PAPR Reduction Using Hybrid Schemes for Satellite Communication System

김재명,조자빈,이호위,손성환,Kim, Jae-Moung,Zhao, Zibin,Li, Hao-Wei,Sohn, Sung-Hwan Korea Society of Satellite Technology 2008 한국위성정보통신학회논문지 Vol.3 No.2

In the future, satellite communication systems, such as ISDB in Japan and DVB in Europe, are required to support higher transmission date rate for providing multimedia services including HDTV, high rate data communication etc. Considering the effectiveness of OFDM technique in efficient usage of frequency bandwidth and its robustness to the multi-path fading, several OFDM based standards have been proposed for satellite communication. However, the problem of high Peak to Average Power Ratio is one of the main obstacles for the implementation of OFDM based system. Many PAPR reduction schemes have been proposed for OFDM systems. Among these, the partial transmit sequences (PTS) is attractive as they obtain better PAPR property by modifying OFDM signals without distortion. In this paper, considering the complexity issue, we present a simplified minimum maximum (minimax) criterion and Sub-Optimal PTS algorithm to optimize the phase factor. This algorithm can be dynamically made tradeoff`f between performance and complexity on demand. In addition, we integrate guided scrambling (GS) with this method. Simulation in multiple antenna based OFDM system proves that the proposed Hybrid schemes can get much more PAPR reduction and do not require transmission of side information (SI). Thus it is helpful when implementing OFDM technique in satellite communication system.

A Study on the Implementation of Channel Simulator for Mobile Communications

김재명,이상천,박한규,Kim, Jae Moung,Lee, Sang Cheon,Park, Han Kyu The Institute of Electronics and Information Engin 1987 전자공학회논문지 Vol.24 No.3

In this study, the Rayleigh fast fading simualtors encountered in channel modelling of mobile radio have been implemented and evaluated. Two models used for the fading environment were frequency composition of phase modulated signals and shaping spectrum of noise sources with filters. The spectrum chosen for our purpose is appropriate to an omnidirectional antenna. From results of the experiment with various parameters, we have obtained satisfying results which are closely agreed to theoretical values.

신체 외부 통신에서 MHP 펄스와 터너리 코드를 이용한 다중접속 기법

심재준 ( Jae-joon Shim ),황재호 ( Jae-ho Hwang ),김재명 ( Jae-moung Kim ) 한국인터넷정보학회 2011 인터넷정보학회논문지 Vol.12 No.1

본 논문에서는 신체 외부 고속 통신을 위한 UWB-IR(Ultra Wide Band-Impulse Radio)을 알아보고 다중 접속 시 발생하는 간섭을 완화하고 전송 효율을 높이기 위해 MHP(Modified Hermite Polynomial)펄스와 터너리 코드를 이용한 다중접속 기법을 제안한다. 상호 직교성을 가지는 MHP 펄스와 터너리 코드를 이용하여 신호를 전송할 경우, 신체 외부 고속 및 저속 통신에서 다중접속 시 발생하는 다중 사용자 간섭을 완화하고 다중 사용자간의 신호 구분이 가능하다. 신호 심볼구조에서 MHP 펄스와 터너리 코드 그리고 시간도약 구간을 설정하여 동기식과 비동기식 고속전송 그리고 동기식과 비동기식 저속전송의 경우에서 최적의 전송기법을 찾고 검증한다. 시뮬레이션을 통해 동기식 구조에서 MHP 펄스를 이용하여 전송한 경우 가우시안 펄스를 사용한 경우보다 2~3dB 향상됨을 확인하였다. 또한 비동기식 구조에서의 신호충돌을 회피하기 위해 터너리 코드를 사용하여 전송하여 향상된 다중접속 기법을 확인하였다. In this paper, we propose a multiple access scheme using MHP(Modified Hermite Polynomial) pulse and ternary code for high-data and low-data rate for Out-body WBAN(Wireless Body Area Network). To satisfy the requirement of WBAN system, UWB-IR has been considered as a promising candidate for Out-body WBAN. The proposed multiple access scheme, using orthogonal MHP pulse and ternary code sets, reduces multi-user interference and distinguishes user signal from multi-user signals. We propose two algorithms for synchronous and asynchronous WBAN system. The symbol is constructed by MHP pulses and time hopping duration to reduce multi-user interference in the synchronous WBAN system. The symbol also is constructed by ternary code to avoid collision between pulse trains in the asynchronous WBAN system. The results of the proposed multiple access scheme show a clear improvement of BER.

