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

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NC-OFDM 기반 통신 시스템에서 효율적인 Comb Type Pilot 배치 방식과 PAPR 저감 기법 (Effective Comb Type Pilot Assignment and PAPR Reduction in NC-OFDM-Based Communication System)

  • 안동건;유흥균;이승준;고동국
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.965-970
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    • 2010
  • NC-OFDM(Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선 통신 시스템은 많은 부반송파의 수로 인해 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 갖는다. Comb type pilot은 시변 채널 추정에 있어서 block type pilot보다 낮은 계산 복잡도를 가지며 더 효율적이다. 그러나 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 행렬 변환이 뛰어난 PAPR 저감 효과를 보임에도 불구하고, comb type pilot이 데이터 심볼에 삽입되게 되면 PAPR이 다시 증가하는 문제가 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 comb type pilot 배치로 인해 증가된 PAPR을 개선하기 위해 추가적으로 새로운 방식의 SLM(Selective Mapping)을 적용하였다. 또한, 본 논문에서 사용된 새로운 방식의 SLM 기법은 일반적인 SLM 기법과 달리, SLM의 선택 정보를 전송하기 위한 추가적인 대역폭을 사용하지 않음으로써 대역 효율을 높인다. 따라서, 본 논문에서 제안된 시스템은 제한된 주파수 대역을 이용하여 고효율의 데이터 전송을 얻을 수 있다.

OFDM 신호의 PAPR 감소를 위한 SLM-PRSC 결합 기법 (An SLM-PRSC Hybrid Scheme for PAPR Reduction of OFDM Signals)

  • 양석철;한승우;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권6C호
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    • pp.565-571
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    • 2007
  • 본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) 감소를 위한 기존 SLM (SeLective Mapping) 방식의 성능을 개선하는 효과적인 SLM-PRSC 결합 기법을 제안한다. 제안 기법에서는 지정된 PRSC (PAPR Reduction Sub-Carrier) 위치를 제외한 주파수 영역 OFDM 심벌에 대해 SLM을 수행한 후, 그 결과들을 시간 영역 PRSC 시퀀스들과 결합하여 가장 낮은 PAPR을 갖는 SLM-PRSC 결합 시퀀스를 최종 OFDM 심벌로 결정하게 된다. 특히 매 OFDM 심벌마다 미리 준비된 동일한 시간 영역 PRSC 시퀀스를 이용하게 되어 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) 연산 횟수의 증가를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 선택된 주파수 영역 PRSC 심벌은 SLM용 오버헤드로 사용 가능하다. 모의실험 결과, 제안된 SLM-PRSC 결합 기법은 기존의 SLM 방식과 비교하여 과도한 IFFT 연산 횟수의 증가와 별도의 오버헤드가 요구되지 않음에도 불구하고 PAPR 감소 성능을 크게 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.

위상 조절 방법에서 DFT 특성을 이용한 계산량 저감 (Reduced Computation Using the DFT Property in the Phase Weighting Method)

  • 유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.1028-1035
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    • 2005
  • OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 많은 통신 시스템에서 사용되고 있다. 기존 SPW 방법에서 반복처리로 인한 시간 소요를 단축하기 위하여 계산량 감소를 위한 phase weighting의 계산량 감소 방법을 제안한다. 낮은 복잡도의 phase weighting으로 OFDM 신호의 PAPR(Peak-to-Average-Power Ratio)을 줄이는 방법은 주기적인 sequence들의 DFT(Discrete Fourier Transform)의 성질을 이용한다. PAPR은 적은 계산량을 갖는 phase weighting 방법에 의해 능률적으로 줄일 수 있다. 시뮬레이션 결과, 기존 방식들과 비슷한 PAPR 저감 효과를 갖는다는 것을 보여준다. 제안한 기술은 두 개의 phase factor로 PAPR을 2.15 dB 줄일 수 있고 4개의 phase factor들로 PAPR을 3.95 dB 줄일 수 있다. 계산량 분석에서 phase weighting 방법이 계산량을 매우 감소시킨다.

