한국전자파학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)

  • 제21권1호
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  • Pages.1-7
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  • 2010
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  • 1226-3133(pISSN)
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  • 2288-226X(eISSN)
한국전자파학회 (The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)
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PAPR 감소와 효과적 채널 추정을 위한 SC-FDMA 통신 시스템의 파이럿 배치 방법

Pilot Assignment Method for the PAPR Reduction and Effective Channel Estimation in the SC-FDMA Communication System

  • 안동건 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ;
  • 유흥균 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부)
  • An, Dong-Geon (School of Electrical and Computer Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Ryu, Heung-Gyoon (School of Electrical and Computer Engineering, Chungbuk National University)
  • 발행 : 2010.01.31
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초록

SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 통신 시스템에서 채널 추정을 위한 파일럿은 CAZAC 시퀀스를 이용하여 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 낮추는 방식을 사용한다. 그런데, 채널 추정을 위한 파일럿이 블록 타입으로 전송되므로, 수신단에서 파일럿 블록 사이의 여러 OFDM 심볼들은 시간 영역에서의 보간법을 시용하여 채널 추정하여야 하므로 매우 복잡하고 처리 시간이 길어질 수 있다. 또한 심한 fast fading 채널에서는 이러한 문제점이 더욱 커진다. 한편, 효과적인 고속 채널 추정을 위하여 OFDM 심벌 단위로, 주파수 영역에서 보간법을 수행하는 comb 타입의 파일럿을 사용하게 되면 OFDM 신호의 PAPR이 다시 높아지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 PAPR 감소와 효과적 채널 추정이 가능한 comb 타입의 파일럿을 배치 방법을 연구하였다. 이를 위하여 CAZAC 행렬 변환된 OFDM 신호에 comb 타입의 파일럿을 배치하고, 추가로 SLM 기법을 사용하였다. 그러나 기본적인 SLM(Selected Mapping) 기법은 위상 회전에 관한 부가 정보 전송이 필요하기 때문에 대역폭의 손실을 가져온다는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 파일럿은 SLM 위상 시퀀스와 곱해지지 않으며, SLM 위상 회전 시퀀스에 따라 서로 다른 파일럿을 신호에 삽입하여, 부가 정보를 사용하지 않고 대역폭의 손실이 없는 개선형 SLM 기법을 연구하였다. 시뮬레이션 결과, 4개의 위상 회전 시퀀스를 갖는 SLM을 사용하였을 때, 파일럿 삽입으로 인해 높아진 신호의 PAPR을 원래 수준과 비슷한 성능으로 감소되는 것을 알 수 있다.

PAPR of the pilot symbols can be reduced down by the CAZAC sequence in the SC-FDMA communication system. However, it is very complicated and takes quite a long time to compute the interpolation between the OFDM information symbols for the channel estimation because the pilot data are trasmitted in the block type. Furthermore, situation will be much more serious in the severe fading channel. Actually the pilot insertion of the comb type is much efficient and convenient for the channel estimation since the calculation of the interpolation can be made in the frequency domain symbol by symbol. But, the PAPR will be regrown when the pilot data are inserted with the information data in the comb type. So, in this paper, we like to study the PAPR reduction and comb type pilot assignment for the efficient channel estimation. Unlike the conventional SLM(selected mapping) method requiring the side information, our improved SLM method is to use the phase rotation sequence into information data without rotating phase of pilot. We use different pilot data according to the different phase rotation sequence. From the simulation result, it can be confirmed that when SLM method of 4 phase rotation sequence is used, PAPR is almost same to the block type method without pilot.

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참고문헌

  1. J. A. C. Bingham, "Multi-carrier modulation for data transmission: an idea whose time has come", IEEE Communications Magazine, vol. 28, no. 5, pp. 5-14, May 1990. https://doi.org/10.1109/35.54342
  2. P. Ramjee, OFDM for Wireless Communications Systems, Artech House, Incorporated, 2000.
  3. S. Coleri, M. Ergen, A. Puri, and A. Bahai, "Channel estimation techniques based on pilot arrangement in OFDM systems", IEEE Trans. Broadcaing, pp. 223-229, Sep. 2002. https://doi.org/10.1109/TBC.2002.804034
  4. Ahmad R. S. Bahai, Burton R. Saltzberg, and Mustafa Ergen, Multi-Carrier Digital Communications Theory and Applications of OFDM, Springer Science+Business Media LLC, 2004.
  5. Runhe Qiu, Zhongli Wu, and Shan Zhu, "A novel PAPR reduction method in OFDM systems by using CAZAC matrix transform", Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, Wi-COM '08. 4th International Conference, pp. 1-4, Oct. 2008. https://doi.org/10.1109/WiCom.2008.197
  6. R. Bauml, R. Fischer, and J. Huber, "Reducing the peak-to-average power ratio of multicarrier modulation by selected mapping", Electron. Lett., vol. 32, no. 22, pp. 2056-2057, Oct. 1996. https://doi.org/10.1049/el:19961384
  7. Sang-Woo Kim, Jin-Kwan Kim, and Heung-Gyoon Ryu, "A comuptational complexity reduction scheme using Walsh Hadamard sequence in SLM method", IEEE Communications, Circuits and Systems Proceedings, 2006 International Conference on, vol. 2, pp. 762-766, Jun. 2009. https://doi.org/10.1109/ICCCAS.2006.284765
  8. H. Ochiai, H. Imai, "OFDM-CDMA with peak power reduction based on the spreading sequences", IEEE ICC 98, pp. 1299-1303, Atlanta, Jun. 1998. https://doi.org/10.1109/ICC.1998.683035
  9. S. Boyd, "Multitone signals with low crest factors", IEEE Trans. Circuits Syst., vol. CAS-33, no. 10, Oct. 1986. https://doi.org/10.1109/TCS.1986.1085837
  10. K. Okawa, F. Adachi, "Orthogonal forward link using orthogonal multi-spreading factor codes for coherent DS-CDMA mobile radio", IEICE Trans. Commun., vol. E81-B, no. 4, Apr. 1998.
  11. C. Tellambura, "Computation of the continuous-time PAR of an OFDM signal with BPSK subcarriers", IEEE Commun. Lett., vol . 5, no. 5, May pp. 185-187, 2001. https://doi.org/10.1109/4234.922754
  12. Seung Hee Han, Jae Hong Lee, "An overview of peak-to-average power ratio reduction technique for multicarrier transmission", IEEE Wireless Comm., vol. 12, pp. 56-65, Apr. 2005. https://doi.org/10.1109/MWC.2005.1421929