Adaptive Channel Attenuation Compensation Scheme for Minimum PAR in Satellite OFDMA Downlink

위성 OFDMA Downlink에서 PAR을 최소화 하기 위한 사용자 부채널 할당 및 채널 보상 기법

We investigate the adaptive channel attenuation compensation of satellite OFDMA downlink users for minimum PAR (Peak to Average power Ratio), which is one of the main challenging issues in satellite OFDMA application. First, we analyze and compare PAR performances of two main different channel attenuation compensation schemes for OFDMA, i.e., PC-OFDMA (power control OFDMA) and AMC-OFDMA (Adaptive Modulation and Coding). While AMC-OFDMA maintains the constant transmission powers through entire user data subcarriers, PC-OFDMA has non-uniform subcarrier transmission powers because subcarrier powers are separately controlled to compensate each user's sub-channel attenuation. We newly found the fact that non-uniform subcarrier power in PC-OFDMA achieves rather reduced PAR compared to AMC-OFDMA and the amount of reduction becomes larger as the power differences among subcarriers increase. Also, there is an additional PAR reduction in PC-OFDMA by optimizing subcarrier grouping scheme for user's sub-channelization.

본 논문에서는 위성 OFDMA 하향링크에서 PAR을 최소화하기 위한 최적의 사용자 채널 보상기법을 제안한다. 위성 OFDMA 시스템에서는 사용자의 채널 환경에 따른 성능의 저하를 극복하기 위해 사용자의 채널 환경에 따라 전력을 제어하는 PC-OFDMA(Power Control OFDMA) 방식과 변조방식과 코딩방식을 제어하는 AMC-OFDMA(Adaptive Modulation and Coding) 방식을 사용한다. 사용자의 채널 환경에 따라 사용자 부채널(부반송파 그룹)별로 전력을 제어하는, 즉 채널이 좋지 않을 경우 더 큰 출력으로 송신하고 반대의 경우 작은 출력을 송신하는 PCOFDMA와 채널의 상태가 좋지 않은 경우 낮은 변조율과 강한 코딩을 사용하거나 채널이 좋을 경우 데이터율을 높이기 위해 높은 변조율과 약한 코딩을 사용하는 AMC-OFDMA의 PAR 성능을 비교 분석하였다. AMC-OFDMA에서는 변조방식과 부호방식으로 사용자 채널감쇠를 보상하므로 부반송파의 송신전력이 균일하지만 PC-OFDMA의 경우 사용자 부채널별로 전력을 제어하므로 전체 부반송파의 송신전력이 균일하지 않는 특성이 있는데, 부반송파의 불균등 전력은 OFDMA 송신신호의 PAR을 감소시키는 현상을 발견하였다. 또한 PC-OFDMA 방식 중에서 사용자 부채널을 이루는 부반송파의 할당방식에 따라서도 PAR 성능의 차이가 존재함을 보였다.