TV 화이트 스페이스에서 OFDM 기반 비인가 사용자의 파워 할당 기법 및 용량 분석 (Power Allocation and Capacity Analysis of OFDM-based Unlicensed User in TV White Space)

  • 임성묵;홍대식
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제49권8호
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    • pp.70-76
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    • 2012
  • 본 논문에서는 TV 화이트 스페이스(TV white space, TVWS)에서 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반 비인가 사용자의 파워 할당 기법을 제안한다. 비인가 사용자는 TVWS를 사용할 때, 시간 도메인에서 TVWS의 파워 제약조건을 충족시키기 위해 전송 파워를 조절해야 한다. TDM(time division multiplexing) 혹은 FDM (frequency division multiplexing)과 달리 OFDM은 시간 도메인에서 높은 PAPR(peak-to-average power ratio)을 가지기 때문에, 기존의 비인가 사용자의 파워 할당 기법이 TVWS에 적용될 경우 TVWS의 파워 제약 조건을 충족시킬 수 없게 된다. 그러므로 본 논문에서는 OFDM의 높은 PAPR값을 제어하여 순시적으로 TVWS의 파워 제약 조건을 만족시킬 수 있는 새로운 파워 할당 기법을 제안한다. 또한, 이를 기반으로 OFDM 기반 비인가 사용자의 용량을 닫힌 형태(closed form)로 분석한다. 이에 따르면, 부반송파의 개수를 줄일수록 용량을 향상시킬 수 있다. 모의실험을 통해서, 비인가 사용자의 용량은 부반송파 개수가 작아질수록, 비인가 사용자의 송신단-수신단 간 채널 평균값이 커질수록 증가하는 것을 보여준다.

Overlapped Segmental Clipping for the PAPR Reduction of the OFDM-OQAM system

  • Wang, Jianping;Yan, Jing;He, Zhen
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권8호
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    • pp.2783-2795
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    • 2014
  • Orthogonal frequency division multiplexing with offset quadrature amplitude modulation (OFDM-OQAM) technique has drawn significant interests in recent years. However, most of the existing OFDM peak-to-average ratio (PAPR) reduction schemes cannot be used in the OFDM-OQAM system directly. In this paper, a modified scheme called overlapped segmental clipping (OS-clipping) is proposed to deal with the high PAPR problem specifically in the OFDM-OQAM system. For the proposed OS-clipping scheme, the input signals are divided into a number of overlapped segments and then the clipping operation is processed on each segment. Simulation results show that the modified scheme used in the OFDM-OQAM system can provide better performance than conventional clipping scheme directly used in the OFDM-OQAM system, and even outperforms conventional clipping scheme applied in the OFDM system.

Millimeter Wave를 이용하는 OFDM WPAN 시스템에서 PAPR 감소에 관한연구 (A Study on PAPR reduction in OFDM WPAN system using Millimeter Wave)

  • 김완태;유선용;조성준
    • 한국항행학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.139-145
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    • 2008
  • 최근 60GHz 대역의 millimeter wave 를 이용하는 통신 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 새롭게 정의된 57~64GHz의 ISM 대역에 대한 관심이 집중되고 있다. 국내를 비롯한 미국, 일본, 유럽 등에서도 millimeter wave 를 이용하는 근거리 통신에 대한 연구가 진행 중이다. 그 중 IEEE 802.15.3c 표준화는 근거리에서 높은 전송 속도를 지원하기 위해 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 시스템을 제안하고 있다. 하지만 OFDM 방식은 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) 이 발생하는 문제점을 가지고 있으며, PAPR 문제는 신호가 A/DC와 D/AC 그리고 전력 증폭기와 같은 비선형 소자를 통과할 때 심각한 왜곡을 발생시켜 전송 시스템의 성능이 저하된다. 본 논문에서는 PAPR 문제를 해결하기 위하여 Sine Soft Clipping (SSC) 기법을 제안하고, SAW (Surface Acoustic Wave) Filter와 전력 증폭기를 적용하여 IEEE 802.15.3c OFDM WPAN 전송 시스템의 PAPR, CCDF, PSD, BER 성능을 분석하였다.

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직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 최대 전력 대 평균전력의 비 감소를 위한 저 복잡도 부분 전송 수열 방법 (Low Complexity PTS Scheme for Reducing PAPR in OFDM Systems)

  • 조영전;노종선;신동준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38A권2호
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    • pp.201-208
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    • 2013
  • 본 논문에서 부분 전송 수열(partial transmit sequence; PTS) 방법은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호중 최대전력 대 평균전력의 비(PAPR)가 가장 작은 신호를 찾기 위해서 위상벡터(phase rotating vector)를 OFDM 신호와 곱하여 후보신호를 생성한다. 그러나 이는 소모적인 탐색으로 많은 계산량이 요구된다. 이 문제의 해결을 위해 우리는 두가지의 효과적인 저복잡도 PTS를 파고율(crest factor)를 기준으로 제안한다. 첫 번째 제안하는 방법은 OFDM 신호안에서 크기가 큰 샘플만을 선택하여 PAPR을 계산하는 방법이며, 두 번째 방법은 부분블록(subblock)들에 있는 각 샘플들의 실수부와 허수부의 절대값을 구하여 PAPR을 계산하는 방법이다. 모의실험결과는 제안하는 기법이 기존 PTS 방법보다 더 나은 PAPR 감소 성능을 보여준다.

