• ETRI Journal
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• 제41권4호
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• pp.426-436
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• 2019

In time division duplex (TDD)-based multiuser massive multiple input multiple output (MIMO) systems, the uplink channel is estimated and the results are used in downlink for signal detection. Owing to noisy uplink channel estimation, the downlink channel should also be estimated for accurate signal detection. Therefore, recently, a blind method was developed, which assumes the use of a linear high-power amplifier (HPA) in the base station (BS). In this study, we extend this method to a scenario with a nonlinear HPA in the BS, where the Bussgang decomposition is used for HPA modeling. In the proposed method, the average power of the received signal for each user is a function of channel gain, large-scale fading, and nonlinear distortion variance. Therefore, the channel gain is estimated, which is required for signal detection. The performance of the proposed method is analyzed theoretically. The simulation results show superior performance of the proposed method compared to that of the other methods in the literature.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권11C호
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• pp.1079-1086
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• 2007

본 논문에서는 고출력 증폭기 (High Power Amplifier; HPA)의 비선형 특성에 관계없이 시스템의 비트오율 (Bit Error Rate; BER) 성능을 유지하면서 동시에 효율적으로 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)을 감소시킬 수 있는 CCP (Companding Combined with Predistorter) 기법을 제안한다. 제안된 CCP 기법은 기존에 본 저자들이 제안한 Companding 기법이 가지고 있는 Compression 특성과 HPA의 비선형 왜곡 특성에 의해 발생되는 전송 신호의 왜곡으로 인해 나타나는 시스템의 BER 성능 열화를 보완하기 위해 Predistorter를 기존의 Companding 기법에 결합하였다. 따라서, 제안된 CCP 기법은 HPA의 비선형 특성에 관계없이 효율적으로 PAPR을 감소시킬 수 있으며 동시에 시스템의 BER 성능도 유지시킬 수 있는 PAPR 감소 방식이라고 할 수 있다. 모의실험 결과, 제안된 CCP 기법은 TD (Total Degradation) 측면에서 Predistorter를 고려한 Clipping 기법과 Wang이 제안한 Companding 기법에 비해 모든 변조방식에서 가장 낮은 TD 성능을 나타내고 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.160-163
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• 2009

HPA(High Power Amplifier)는 무선통신 시스템에서 필수적으로 요구되는 요소 중의 하나다. 그러나 전력 증폭기는 비선형 특성을 가지고 있으며 신호의 비선형 왜곡을 유발 시키고 인접채널 간섭을 심화시켜 시스템의 효율을 떨어뜨린다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 선형화 기법들이 제시되어왔다. 다항식 사전왜곡 기법은 증폭기로 입력되는 신호가 미리 증폭기의 역 특성을 갖도록 하는 기법으로 다항식을 통하여 증폭기를 모델링하기 때문에 수렴 속도가 빠르고 다른 기법들에 비해 좋은 성능을 보인다. 하지만 다항식으로 역 비선형 특성을 구할 경우, 증폭기의 포화영역에서 역 비선형 특성이 거의 무한대가 되어야 하기 때문에 선형화기의 성능이 크게 떨어진다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 기법을 적용하여 다항식 사전왜곡 기법의 성능을 향상 시켰다.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.976-987
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• 1998

본 논문에서는 고출력 증폭기(HPA: high-power amplifier)를 사용하는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 시스템에서의 비선형 왜곡이 수신단에 미치는 영향에 대해서 분석한다. 메모리 없는 Volterra 시스템으로 모델링 되는 고출력 증폭기는 OFDM 신호를 비선형적으로 왜곡시키므로 각 부채널에서의 OFDM 심볼은 1차의 곱셈 왜곡과 고차의 가산성 비선형 왜곡을 포함하게 된다. 이 비선형 왜곡항은 현재의 부채널에 영향을 미치는 모든 다른 부채널들의 harmonic왜곡과 intermodulation 왜곡으로 구성되어 있기 때문에 이는 비선형 인접 부채널간 간섭(NICI:nonlinear interchannel interference)으로 볼 수 있다. 본 논문에서는 이러한 NICI의 분산을 고출력 증폭기의 Volterra 모델과 입력 신호의 평균 전력을 통해 해석적으로 구하고 이를 이용하여 OFDM 시스템의 비트 오류율 성능을 계산한다. 또한 고출력 증폭기를 갖는 OFDM 시스템의 위상 왜곡을 수신단에서 보상하기 위한 간단한 방법을 제시하고 이 경우의 비트 오류율을 계산한다. 제안된 분석 방법이 타당함을 16-QAM 방식을 사용하는 OFDM 시스템에 대해 컴퓨터 모의 실험을 수행함으로써 입증한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권2A호
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• pp.166-173
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• 2004

