• 제목/요약/키워드: Peak-to-average power ratio (PAPR)

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다중 코드 CDMA 시스템에서 PAPR저감 기법 (PAPR Reduction Method in Multi-Code CDMA System)

  • 이강미;김상우;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.685-691
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    • 2004
  • 본 논문에서는 Multi-code CDMA(code division multiple access) 시스템에서 발생하는 높은 PAPR(Peak to average power ratio)을 저감하고, 신호가 HPA에서 비선형 왜곡을 감소시키기 위한 방법으로, SLM(Selected Mapping) 및 PTS(Partial Transmit Sequence) 기법과 함께 전치왜곡 기법의 혼합 기법을 제안한다. 제안된 기법에서 SLM 및 PTS 방법을 위해 사용된 위상 회전 정보는 별도의 채널을 통해 전송되고, 이러한 위상 회전 정보의 채널 통과에 따른 에러율은 시스템의 성능에 큰 영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 위상 회전 정보의 에러율을 고려한 이론적인 BER 수식을 제시하며, 이는 시뮬레이션을 통해 나타난 시스템의 BER 성능과 거의 같게 나타난다. 결국 PTS 및 SLM 방법을 전치왜곡기와 병행한 제안된 혼합 기법은 신호의 PAPR을 줄이고, HPA의 비선형 특성을 보상함으로써 시스템의 BER 성능을 향상시킨다.

Hadamard 변환과 위상 천이를 이용한 OFDM 시스템의 PAPR 감소 기법 (PAPR reduction algorithm using Hadamard transform and phase shift in OFDM systems)

  • 구현철
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.233-236
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    • 2001
  • Orthogonal freqency division multiplexing (OFDM) is an attractive technique for achieving high-bit-rate wireless data transmission. However, the potentially large peak-to-average power ratio (PAPR) has limited its application; An OFDM signal with the large PAPR can cause power degradation (In-band distortion) and spectral spreading (Out-of-band distortion) by being clipped passing through a power amplifier. Thus, we propose the combining algorithm of Hadamard transform and phase shift, which is ascribed to the relation between the correlation of the IFFT input sequence function and PAPR. Extensive computer simulations show that the combining algorithm is an effective technique to reduce PAPR.

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OFDM 시스템에서 PAPR 감소를 위한 피크 신호 관찰 기반의 적응적 SLM 기법 (An Adaptive SLM Scheme Based on Peak Observation for PAPR Reduction in OFDM Systems)

  • 양석철;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권12C호
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    • pp.1142-1148
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    • 2007
  • 본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 전송 신호의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 효과적으로 감소시키기 위한 피크 신호 관찰 기반의 적응적 SLM (Adaptive Selective Mapping; ASLM) 기법을 제안한다. 제안 기법은 기존 SLM 방법에서의 복잡도 문제를 개선하기 위해, 매 OFDM 심벌마다 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) 결과에 대한 피크 신호 조정, 피크 조정된 신호의 FFT 결과와 원래 OFDM 심벌간의 부반송파별 전력차 비교를 통한 직교 부호 선택, 선택된 직교 부호만을 이용한 전형적인 SLM 과정의 3단계로 구성된다. 모의실험 결과, 제안된 ASLM 기법은 우수한 PAPR 감소 성능을 유지하면서도 기존 SLM 방법에 비해 훨씬 적은 IFFT 연산 및 PAPR 계산 횟수를 요구함을 확인하였다.

OFDM 시스템에서 부분 데이터 추가정보를 이용한 데이터 공간 감소를 갖는 최대 전력 대 평균 전력 비 최소화 시퀀스 사상 기법 (PAPR-minimized Sequence Mapping with Data Space Reduction by Partial Data Side Information in OFDM System)

  • 김기우;류관웅;박용완
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권12A호
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    • pp.1340-1348
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    • 2004
  • 본 논문에서는 OFDM 시스템에서 최대전력 대 평균전력(Peak-to -average Power Ratio : PAPR) 및 계산량(computation)을 최소화하는 PAPR-최소화하는 시퀀스 매핑 기법을 제안한다. PAPR을 줄이기 위해, 낮은 신호 전력의 블락 지수(block index)와 심벌 패턴들에 관한 정보를 이용하여 사상(mapping table)을 작성한다. 입력 데이터 시퀀스는 목(quotient)과 나머지(remainder)을 찾기위해 블락 지수로 나눈다. 낮은 신호 전력의 심벌 패턴은 사상 표에서 음에 따른 블락 지수의 항으로 찾게되고, 수신기에서 최초의 데이터 시퀀스를 구별하고 복원하기 위한 추가정보처럼 나머지와 함께 전송된다. 본 논문에서는 두가지 방식의 사상(mapping) 기법을 제안한다. 하나는 OFDM 신호를 복원하기위해 송신기와 수신기 양쪽 다 사상 표를 갖는 기법이고, 다른 하나는 이동국(mobile) 시스템에서 부하와 복잡성을 줄이기 위해 단지 송신기만 사상 표를 사용하는 기법이다. 이들 알고리즘은 다중 캐리어 시스템에서 PAPR 경감, 단순 처리, 그리고 적은 계산량을 확인할 수 있었다.