적응된 전력 할당 기법을 이용한 준직교코드의 성능 분석

김영환,김재명,Kim Young-Hwan,Kim Jae-Moung 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.1a

송신 안테나의 개수가 2개보다 많아질 경우, 복소 직교 코드를 이용해 최대 다이버시티와 최대 전송률을 동시에 제공할 수 없다. 이들을 동시에 제공하기 위해 간단한 간섭 제거 기법과 송신 전력 할당 기법이 제안되었다. 하지만 전자의 경우 잡음을 증가시키는 단점을 가지고 있고, 후자의 경우 잡음 없이 최대 다이버시티와 최대 전송률을 제공하지만, 채널 간 페이딩 레벨의 차이가 심한 환경에서 인접 채널에 의한 간섭이 증가하는 단점을 가진다. 본 논문에서는 각 채널 간 페이딩 레벨의 차이가 심한 채널 환경에서 채널의 상태정보를 이용하여, 높은 전력으로 전송해 준 신호들의 신뢰도를 높이고, 이들을 이용하여 낮은 전력으로 전송된 신호들을 복호해 냄으로써 신호 복호과정에서 발생하는 추정오차를 줄이는 기법을 제안하고, 송신 다이버시티 시스템의 성능 향상을 꾀한다. It is impossible to provide full diversity and full rate simultaneously using more than two transmit antennas in transmit diversity system. To do this, simple interference cancellation scheme and transmit power allocation scheme have been proposed, recently. But the former has increased noise power and the latter has increased interference which is induced by other channel in fading channel. In this paper, we propose an adaptive transmit power allocation algorithm to minimize the estimation error in the channel environments which have different fading levels each other and to improve the system performance.

Cognitive UWB System을 이용한 효율적인 주파수 공유

황재호(Jae-Ho Hwang),손성환(Sung-Hwan Shon),최규진(Gyu Jin Choi),김재명(Jae-Moung Kim) 한국통신학회 2006 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.11

인지무선 시스템의 상관채널에서 공간 상관 행렬 사영을 이용한 안테나 선택기법

조재범(Jae-bum Cho),장성진(Sung-jeen Jang),정원식(Won-Sik Jung),김재명(Jae-moung Kim) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.1A

최근에 인지무선시스템에서 부사용자의 성능을 향상시키기 위해서 다중 안테나 기술을 사용하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이런 다중 안테나 시스템에서는 안테나 수가 증가할수록 복잡성이나 시스템 가격 등의 문제가 발생한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 이용 가능한 안테나의 부분집합을 찾아 일부 안테나만 사용하는 안테나 선택기법이 사용된다. 본 논문에서는 IEEE 802.11n을 기반으로 시스템을 구축하였으며 인지무선 시스템의 상관채널에서의 안테나 선택기법을 제안한다. 수신 안테나보다 송신안테나가 많은 다중안테나 시스템을 고려하여 송신안테나를 수신안테나와 같은 수로 선택하여 준다. 안테나 선택에서 모든 안테나 조합을 고려하는 것은 비현실적이다. 따라서 채널 상관 행렬의 벡터 사영 값을 이용한 크기 값을 안테나 선택 기준으로 해준다. 이 알고리즘은 우선사용자에게 미치는 간섭은 줄여주면서 부사용자의 통신 성능은 향상시켜준다. Recent work has been shown that cognitive radio systems with multiple antenna at both transmitter and receiver are able to improve performance of secondary users. In such system, the main drawback is the increased complexity and raised cost as the number of antennas increase. It is desirable to apply antenna selection which select a subset of the available antennas so as to solve these problems. In this paper, we consider antenna selection method for cognitive radio systems in correlated channel from the IEEE 802.11n. For a multiple-input multiple-output(MIMO) system with more antennas at transmitter than the receiver, we select the same number of transmit antennas as that of receive antennas. The exhaustive search for optimal antenna becomes impractical. We present criterion for selecting subset in terms of projection of channel correlation vector to increase performance of secondary user with decreasing interference at primary user.

LR-WPAN용 PPM 변조방식을 이용하는 UWB 송수신기 성능 분석

황재호(Jae-Ho Hwang),임동국(Dong-Guk Lim),손성환(Sung-Hwan Shon),김재명(Jae-Moung Kim) 한국통신학회 2006 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.7

A Study on the PAPR Reduction by Hybrid Algorithm Based on the PTS and GS Technique

조자빈,김영환,김재명,Zhao Zi-Bin,Kim Young-Hwan,Kim Jae-Moung The Korea Institute of Information and Commucation 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.2A

Multicarrier systems has major shortcomings due to the large numbers of subcarrier. One of the shortcomings is the high peak-to-average power ratio(PAPR), which causes nonlinearity distortion in the transmitter, and degrades the performance of the system significantly. Partial transmit sequence(PTS) is one of the best approaches that can significantly improve the statistics of the PAPR of an orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) signal. Guided scrambling(GS) is an extension of self-synchronizing scrambling. It is also capable of guiding the scrambling process to produce a balanced encoded bit stream. In this paper, we propose a sub-optimal algorithm to optimize the phase factor in PTS. In addition, we integrate GS coding with this method. The proposed Hybrid algorithm can get much more PAPR reduction at the expense of incur a few error extension and do not require transmission of side information.

