Aare Gopal;Desireddy Krishna Reddy;Srinivasarao Chintagunta
ETRI Journal
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v.46
no.4
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pp.595-603
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2024
This paper presents methods for reducing the peak-to-average power ratio (PAPR) of the orthogonal time frequency space (OTFS) signal. These methods mainly consist of two operations: symbol interferometry (SI) and either 𝜇-law or A-law companding. SI spreads the data of one OTFS symbol onto all symbols and is implemented using a simple inverse fast Fourier transform operation on each OTFS symbol. During the second operation, the PAPR of the OTFS signal is significantly reduced. For our performance analysis, the complementary cumulative distribution function, probability density function, and bit error rate are illustrated through simulations performed in MATLAB. The performance is also analyzed using a solid-state power amplifier at the transmitter and compared with OTFS, 𝜇-law-based OTFS, and SI OTFS systems. The results indicate that the proposed OTFS system achieves a low PAPR.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.17
no.1
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pp.239-260
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2023
The underwater acoustic wireless communication networks are generally formed by the different autonomous underwater acoustic vehicles, and transceivers interconnected to the bottom of the ocean with battery deployed modems. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has become the most popular modulation technique in underwater acoustic communication due to its high data transmission and robustness over other symmetrical modulation techniques. To maintain the operability of underwater acoustic communication networks, the power consumption of battery-operated transceivers becomes a vital necessity to be minimized. The OFDM technology has a major lack of peak to average power ratio (PAPR) which results in the consumption of more power, creating non-linear distortion and increasing the bit error rate (BER). To overcome this situation, we have contributed our symmetry research into three dimensions. Firstly, we propose a machine learning-based underwater acoustic communication system through long short-term memory neural network (LSTM-NN). Secondly, the proposed LSTM-NN reduces the PAPR and makes the system reliable and efficient, which turns into a better performance of BER. Finally, the simulation and water tank experimental data results are executed which proves that the LSTM-NN is the best solution for mitigating the PAPR with non-linear distortion and complexity in the overall communication system.
Kim, Jin-Min;Im, Tae-Ho;Kim, Jae-Kwon;Yi, Joo-Hyun;Cho, Yong-Soo
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.34
no.12C
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pp.1197-1207
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2009
Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) is widely used as a multiple access technique for next generation mobile communication systems, however, its main drawback is the high peak-to-average ratio (PAPR). Thus for the uplink case where the transmit power is strictly limited due to the battery life of mobile units, single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) with low PAPR is preferred to OFDMA method. In this paper, we propose a method to improve the performance of SC-FDMA using frequency domain MMSE equalization. The proposed improved log-likelihood ratio (LLR) generation method exploits both the diversity characteristic of channels and the reciprocity that is obtained from the received signals. The complexity of the proposed method is analyzed and its performance gain is demonstrated via a set of computer simulations.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.18
no.1
s.116
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pp.53-61
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2007
This paper researches on the scheme superimposing the rotation phases over the pilot and data symbols in order to reduce the peak-to-average power ratio(PAPR) of the orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) communication. The bandwidth and power efficiency are the main consideration. The phases of rotation vector are added to those of both pilot symbols and data symbols interlaying between any two pilot symbols in an OFDM block. Owing to this scheme the transmitter reduces the PAPR using the partial transmit sequences(PTS) and the receiver restores the data symbol utilizing the channel estimation of pilot symbols. Therefore, the bandwidth efficiency is accomplished by not using the further subcarriers for the reduction of PAPR and the enormous increase of bit error rate according to the receiving error of the side information, i.e. the phases of rotation vector, is prevented. In other words, both bandwidth-and power-efficiency and quality of communication performance can be improved.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.21
no.7
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pp.715-725
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2010
Orthgonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) system is effective for the high data rate transmission in the frequency selective fading channel. In this paper we propose PAPR(Peak to Average Power Ratio) reduction method of problem in OFDM system used Fuzzy theory that often control machine. This thesis proposes PAPR reducing method of OFDM system using Fuzzy theory. The advantages for using Fuzzy theory to reduce PAPR are that it is easy to manage the data and embody the hardware, and required smaller amount of operation. Firstly, we proposed simple algorithm that is reconstructed at receiver with transmitted overall PAPR which is reduced PAPR of sub-block using Fuzzy. Although there are some drawbacks that the operation of the system is increased comparing conventional OFDM system and it is needed to send the information about Fuzzy indivisually, it is assured that the performance of the system is enhanced for PAPR reducing. To evaluate the perfomance, the proposed search algorithm is compared with the proposed algorithm in terms of the complementary cumulative distribution function(CCDF) of the PAPR and the computational complexity. As a result of using the QPSK and 16QAM modulation, Fuzzy theory method is more an effective method of reducing 2.3 dB and 3.1 dB PAPR than exiting OFDM system when FFT size(N)=512, and oversampling=4 in the base PR of $10^{-5}$.