OFDM 신호의 PAPR 감소를 위한 소실 복호 기반의 SLM 기법 (Selected Mapping Technique Based on Erasure Decoding for PAPR Reduction of OFDM Signals)

  • 공민한;송문규
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권2호
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    • pp.22-28
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    • 2007
  • 높은 PAPR (peak-to-average power ratio)은 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 신호의 주된 문제점이다. 본 논문에서는 RS (Reed-Solomon) 부호의 소실 복호 기능을 이용한 수정된 SLM (selective mapping) 기법을 제안한다. 송신기에서 RS 부호화된 OFDM 데이터 블록에 일련의 위상 시퀀스를 곱하여 일부의 체크 심볼의 위상을 천이시킨다. 수신기에서 위상 천이된 체크 심볼들을 소실로 간주하여 RS 복호를 수행한다. 그러므로 가장 낮은 PAPR을 갖도록 선택된 위상 시퀀스에 대한 부가 정보를 전송할 필요가 없다. 또한 선택된 위상 시퀀스에 대한 추정 과정이 더 이상 수신기에 필요하지 않게 되어 복잡도와 성능이 향상된다. 제안한 수정된 SLM 기법의 성능을 평가하기 위해 PAPR의 CCDF(complementary cumulative distribution function), BER(bit error rate) 그리고 복호 실패 확률을 기존의 SLM 기법과 비교한다.

OFDM 신호의 효율적인 PAPR 감소를 위한 적응적 Companding 기법 (An Adaptive Companding Scheme for Effective PAPR Reduction of OFDM Signals)

  • 김재운;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권11C호
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    • pp.1067-1075
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    • 2009
  • 본 논문에서는 시스템의 복잡도와 비트오율 (Bit Error Rate; BER) 성능을 모두 고려하여 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)을 효과적으로 감소시키기 위한 적응적 Companding 기법을 제안한다. 제안된 기법은 OFDM 시스템의 변조 레벨에 따라 BER 성능과 PAPR 감소를 모두 고려하기 위해 송신단의 Compression과 수신단의 Expanding 함수를 적응적으로 변화시킨다. 또한 본 논문에서는 제안된 기법에 대한 스펙트럼 특성을 분석하고, 대역외 스펙트럼 전력을 감소시키기 위한 필터링 방안을 도입하여 적용한 후의 BER 성능을 확인하였다. 일반적인 Companding 알고리즘과 비교한 모의실험 결과, 제안된 기법은 PAPR 감소 측면에서도 효과적일 뿐만 아니라 스펙트럼 전력 측면에서도 좋은 특성을 넓이면서도, 필터링 사용 유무에 관계없이 BER 성능도 매우 우수함을 확인할 수 있었다.

고출력 증폭기의 비선형 왜곡 특성에 강인한 Companding 기법 (A Robust Companding Scheme against Nonlinear Distortion of High Power Amplifiers)

  • 김재운;한승우;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권11C호
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    • pp.1079-1086
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    • 2007
  • 본 논문에서는 고출력 증폭기 (High Power Amplifier; HPA)의 비선형 특성에 관계없이 시스템의 비트오율 (Bit Error Rate; BER) 성능을 유지하면서 동시에 효율적으로 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)을 감소시킬 수 있는 CCP (Companding Combined with Predistorter) 기법을 제안한다. 제안된 CCP 기법은 기존에 본 저자들이 제안한 Companding 기법이 가지고 있는 Compression 특성과 HPA의 비선형 왜곡 특성에 의해 발생되는 전송 신호의 왜곡으로 인해 나타나는 시스템의 BER 성능 열화를 보완하기 위해 Predistorter를 기존의 Companding 기법에 결합하였다. 따라서, 제안된 CCP 기법은 HPA의 비선형 특성에 관계없이 효율적으로 PAPR을 감소시킬 수 있으며 동시에 시스템의 BER 성능도 유지시킬 수 있는 PAPR 감소 방식이라고 할 수 있다. 모의실험 결과, 제안된 CCP 기법은 TD (Total Degradation) 측면에서 Predistorter를 고려한 Clipping 기법과 Wang이 제안한 Companding 기법에 비해 모든 변조방식에서 가장 낮은 TD 성능을 나타내고 있음을 확인하였다.