MB-OFDM 시스템에서 Packet Synchronization Sequence를 사용한 채널추정 방식

손성환,이경탁,김재명,Shon Soung-Hwan,Lee Kyung-Tak,Kim Jae-Moung 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.12A

This paper, we propose a new channel Estimation method for MB-OFDM(Multi-Band OFDM) system that is suggested as one of standards in IEEE 802.15 TG3a for high data rate(110Mbps${\~}$480Mbps) WPAN system. The proposed method uses correlation characteristic of the PS(Packet Synchronization) sequence for timing synchronization. It can reduce the influence of noise compared with the conventional algorithm which based on LS(Least square) algorithm is redundancy without using the CE(Channel Estimation) Sequence for channel Estimation. We simulate both conventional method and proposed method for performance analysis in S-V channel environment which proposed by IEEE 802.15.3a. Simulation results show the proposed algorithm outperforms conventional algorithm about 1${\~}$1.5dB of Eb/NO. 본 논문에서는 고속의 데이터 전송률(110Mbps${\~}$480Mbps)을 갖는 WPAN을 위해 IEEE802.15 TG3a의 표준안 중 하나로 제안된 MB-OFDM(Multi-Band OFDM) 시스템을 위한 새로운 채별 추정 기법을 제안한다. 제안한 추정기법은 타이밍 동기 등을 위해서 제시하고 있는 PS(Packet Synchronization)신호의 상관특성을 사용한 것으로 기존 LS(Least Square) 기반의 채널 추정 방법에 비해 잡음의 영향을 줄일 수 있는 장점이 있으며 채널 추정을 위해 만들어진 CE(Channel Estimation)신호를 사용하지 않아도 되기 때문에 프리엠블로 제시된 심볼의 수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 성능분석을 위해 IEEE802.15 TG3a에서 제시하고 있는 S-V 채널하에서 기존의 방법과 제안한 채널추정 방법을 컴퓨터 모의실험 하였으며 그 결과 Eb/N0에서 약 1${\~}$1.5dB 정도의 성능을 향상시킬 수 있었다.

비대칭 필터 구조를 이용한 적응형 선형 채널 등화기

한종영,임동국,김재명,Han, Jong-Young,Lim, Dong-Guk,Kim, Jae-Moung 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.9a

ISI is caused by delay spread in the multipath channel environment. There are two kinds of channel equalizer: Linear and Non-Linear type according to the structures. In this paper, we propose an improved adaptive linear equalizer to mitigate ISI. The proposed adaptive equalizer is constructed by using asymmetrical Dsmvenu filter based on USE sub-optimal receiver. Asymmetrical structure of the transversal filter is realized by moving the main tap position from center to side. If this structure is used, we can divide ISI to precusor and postcusor. As a result the proposed equalizer has a larger extended compensation range than conventional adaptive linear equalizer. In computer simulation, we compare the bit error rate performance of the proposed linear equalizer with the conventional one on the S-V channel which is modeled for WB systems. 다중경로 무선 채널 환경에서 지연확산에 따른 ISI를 제거하기 위한 등화기는 그 구조에 따라 선형과 비선형 구조로 구분할 수 있다. 본 논문은 ISI제거 성능이 개선된 적응형 선형 등화기를 제안한다. 제안된 등화기는 준 최적의 수신기인 MMSE 기반의 적응 등화기로써, 비대칭적인 구조의 등화 필터로 구성된다. 등화 필터의 비대칭적인 구조는 기준 탭을 필터 중앙으로부터 측면으로 이동시켜 구현하며, 이러한 구조는 precusor ISI와 postcusor ISI의 분리 제거를 가능하게 하여 기존의 선형 적응 등화기에 비해 향상된 ISI 제거 범위를 갖게 된다. UWB 시스템의 채널 모델인 S-V 채널에서 컴퓨터 모의실험을 통해 기존의 선형 적응 등화기와 제안된 등화기의 비튜오류율 성능을 비교한다.