• 한국통신학회논문지
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• 제36권3C호
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• pp.149-156
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• 2011

차세대 무선 이동통신 시스템의 높은 서비스 품질을 위한 방법으로 MIMO-OFDM(Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)방식이 주목받고 있다. 그러나 OFDM 시스템에서와 같이 큰 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 중요한 문제이다. 본 논문에서는 PAPR의 감소를 위해, 새로운 위상시퀀스를 기반으로 한 적응형 P-SLM(Partitioned-SeLective Mapping) 기법을 제안한다. 제안된 기법은 새로운위상 시퀀스를 주기적으로 곱하고, 일정한 PAPR 임계치를 이용한 적응성으로 인해 PAPR성능 향상뿐만 아니라 복잡도 또한 감소한다. 모의 실험 결과 제안된 기법이 기존의 기법보다 PAPR 성능 뿐만 아니라 복잡도 또한 감소한 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.201-208
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• 2005

본 논문에서는 SLM(selective mapping)과 PTS(partial transmit sequence) 방식을 이용한 STBC MIMO-OFDM(space-time block code multi-input multi-output orthorgonal frequency division multiplexing) 시스템의 PAPR(peak-to-average power ratio) 성능을 분석한다. MIMO-OFDM 시스템에서 SLM과 PTS 방식은 비선형왜곡을 줄이고 비선형 HPA(high power amplifier)의 전력효율을 개선하기 위해 사용된다. 시뮬레이션 결과에서는 QPSK를 사용한 기존의 MIMO-OFDM 시스템과 비교하였을때, SLM의 PAPR이 3.5dB 정도 줄어드는 동안 PTS는 5dB 정도 감소되는 결과를 볼 수 있다. 또한, HPA의 앞단에 사전왜곡기의 유무에 따른 MIMO-OFDM 시스템의 BER 성능을 분석해 본 결과 사전 왜곡기를 사용하였을 때 선형 증폭기에 근접하기 위해서 SLM 방식에서 6dB IBO(input backoff)가 요구되고 PTS 방식에서는 4dB가 요구됨을 확인하였다. PAPR을 개선하는 방식을 사용하지 않으면 8dB의 IBO가 필요하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권8C호
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• pp.758-766
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• 2007

높은 주파수 효율 때문에 무선 통신에 널리 쓰이고 있는 직교 주파수 분할 다중화 방식의(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 문제점 중 하나는 높은 첨두대평균 전력비(peak to average power ratio: PAPR) 이다. 본 논문에서는 제한된 되먹임 정보를 가지는 송신 다중 안테나(multiple input single output: MISO) 빔성형 OFDM(beamforming OFDM) 시스템을 위한 PAPR 감소 기법을 제안한다. 제안된 방식은 채널의 영공간(null space)에서 생성된 부가신호를 원 신호에 더하여 PAPR을 줄이는 방법에 기반한다. 먼저 전체 채널 되먹임을 가정한 기존의 시스템을 부분 채널 정보 되먹임 시스템에 적용할 때의 문제점을 파악하고, 이를 바탕으로 수신 성능 열화를 줄이면서 PAPR을 감소시키는 부가 신호에 대한 가중 함수를 제안한다. 가중 함수는 수치적으로 구하며 컴퓨터 모의 실험을 통해 제안된 방식이 비트오류율(bit error rate: BER) 성능 손실은 거의 없으면서 2.5dB 정도의 PAPR감소 효과를 얻을 수 있음을 보인다.

• ETRI Journal
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• 제41권3호
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• pp.298-307
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• 2019

This paper investigates the use of the inverse-free sparse Bayesian learning (SBL) approach for peak-to-average power ratio (PAPR) reduction in orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)-based multiuser massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems. The Bayesian inference method employs a truncated Gaussian mixture prior for the sought-after low-PAPR signal. To learn the prior signal, associated hyperparameters and underlying statistical parameters, we use the variational expectation-maximization (EM) iterative algorithm. The matrix inversion involved in the expectation step (E-step) is averted by invoking a relaxed evidence lower bound (relaxed-ELBO). The resulting inverse-free SBL algorithm has a much lower complexity than the standard SBL algorithm. Numerical experiments confirm the substantial improvement over existing methods in terms of PAPR reduction for different MIMO configurations.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권6호
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• pp.2908-2924
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• 2019

Multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) is widely applied in wireless communication by virtue of its excellent properties in data transmission rate and transmission accuracy. However, as a major drawback of MIMO-OFDM systems, the high peak-to-average power ratio (PAPR) complicates the design of the power amplifier at the receiver end. Some available PAPR reduction methods such as selective mapping (SLM) suffer from high computational complexity. In this paper, a low-complexity SLM method based on active constellation extension (ACE) and joint space-time selective mapping (AST-SLM) for reducing PAPR in Alamouti STBC MIMO-OFDM systems is proposed. In SLM scheme, two IFFT operations are required for obtaining each transmission sequence pair, and the selected phase vector is transmitted as side information(SI). However, in the proposed AST-SLM method, only a few IFFT operations are required for generating all the transmission sequence pairs. The complexity of AST-SLM is at least 86% less than SLM. In addition, the SI needed in AST-SLM is at least 92.1% less than SLM by using the presented blind detection scheme to estimate SI. We show, analytically and with simulations, that AST-SLM can achieve significant performance of PAPR reduction and close performance of bit error rate (BER) compared to SLM scheme.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권11호
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• pp.9-16
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• 2011

ICT(Information & Communication Technology)기반의 차상제어시스템을 구축하기 위해서는 열차와 지상간의 통신 규격 정립이 필요하다. 본 논문은 이를 위한 선행 작업으로서 다중경로전송에서 발생할 수 있는 ISI(Inter Symbol Interference)문제를 해결하기 위한 기법들을 평가하고 OFDM이 최선의 선택이 될 수 있음을 보인다. ISI를 해결하기 위해서는 Single carrier 시스템을 사용시에는 등화기가 필요하고, 다른 기법으로는 OFDM 기법이 있는데, Single carrier를 사용하고 등화기를 사용할 경우 OFDM 대비 PAPR이 낮은 장점이 있으나 빔포밍, MIMO 공간다중화등의 다중안테나 전송이 어렵고, 높은 변조지수의 변조를 사용할 경우 BER적 측면에서 손해가 발생하게 된다. PAPR 관점에서 생각해 보면 차량과 지상의 통신에 있어서 중계기의 크기가 커도 문제가 되지 않으므로 OFDM의 PAPR문제가 크게 고려해야 할 사항이 아닐 것으로 판단된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.48-53
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• 2008

In the future, satellite communication systems, such as ISDB in Japan and DVB in Europe, are required to support higher transmission date rate for providing multimedia services including HDTV, high rate data communication etc. Considering the effectiveness of OFDM technique in efficient usage of frequency bandwidth and its robustness to the multi-path fading, several OFDM based standards have been proposed for satellite communication. However, the problem of high Peak to Average Power Ratio is one of the main obstacles for the implementation of OFDM based system. Many PAPR reduction schemes have been proposed for OFDM systems. Among these, the partial transmit sequences (PTS) is attractive as they obtain better PAPR property by modifying OFDM signals without distortion. In this paper, considering the complexity issue, we present a simplified minimum maximum (minimax) criterion and Sub-Optimal PTS algorithm to optimize the phase factor. This algorithm can be dynamically made tradeoff`f between performance and complexity on demand. In addition, we integrate guided scrambling (GS) with this method. Simulation in multiple antenna based OFDM system proves that the proposed Hybrid schemes can get much more PAPR reduction and do not require transmission of side information (SI). Thus it is helpful when implementing OFDM technique in satellite communication system.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5A호
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• pp.479-486
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• 2008

본 논문은 MIMO-OFDM 시스템을 기반으로 한 Gbps급 차세대 무선전송 시스템에서 m-sequence를 이용하여 효율적으로 훈련심볼을 설계하는 방법을 제안한다. 계산량을 고려하지 않는 일반적인 훈련심볼 설계방법에는 랜덤한 시퀀스에 대하여 시스템 요구사항을 하나하나 비교해가며 모든 사항이 만족되었을 때 훈련심볼로 채택하는 기법이 존재한다. 본 논문에서는 상관관계 특성이 우수하여 대역확산 통신 방식 등에서 사용하는 m-sequence를 기반으로 제한된 탐색공간 내에서 효율적인 MIMO-OFDM 시스템을 위한 훈련심볼의 단계별 설계 및 검증방법을 논의한다. 제안된 방법은 패킷 기반 MIMO-OFDM 무선통신 시스템에서 자동이득제어, 타이밍 동기, 주파수 및 시간옵셋 추정, MIMO 채널추정 등을 포함한 시스템에서 요구하는 조건을 만족시키는 훈련심볼 설계를 목표로 한다.