Orthogonal Frequency Division Multiplexing or OFDM is a form of multi-carrier modulation technique. High spectral efficiency, robustness to channel fading, immunity to impulse interference, uniform average spectral density, capability of handling very strong echoes and less on linear distortion are among the favorite properties of OFDM. Even though there are many advantages of OFDM, t has two main drawbacks: high Peak to Average Power Ratio (PAPR) and frequency of offset. In this paper, the issue of PAPR in OFDM is discussed. A new algorithm is proposed to reduce PAPR by selecting the input sequences property using a lookup table.
In this paper, we propose a novel MHCOC (Mapped High Capacity Orthogonal Code) SS(Spread Spectrum) technique that reduces high PAPR (Peak power to Average Power Ratio) of HCOC SS system which was proposed to support high data rate transmission, and we compare to the conventional modulation technique such as MQAM SS that can transmit the same number of symbols at the same time. Moreover, we study on adaptation of this system to satisfy QoS (Quality of Service) that services the proper data rate according to the propagation channel quality information. We perform computer simulation to verify the performance of the proposed system and analyze its availability.
This study proposes a novel low-complexity algorithm for computing inverse fast Fourier transform (IFFT)/fast Fourier transform (FFT) operations in binary phase shift keying-modulated orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) communication systems without requiring any twiddle factor multiplications. The peak-to-average power ratio (PAPR) reduction capacity of an efficient PAPR reduction technique, that is, H-SLM method, is evaluated using the proposed IFFT algorithm without any complex multiplications, and the impact of oversampling factor for the accurate calculation of PAPR is analyzed. The power spectral density of an OFDM signal generated using the proposed multiplierless IFFT algorithm is also examined. Moreover, the bit-error-rate performance of the H-SLM technique with the proposed IFFT/FFT algorithm is compared with the classical methods. Simulation results show that the proposed IFFT/FFT algorithm used in the H-SLM method requires no complex multiplications, thereby minimizing power consumption as well as the area of IFFT/FFT processors used in OFDM communication systems.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.28
no.9A
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pp.710-716
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2003
OFDM is a very attractive technique for achieving high-bit-rate data transmission and high spectrum efficiency. However one of disadvantages of OFDM signal is the high PAPR characteristic when multicarriers are added up coherently. In this paper, we propose an adaptive PTS scheme using two threshold levels for PAPR reduction and reducing the amount of PAPR calculations with clipping scheme. Simulation results show that it is almost same between average bit error rate performance of the proposed scheme and that of a conventional scheme. Also, we obtain a great performance gain in the amount of calculations compared to the conventional scheme. Therefore, proposed system has a good performance in data processing time in OFDM wireless communication systems.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.27
no.4
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pp.369-376
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2016
In this paper, we propose and design a SSD(Simultaneous Single band Duplex) system using 5G(Generation) candidate modulations. Especially, we consider HPA(High Power Amplifier) nonlinearity in the proposed system. And then, we evaluate and analyze performance of the proposed system. As simulation results, performance of SSD-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), SSD-FMC (Universal Filtered Multi-Carrier), and SSD-FBMC(Filter Bank Multi-Carrier) is severely degraded by HPA nonlinearity. However, performance of SSD-OFDM, SSD-UFMC, and SSD-FBMC is similar in the same condition. That is, OFDM, UFMC, and FBMC have a similar PAPR(Peak to Average Power Ratio) characteristic. Finally, we can confirm that the proposed SSD system can not cancel(SI) self-interference effectively by strong HPA nonlinearity. That is, Reducing PAPR is important in order to avoid effect of HPA nonlinearity in the proposed SSD system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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