• 한국전자파학회논문지
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• 제26권12호
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• pp.1091-1099
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• 2015

5세대 이동통신을 위한 후보 변조기술들로 다수의 부반송파를 사용하는 UFMC(Universal-Filtered Multi-carrier) 및 FBMC(Filter Bank Multi-carrier)가 주목받고 있다. 그러나 이러한 변조기술들은 다수의 부반송파 신호의 중첩으로 인하여 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 특성을 갖는다. 본 논문은 5세대 이동통신을 위한 후보 변조기술들의 PAPR 문제를 해결하기 위하여 DFT(Discrete Fourier Transform) spreading 기법을 응용한 DFT-s(spreading)-UFMC 및 DFT-s-FBMC 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템들의 PAPR 성능을 비교 평가하기 위하여 기존의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), UFMC, FBMC, DFT-s-OFDM 시스템과 제안하는 DFT-s-UFMC, DFT-s-FBMC 시스템을 설계하고, 시뮬레이션을 통해 신호 특성 확인과 PAPR 성능 평가 및 비교 분석을 수행하였다. 시뮬레이션의 결과로 DFT-s-OFDM과 같이 UFMC 및 FBMC에 DFT spreading 기법을 응용할 경우, 기존의 시스템 대비 각각 OFDM은 2.7 dB, UFMC는 2.8 dB, FBMC는 1.1 dB 정도 PAPR 성능이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권4호
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• pp.415-423
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• 2016

높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)은 HPA(High Power Amplifier) 비선형성에 의해 시스템의 성능을 열화 시키고, 스펙트럼의 OOB(Out-of-Band) 전력을 향상시키는 문제의 원인이 된다. 5세대 이동통신 시스템을 위한 후보변조기술로 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier) 및 FBMC(Filter Bank Multi-Carrier) 시스템이 있다. 본 논문에서는 PAPR 저감 기법으로 잘 알려진 DFT-s(Discrete Fourier Transform Spreading) 기법을 각 시스템에 적용하고, 비선형 HPA 환경에서 각각의 성능에 대하여 비교분석하였다. 우선, 본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), UFMC, FBMC 시스템에 대해서 설명을 하며, 각 시스템에 DFT spreading 기법을 적용한 DFT-s-OFDM, DFT-s-UFMC, DFT-s-FBMC 시스템에 대해 설명한다. 본 논문에서는 비선형 모델로 Saleh 모델을 사용하였으며, 다양한 강도의 HPA 비선형성을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, OFDM 및 UFMC 시스템의 경우 PAPR을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, FBMC의 경우 PAPR 저감은 이루어지나 그 효과가 크지 않음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권8호
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• pp.725-734
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• 2016

5세대 이동통신 시스템에서 스펙트럼 효율을 향상시키기 위한 새로운 후보 변조기술들이 제안되고 있다. 후보 변조기술로 다중반송파 기반의 UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier), FBMC(Filter Bank Multi-Carrier)가 큰 주목을 받고 있으며, 최근 저복잡도 처리가 가능한 W(Weighted)-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템 또한 주목받고 있다. 본 논문에서는 기본적인 OFDM 시스템과 함께 UFMC, FBMC, W-OFDM 시스템에 HPA(High Power Amplifier) 비선형 특성이 고려되었을 경우, 각 시스템의 스펙트럼 특성과 BER(Bit Error Rate) 특성을 종합적으로 평가하여 보다 유력한 시스템을 찾는다. 시뮬레이션 결과로, 동일한 비선형 HPA 환경에서는 UFMC, FBMC, W-OFDM 시스템이 모두 유사한 스펙트럼 특성과 BER 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이러한 이유로 비선형 HPA 환경에서는 시간영역에서 저복잡도의 Windowing 처리만을 요구하는 W-OFDM 시스템이 다른 시스템에 비하여 유리함을 확인할 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권6호
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• pp.3-14
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• 2016

최근 5G 모바일 통신 시스템에서 요구하는 KPI(Key Performance Indicator)를 만족시키기 위해 새로운 Waveform 연구가 활발하게 진행되고 있다. 연구 중인 차세대 Waveform 중 OOB의 전력을 획기적으로 감소시킬 수 있는 기술로 UFMC 및 FBMC가 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 OFDM, UFMC, FBMC 각 시스템의 HPA 비선형성에 대한 특성을 스펙트럼 및 BER 성능 측면에서 평가하고 분석한다. 각 시스템을 설계한 후 HPA 선형 및 비선형 조건에 대한 스펙트럼 및 BER 특성을 평가해본 결과, HPA 비선형 특성이 증가할수록 OFDM, UFMC, FBMC 신호 모두 OOB의 전력 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있으며 FBMC가 가장 큰 폭으로 OOB의 전력이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한 BER 성능 측면에서 보면 HPA 비선 형성이 증가할 때, 모든 시스템의 성능이 열화 되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 논문에서는 실제 시스템을 구현할 때, HPA 비선형성에 의해서 BER 성능 및 OOB 전력 특성이 열화되어 유사한 특성을 갖게 되므로, 낮은 복잡도와 고속 처리를 할 수 있는 시스템이 유리하다는 것을 확인할 수 있다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.391-403
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• 2016