PAPR 저감기법을 적용한 DMB 시스템의 성능분석 (Performance Analysis on DMB System with PAPR Reduction Techniques)

  • 정영호;함영권;김환우
    • 방송공학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.238-249
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    • 2003
  • 국내 지상파 디지털멀티미디어방송(DMB)의 전송규격으로 OFDM 기반의 Eureka 147 DAB 시스템이 채택되었다 OFDM은 단일반송파 변조에 비해 많은 장점을 가지고 있으나, 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)로 인해 A/D 및 D/A 변환기의 복잡도의 증가 및 고출력 증폭기의 효율 감소의 원인이 된다. 이와 같은 OFDM의 높은 PAPR을 감소시키기 위해 clipping, peak windowing, companding, SLM(Selected Mapping), PTS(Partial Transmit Sequences) 등과 같은 다양한 기법들이 제안되었다. 본 논문에서는 SLM과 PTS의 효율적인 구현방법을 제안하고, 이를 적용한 DMB 시스템의 PAPR 감소 성능에 대한 평가를 수행하였다 모의실험 결과, 제안된 MSLM(Modified SLM)은 SLM과 동일한 성능을 유지하면서 $P^{(U)}$벡터수의 감소로 인해 계산량 및 하드웨어 복잡도가 경감되는 이점이 있는 것으로 나타났으며, MPTS(Modified PTS) 또한 동일한 조건 하에서 PTS보다 우수한 PAPR 감소 성능을 보였다.

가중합 유전자 알고리즘 기반의 다목적 최적화를 이용한 톤 삽입 PAPR 저감 기법 (A Tone Injection PAPR Reduction Method using Multi-objective Optimization based on Weighted-sum Genetic Algorithm)

  • 박순규;이원철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권2C호
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    • pp.217-225
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    • 2009
  • OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템을 포함한 다중 반송파 시스템에서 발생하는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 감소시키기 위해 특정 톤 위치에 새로운 톤을 삽입하는 톤 삽입 기법은 성상도를 확장하여 평균 신호전력 대비 최대 신호 전력을 감소시키는 기법이다. 이러한 톤 삽입 기법은 최적의 PAPR 저감 성능을 얻기 위한 삽입 톤 결정을 위해 많은 탐색 연산량을 필요로 함과 동시에 높은 전력상승의 문제를 야기하는 반면, 전력상승을 고려하여 삽입 톤을 결정하면 사용 가능한 톤 삽입 신호가 제한됨에 따라 PAPR 저감 성능이 낮아진다. 따라서 본 논문에서는 기존의 톤 삽입 기법이 갖는 상충적인 목적들을 다목적 최적화 기법에 적용하여 PAPR 저감 성능과 전력상승을 절충하여 상호간의 유연한 조절이 가능한 가중함 유전자 알고리즘 기반의 톤 삽입 기법을 제안한다 모의 실험을 통하여 제안한 가중함 유전자 알고리즘 기반의 톤 삽입 방법은 PAPR과 전력상승의 문제를 사용자의 의사를 반영하는 가중치에 따라 적절하게 조절할 수 있음을 확인하였다.

IEM-based Tone Injection for Peak-to-Average Power Ratio Reduction of Multi-carrier Modulation

  • Zhang, Yang;Zhao, Xiangmo;Hou, Jun;An, Yisheng
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권9호
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    • pp.4502-4517
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    • 2019
  • Tone Injection (TI) scheme significantly reduces the peak-to-average power ratio (PAPR) of Multicarrier Modulation (MCM). However, the computational complexity of the TI scheme rises exponentially with the extra freedom constellation number. Therefore, a novel immune evolutionary mechanism-based TI scheme is proposed in this paper to reduce the computational complexity. By restraining undesirable degeneracy during the processing, this IEM scheme can dramatically increase the population fitness. Monte Carlo results show that proposed IEM-based TI scheme can achieve a significant PAPR and BER improvement with a low complexity.

필터 설계 기법을 통한 WPM의 PAPR 감소에 관한 연구 (PAPR Reduction for WPM Schemes using Filter Design Schemes)

  • 이규섭;최진규
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.49-54
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    • 2013
  • WPM(Wavelet Packet Modulation)은 고속 전송에 적합한 다중 반송파 전송방식으로 여러 필터의 조합으로 유연한 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다. WPM과 같은 다중 반송파 시스템에서 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio)은 가장 큰 문제점중 하나이다. 본 논문에서는 WPM 시스템의 필터 계수를 조정 하는 방법으로 최소 PAPR을 갖는 WPM 시스템을 제안한다. 우선 PR(Perfect Reconstruction)을 만족하는 필터 계수의 방정식을 구하여 그 방정식을 이용하여 PAPR이 가장 낮게 나올 수 있는 필터계수를 선택한다. 이 필터 계수를 이용하여 최소 PAPR을 갖는 WPM 시스템을 구현하고 모의실험을 통하여 성능 비교를 하였다.

Partial Transmit Sequence Optimization Using Improved Harmony Search Algorithm for PAPR Reduction in OFDM

  • Singh, Mangal;Patra, Sarat Kumar
    • 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.

BER Performance of OFDM Combined with TDM Using Frequency-Domain Equalization

  • Gacanin, Haris;Takaoka, Shinsuke;Adachi, Fumiyuki
    • 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.