provides improved performance compared with existing evolutionary algorithms such as the harmony search algorithm and firefly algorithm. IHS enhances the accuracy and convergence rate of the conventional algorithms with very few parameters to adjust. Simulation results show that an improved harmony search-based PTS algorithm can achieve a significant reduction in PAPR using a simple network structure compared with conventional algorithms.

• Journal of Communications and Networks
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• 제9권1호
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• pp.34-42
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• 2007

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) combined with time division multiplexing (TDM), in this paper called OFDM/TDM, can overcome the high peak-to-average-power ratio (PAPR) problem of the conventional OFDM and improve the robustness against long time delays. In this paper, the bit error rate (BER) performance of OFDM/FDM in a frequency-selective Rayleigh fading. channel is evaluated by computer simulation. It is shown that the use of frequency-domain equalization based on minimum mean square error criterion (MMSE-FDE) can significantly improve the BER performance, compared to the conventional OFDM, by exploiting the channel frequency-selectivity while reducing the PAPR or improving the robustness against long time delays. It is also shown that the performance of OFDM/FDM designed to reduce the PAPR can bridge the conventional OFDM and single-carrier (SC) transmission by changing the design parameter.

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

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권1호
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• pp.110-118
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• 2009

PB/MC-CDMA(Partial Block Multi Carrier Code Division Multilple Access) 시스템은 사용자간의 코드 간 간섭을 줄임으로써 성능을 향상 시키는 시스템이다. 또한, 이 시스템은 심볼 간 간섭을 피하면서 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있어 MC-CDMA(Multi Carrier Code Division Multiple Access) 시스템보다 향상된 성능을 보여준다. 그러나, 다중캐리어를 사용함으로써 PAPR 문제가 발생하여 시스템의 성능을 저하 시킨다. 이 논문에서는, PB/MC-CDMA 시스템에서 추가적인 정보 없이 여분의 확산 코드를 이용하여 최적화된 확산코드를 선택함으로써, 피크전력을 줄이는 방법을 제안한다. PB/MC-CDMA 시스템은 각 블록 단위로 확산 코드를 재사용함으로써, 여분의 코드가 남게 된다. 이러한 여분의 코드를 여러 개의 그룹으로 나누어 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 계산하고, 피크전력이 최소가 되는 코드를 선택하여 전송함으로써 PAPR 문제를 해결할 수 있는 방법이다.