Selective Mapping of Partial Tones (SMOPT) Scheme for PAR Reduction in OFDM Systems

OFDM 시스템에서 PAR을 줄이는 SMOPT 기법

  • 유승수 (건국대학교 전자공학부) ;
  • 윤석호 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 김선용 (건국대학교 전자공학부) ;
  • 송익호 (한국과학기술원 전자전산학과)
  • Published : 2005.04.01

Abstract

An orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system consists of a number of independently modulated subcarriers and, thus, a high peak-to-average power ratio (PAR) can occur when the subcarriers are added coherently. The high PAR brings such disadvantages as an increased complexity of the analog-to-digital (ADC) and digital-to-analog (DAC) converters and a reduced efficiency of the radio frequency (RF) power amplifier. In this paper, we propose a novel PAR reduction scheme called selective mapping of partial tones (SMOPT). The SMOPT scheme has a reduced complexity, lower sensitivity to peak reduction tones (PRT) positions, and a shorter processing time as compared with the conventional tone reservation (TR) scheme. The performance of the SMOPT scheme is analyzed based on the IEEE 802.1la wireless local area network(WLAM) physical layer model. Numerical results show that the SMOPT scheme outperforms the TR scheme under various scenarios.

직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 시스템은 여러 부 반송파를 사용해 정보를 전송하기 때문에 각 부 반송파가 동위상으로 겹치면 최고 대 평균 전력 비율이 (peak-to-average power ratio: PAR) 커진다. 이 논문에서는 최고 줄임 톤을 (peak reduction tone: PRT) 사용한 PAR 감소 기법 가운데 하나로 부분 톤 선택 사상 (selective mapping of partial tones: SMOPT) 기법을 제안한다. 제안한 SMOPT 기법은 반복 수렴 알고리즘을 사용한 기존의 톤 예약 (tone reservation: TR) 기법보다 적은 복잡도로 구현이 가능하고, 최고 감소 부 반송파 위치에 덜 민감하다. 또한 병렬 구성이 가능하여 알고리즘 수행 시간을 단축 할 수 있다. 이 논문에서는 이를 검증하기 위해 두 가지 사례에 대한 모의실험 환경을 구성하고, 이에 따른 복잡도와 첨두 감소 부 반송파 위치, 그리고 송신 전력에 따른 PAR 감소 성능과 비트 오류율 (bit error rate: BER) 성능을 비교 분석한다.

Keywords

References

  1. R. Prasad and R. V. Nee, OFDM for Wireless Multimedia Communications, Artech House, Boston, 2000
  2. J. Telledo and J. M. Cioffi, 'Efficient algorithms for reducing PAR in multicarrier systems,' Proc. of IEEE International Symposium on Information Theory, pp. 191, Cambrige, MA, 1998 https://doi.org/10.1109/ISIT.1998.708789
  3. S. E. Park, S. R. Yun, J. Y. Kim, D. S. Park, and P. Joo, 'Tone reservation method for PAPR reduction scheme,' IEEE802. 16e-03/60r1, 2003.
  4. 유승수, 윤석호, 김선용, 'OFDM 시스템의 PAR 감소를 위한 SMOPT 기법,' 한국통신학회 추계종합학술대회, 337쪽, 대전, 2004년
  5. D. Z. Du and K. I. Ko, Theory of Computational Complexity, John Wiley and Sons, New York, 2000
  6. L.I. Kronsjo, Algorithms Their Complexity and Efficiency, John Wiley and Sons, Chichester, England, 1979
  7. 박철훈, 송익호, 남동경, 확률과정, 생능출판사, 69-134쪽, 2004년