FBMC/OQAM(Filterbank multicarrier on offset-Quadrature Amplitude Modulation) 시스템은 기존 OFDM/QAM(Orthogonal frequency division multiplexing on Quadrature Amplitude Modulation) 시스템의 보호 구간인 CP(Cyclic Prefix) 사용으로 인한 데이터 전송 효율 저하가 발생하지 않는 다중 반송파 전송 시스템이다. 하지만 주파수 선택적인 채널 상황에서 주파수 축 단일 탭 등화 방식을 사용하는 경우 OFDM/QAM 시스템에 비해 수신 성능 열화가 발생한다. 본 논문에서는 FBMC/OQAM 시스템의 반복적인 채널 추정 및 등화 기법을 제안한다. 제안된 기법을 통해 주파수 선택적인 채널 상황에서 OFDM/QAM 시스템의 주파수 축 단일 탭 등화 방식과 견주어 수신 성능이 크게 떨어지지 않음을 컴퓨터 모의실험을 통해 검증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권8호
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• pp.3672-3688
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• 2016

The nonorthogonality between the real and imaginary FBMC/OQAM modulated signals complicates the channel estimation (CE) process, and conventional OFDM CE methods cannot be directly applied to FBMC/OQAM. The conventional preamble-based CE schemes in FBMC/OQAM systems are mainly based on the interference approximation method (IAM) to improve the estimation performance. In this paper, we develop a novel preamble structure to improve the CE performance. We exploit the symmetry pattern to cancel interference and take into account the interference weights in this symmetric structure. The conventional preamble and the proposed preamble are compared via simulations in the IEEE 802.22, 3GPP Vehicular A and Pedestrian A channels. Numerical simulation results demonstrate that the proposed preamble can achieve better bit error ratio (BER) and mean squared error (MSE) performance under the three channel models considered.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.230-233
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• 2014

현재 다양한 통신 표준에서 채택되고 있는 OFDM 시스템에 비해 주파수를 더욱 효율적으로 이용해야 하는 요구가 증가함에 따라 FBMC/OQAM 시스템이 주목을 받고 있다. 수신단에서 알고 있는 파일럿 심볼을 이용한다는 관점에서 FBMC/OQAM 시스템에서의 채널 추정 방식은 OFDM의 채널 추정 방식과 유사하지만 FBMC/OQAM 시스템의 고유한 간섭으로 인해 OFDM 시스템의 채널 추정 방식에 비해 추가적인 기법이 필요하다. 이러한 간섭에 대처할 수 있는 방법으로 보조 파일럿을 사용하는 방법에 대해 알아보고, 연속적인 파일럿 패턴에 적용하는 데 제한이 있는 보조 파일럿 방식에 대해 간섭을 상쇄할 수 있는 기법을 적용한 후 성능을 측정하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권6호
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• pp.2479-2484
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• 2018

The filter bank multicarrier modulation (FBMC) technique is one of multicarrier modulation technique (MCM), which is mainly used to improve channel capacity of cognitive radio (CR) network and frequency spectrum access technique. The existing FBMC System contains serial to parallel converter, normal QAM modulation, Radix2 inverse FFT, parallel to serial converter and poly phase filter. It needs high area, delay and power consumption. To further reduce the area, delay and power of FBMC structure, a new clock gating technique is applied in the QAM modulation, radix2 multipath delay commutator (R2MDC) based inverse FFT and unified addition and subtraction (UAS) based FIR filter with parallel asynchronous self time adder (PASTA). The clock gating technique is mainly used to reduce the unwanted clock switching activity. The clock gating is nothing but clock signal of flip-flops is controlled by gate (i.e.) AND gate. Hence speed is high and power consumption is low. The comparison between existing QAM and proposed QAM with clock gating technique is carried out to analyze the results. Conversely, the proposed inverse R2MDC FFT with clock gating technique is compared with the existing radix2 inverse FFT. Also the comparison between existing poly phase filter and proposed UAS based FIR filter with PASTA adder is carried out to analyze the performance, area and power consumption individually. The proposed FBMC with clock gating technique offers low power and high speed than the existing FBMC structures.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권8호
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• pp.2879-2899
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• 2021

The tone reservation (TR) scheme is an attractive method to reduce peak-to-average power ratio (PAPR) in the filter bank multicarrier with offset quadrature amplitude modulation (FBMC-OQAM) systems. However, the high PAPR of FBMC signal will severely degrades system performance. To address this issue, a cyclic shift based TR (CS-TR) scheme with embedding side information (SI) is proposed to reduce the PAPR of FBMC signals. At the transmitter, four candidate signals are first generated based on cyclic shift of the output of inverse discrete Fourier transform (IDFT), and the SI of the selected signal with minimum peak power among the four candidate signals is embedded in sparse symbols with quadrature phase-shift keying constellation. Then, the TR weighted by optimal scaling factor is employed to further reduce PAPR of the selected signal. At the receiver, a reliable SI detector is presented by determining the phase rotation of SI embedding symbols, and the transmitted data blocks can be correctly demodulated according to the detected SI. Simulation results show that the proposed scheme significantly outperforms the existing TR schemes in both PAPR reduction and bit error rate (BER) performances. In addition, the proposed scheme with detected SI can achieve the same BER performance compared to the one with perfect SI.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.67-76
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• 2019

Despite attractive advantages such as good time-frequency localization and improved spectral efficiency, filter bank multicarrier with offset quadrature amplitude modulation (FBMC/OQAM) suffers from multipath fading. In highly frequency-selective channels, the effect of multipath interference can significantly distort the FBMC/OQAM signal due to the absence of cyclic prefix. To resolve the problem of the multipath interference in FBMC/OQAM, this paper proposes applying an antenna array that provides well shaped beam pattern for each multipath. To evaluate the performance of the proposed array system, various computer simulations have been conducted. The accuracy of direction of arrival estimation is demonstrated through spatial spectrum for a different number of antennas in a sub-array. The performance improvement is presented in terms of bit error rate. We found that the proposed array system mitigate the multipath interferences in Extended Typical Urban model with 12 antennas in a sub-array. Moreover, as the number of antennas in a sub-array increases, the system provides a signal-to-noise ratio gain.