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직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 최대전력 대 평균전력의 비를 줄이기 위한 연산량이 적은 새로운 선택사상 기법
허석중(Seok-Joong Heo),노형석(Hyung-Suk Noh),노종선(Jong-Seon No),신동준(Dong-Joon Shin) 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.11C
본 논문에서는 직교 분할 주파수 다중화 (이하 OFDM) 시스템에서 최대전력 대 평균전력의 비 (이하 PAPR)를 줄일 수 있는 새로운 선택사상기법 (selected mapping; 이하 SLM) 방법에 대해서 제안한다. 제안된 방법의 PAPR 감소 성능은 기존의 SLM과 동일하게 유지하면서도 연산 복잡도는 크게 감소시킨다. 또한, 본 논문에서는 모의실험을 통하여 IEEE 802.16에 제안된 표준에 근거한 OFDM 시스템을 수식적이고 해석적으로 분석하였다. 2048개의 부반송파를 사용하는 시스템에서 본 논문에서 제안하는 방법을 이용하여 4개의 서로 다른 위상 시퀀스를 생성하여 (U=4) PAPR 감소에 이용하는 경우 기존의 SLM에서 16개의 서로 다른 위상 시퀀스를 이용하여 (U=16) PAPR을 줄이는 경우와 비슷한 PAPR 감소 성능을 가지면서도 연산복잡도는 63.5% 감소되었다. In this paper, we propose a new peak-to-average power ratio (PAPR) reduction scheme of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system, called a modified selected mapping (SLM) scheme, which considerably reduces the computational complexity with keeping the similar PAPR reduction performance compared with the conventional SLM scheme. The proposed scheme is analytically and numerically evaluated for the OFDM system specified in the IEEE 802.16 standard. For the OFDM system with 2048 subcarriers, the proposed scheme with 4 binary phase sequences can reduce the complex multiplications by 63.5% with the similar PAPR reduction compared with the SLM scheme with 16 binary phase sequences.
OFDM 시스템의 Crest 값을 감소하기 위한 SLM 기법의 위상 시퀀스에 관한 연구
임대운,허석중,노종선,정하봉,Lim Dae-Woon,Heo Seok-Joong,No Jong-Seon,Chung Ha-Bong 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.9C
The crest factor distribution of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol sequences is evaluated and it is shown that OFDM symbol sequences with a short period are expected to have a high crest factor. The crest factor relationship between two input symbol sequences, Hamming distance D apart is also derived. Using these two results, we propose two criteria for a phase sequence set of the selected mapping (SLM) scheme and suggest the rows of the cyclic Hadamard matrix constructed from an m-sequence as the near optimal phase sequence set of the SLM scheme. 본 논문은 직교 주파수 분할 다중 반송파 (OFDM) 시스템에서 입력 심볼 시퀀스의 주기와 연관하여 crest 값의 확률 분포를 유도하였고, 이로부터 입력 심볼 시퀀스의 주기가 짧을수록 OFDM 신호가 확률적으로 큰 crest 값을 갖는다는 것을 보인다. 다음으로 해밍 거리가 D인 두 입력 심볼 시퀀스의 crest 값 관계를 유도 한다. 이 두 결과를 이용하여 OFDM 시스템의 crest 값을 감소하기 위한 선택 사상 기법(SLM)에서 사용되는 위상 시퀀스 집합의 두 가지 조건을 제시한다. 마지막으로 m-시퀀스를 순환 이동하여 생성한 순환 하다마드 (cyclic Hadamard) 행렬의 행들로 구성한 집합을 최적에 근사한 위상 시퀀스 집합으로 제안한다.
OFDM 통신 시스템에서 PAPR을 줄이기 위한 적은 계산 복잡도를 갖는 PTS 방법
임대운,허석중,노종선,정하봉,Lim Dae-Woon,Heo Seok-Joong,No Jong-Seon,Chung Ha-Bong 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.9C
본 논문은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 통신 시스템에서 최대 전력 대 평균 전력의 비 (PAPR)를 감소하기 위해서 사용되는 새로운 부분 전송 시퀀스(PTS) 기법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 역 푸리에 변환(IFFT)을 두 부분으로 나누어 실행한다. 첫 번째 부분에서는 IFFT를 중간까지만 수행하여 입력 심볼 시퀀스를 중간 신호 시퀀스로 변환한다. 두 번째 부분은 중간 신호 시퀀스를 여러 개의 서브 시퀀스로 분할한 후 각각에 대해서 나머지 IFFT를 완료하고 PAPR을 감소하기 위한 위상 벡터를 선택한다. 본 논문에서 제안하는 PTS 기법은 기존의 PTS 기법과 유사한 PAPR 감소 성능을 보이지만 계산 복잡도를 감소시킨다. In this paper, we introduce a new partial transmit sequence (PTS) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme with low computational complexity. In the proposed scheme, $2^n$-point inverse fast Fourier transform (IFFT) is divided into two parts. An input symbol sequence is partially transformed using the first l stages of IFFT into an intermediate signal sequence and the intermediate signal sequence is partitioned into a number of intermediate signal subsequences. Then, the remaining n - l stages of IFFT are applied to each of the intermediate signal subsequences and the resulting signal subsequences are summed after being multiplied by each member of a set of W rotating vectors to yield W distinct OFDM signal sequences. The one with the lowest peak to average power ratio (PAPR) among these OFDM signal sequences is selected for transmission. The new PTS OFDM scheme reduces the computational complexity while it shows almost the same performance of PAPR reduction as that of the conventional PTS OFDM scheme.
직교 주파수 분할 다중화 시스템의 최대전력 대 평균전력의 비 감소를 위한 비트 선택사상 기법
김규홍(Kyu-Hong Kim),노형석(Hyung-Suk Noh),허석중(Seok-Joong Heo),노종선(Jong-Seonh No),신동준(Dong-Joon Shin) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.6C
선택사상기법(selected mapping; SLM)은 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing; OFDM) 시스템에서 최대전력 대 평균전력의 비 (peak to average power ratio; PAPR)를 감소시키는 잘 알려진 기법이다. 본 논문에서는 SLM 기법의 전송 후보 시퀀스를 발생시키는 새로운 방법을 제안한다. 기존의 SLM 기법은 M-ary 심볼의 위상을 회전시켜 전송 후보 시퀀스를 발생 시키지만, 제안된 방법은 원 신호의 이진 데이터에 m-시퀀스를 곱하여 전송 후보 시퀀스를 발생시킨다. 제안된 방법의 PAPR 감소 성능은 기존의 SLM에 비해 우수하였고, 모의실험 결과로부터 적은 수의 부 반송파를 사용하는 시스템에서 더 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다. Selected mapping is well-known scheme for peak to average power ratio(PAPR) reduction in orthogonal frequency multiplexing(OFDM) systems. In this paper, we proposed a new scheme for generating a set of candidate transmission sequences. In conventional SLM, candidate sequences were generated by rotating the phases of the frequency domain OFDM M-ary symbols but in proposed scheme, candidate sequences are generated by multiplying the m-sequences with data in bit format of OFDM signals. Computer simulation results show that, as compared to the conventional SLM scheme, the proposed approach has better PAPR reduction performance and especially in case of OFDM systems which has small number of subcarriers has better performance than large ones.