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낮은 계산 복잡도를 갖는 마이크로 유전자 알고리즘 기반의 PTS 기법
공민한(Min Han Kong),송문규(Moon Kyou Song) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.6C
전송 신호의 높은 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)은 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 주된 문제점중의 하나이다. PTS (Partial Transmit Sequences) 기법은 OFDM 신호의 PAPR의 통계를 개선하는 기법이다. 그러나 PTS 기법에서 위상 가중치의 선택을 위한 계산 복잡도는 서브블록의 수에 따라 지수적으로 증가한다. 본 논문에서는 μ-GA (micro-Genetic Algorithm) 기반의 위상 가중치 탐색 알고리즘을 적용한 낮은 계산 복잡도를 갖는 PTS 기법을 제안한다. 위상 가중치의 탐색은 랜덤하게 생성한 5 개체의 개체군으로부터 시작한다. 이 중에서 적합도가 가장 큰 엘리트와 토너먼트 선택 방법에 의해 나머지 4 개체를 선택하고 교배 연산을 통해 다음 세대를 구성한다. 만일 생성된 세대가 수렴한다면 엘리트를 제외한 나머지 개체를 다시 랜덤하게 생성한다. 일정 세대 이상 PAPR이 개선되지 않거나 사전에 정해진 최대 세대수까지 진행하면 탐색을 종료한다. 제안하는 PTS 기법의 성능을 평가하기 위해 PAPR의 CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function)를 이전의 PTS 기법과 비교한다. The high peak-to-average power ratio (PAPR) of the transmitted signals is one of major drawbacks of the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). A partial transmit sequences (PTS) technique can improve the PAPR statistics of OFDM signals. However, in a PTS technique, the search complexity to select phase weighting factors increases exponentially with the number of sub-blocks. In this paper, a PTS technique with low computational complexity is presented, which adopts micro-genetic algorithm (μ-GA) as a search algorithm. A search on the phase weighting factors starts with a population of five randomly generated individuals. An elite having the largest fitness value and the other four individuals selected through the tournament selection strategy are determined, and then the next generation members are generated through the crossover operations among those. If the new generation converges, all the four individuals except the elite are randomly generated again. The search terminates when there has been no improvements on the PAPR during the predefined number of generations, or the maximum number of generations has been reached. To evaluate the performance of the proposed PTS technique, the complementary cumulative distribution functions (CCDF) of the PAPR are compared with those of the conventional PTS techniques.
OFDM 신호의 PAPR 감소를 위한 낮은 계산 복잡도를 갖는 PTS 기법
공민한(Min Han Kong),송문규(Moon Kyou Song) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.1
전송 신호의 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 주된 문제점중의 하나이다. PTS (Partial Transmit Sequences) 기법은 OFDM 신호의 PAPR의 통계를 개선하는 기법이다. 그러나 PTS 기법에서 위상 가중치의 선택을 위한 계산 복잡도는 서브블록의 수에 따라 지수적으로 증가한다. 본 논문에서는 위상 가중치 값의 제한이 없고 탐색을 위해 부가적인 연산이 불필요한 탐색 알고리즘을 제안한다. 제안하는 탐색 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 PAPR의 CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function)와 계산 복잡도를 완전 탐색과 비교한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 탐색 알고리즘은 완전 탐색과 비교할 때 약간의 성능 저하를 가지고 계산 복잡도를 상당히 낮출 수 있음을 보였다. The high peak-to-average power ratio (PAPR) of the transmitted signals is one of the major drawbacks of the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). The partial transmit sequences (PTS) technique can improve the PAPR statistics of the OFDM signals. However, in the PTS technique, the computational complexity to select phase weighting factors increases exponentially with the number of sub-blocks. In this paper, a search algorithm that has no limit on the values of phase weighting factors and requires no additional operations for the search is presented. To evaluate the performance, the proposed search algorithm is compared with the full search algorithm in terms of the complementary cumulative distribution function (CCDF) of the PAPR and the computational complexity. It is shown through simulations that the proposed technique can achieve significant reductions in the computational complexity with little performance degradation compared with the full search algorithm.
소실 복호 기반의 수정된 PTS 기법을 이용한 OFDM 신호의 PAPR 감소
공민한,송문규,Kong, Min-Han,Song, Moon-Kyou 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.8c
본 논문에서는 RS(Reed-Solomon) 부호의 소실 복호를 이용한 수정된 PTS(Partial Transmit Sequences) 기법을 제안한다. 송신기에서 서브블록으로 분할된 RS 부호어의 체크 심볼의 일부만을 위상 가중치에 의하여 위상 천이 한다. 수신기에서 위상 가중치에 의하여 수정된 체크 심볼을 소실로 간주하여 수신 부호어를 복호한다. 이렇게 하여 송신기에서 선택된 위상 가중치에 대한 부가 정보를 전송할 필요가 없어진다. 또한 선택된 위상 가중치에 대한 추정 과정이 불필요하므로 수신기 복잡도가 감소한다. 부가 정보의 전송 에러나 위상 가중치의 추정 에러로 인한 성능 저하도 없다. 제안한 PTS 기법의 성능을 평가하기 위해 PAPR의 CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)와 BER(Bit Error Rate)을 기존의 PTS 기법과 비교한다. In this paper, a modified PTS(Partial Transmit Sequences) technique that uses erasure decoding of RS (Reed-Solomon) codes is presented. At the transmitter, some check symbols in a RS codeword partitioned into subblocks are phase-rotated by phase factors. The receiver decodes received codewords by regarding the phase-rotated check symbols as erasures. Hence, this technique does not need to transmit the side information about the phase factors chosen at the transmitter. The complexity of the receiver is also reduced since the estimation process for the phase factors is not required in the receiver. There is no performance degradation due to the transmission error of the side information or the estimation error of the phase factors. To evaluate the performance of the proposed PTS technique, the CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function) of PAPR and the BER(Bit Error Rate) are compared with those of the conventional PTS techniques.