위성 통신 시스템은 지상국과 위성에서 고출력의 비선형 HPA(high power amplifiers)를 사용하게 된다. 그러므로 HPA의 비선형성이 통신 시스템에 미치는 영향을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구는 비선형성 HPA에 의한 전력 스펙트럼 밀도 변화와 IBO(input back-off)에 따라 신호의 왜곡과 하모닉 성분의 크기 변화를 구한다. 그리고 BPSK 위성 통신 시스템에서, HPA에 의한 인접 채널 간섭(ACI : adjacent channel interference) 및 외부 재밍 간섭 등에 의한 동일채널 간섭(CCI : co-channel interference)를 고려하여 성능분석을 한다. 일정한 uplink SNR(signal to noise power ratio), uplink SIR(signal to co-channel interference power ratio), downlink SIR인 상황에서, 인접 채널 간섭의 크기에 따른 BER 성능 변화를 구한다. 위성에만 비선형 HPA가 있을 경우는, 비선형에 의한 인접 채널 간섭의 크기에 따라 성능에 많은 차이가 있음을 확인하였다. 그리고 지상국과 위성에서 모두 비선형 왜곡이 있을 때, CCI와 인접 채널 간섭에 의하여 더욱 성능이 저하된다.

• 전자공학회논문지B
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• 제31B권7호
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• pp.16-25
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• 1994

The major reason that reduces the performance of satellite communication channels is known as the nonlinearities of high power amplifiers(HPA's) which are usually modeled by memoryless nonlinear systems, in the channels. This paper proposes a nonlinear adaptive predistorter,which predistorts the input symbols such that the symbol passing through the nonlinear HPA preserves the desired constellation, and derives the region of convergence for the predistorter. The predistorter has capability of coping adaptively with any time-varying environment such as changes of operating points if HPA since the coefficients of the predistorter which has a form of truncated Tayler series are obtained by recursive optimization procedure utilizing QAM data sequence directely. Simulation results show that the proposed one with 16 QAM input has better performance than the conventional fixed predistorter with the same input.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.685-691
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• 2004

본 논문에서는 Multi-code CDMA(code division multiple access) 시스템에서 발생하는 높은 PAPR(Peak to average power ratio)을 저감하고, 신호가 HPA에서 비선형 왜곡을 감소시키기 위한 방법으로, SLM(Selected Mapping) 및 PTS(Partial Transmit Sequence) 기법과 함께 전치왜곡 기법의 혼합 기법을 제안한다. 제안된 기법에서 SLM 및 PTS 방법을 위해 사용된 위상 회전 정보는 별도의 채널을 통해 전송되고, 이러한 위상 회전 정보의 채널 통과에 따른 에러율은 시스템의 성능에 큰 영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 위상 회전 정보의 에러율을 고려한 이론적인 BER 수식을 제시하며, 이는 시뮬레이션을 통해 나타난 시스템의 BER 성능과 거의 같게 나타난다. 결국 PTS 및 SLM 방법을 전치왜곡기와 병행한 제안된 혼합 기법은 신호의 PAPR을 줄이고, HPA의 비선형 특성을 보상함으로써 시스템의 BER 성능을 향상시킨다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.299-307
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• 2018

본 논문에서는 X밴드 위성통신을 위해 권고되는 4D-8PSK-TCM(Four Dimensional 8-ary Phase Shift Keying Trellis Coded Modulation) 시스템을 비선형 HPA(High Power Amplifier)와 전치왜곡기를 고려하여 설계하고, 스펙트럼, BER(Bit Error Rate) 성능을 평가 및 분석한다. 위성통신에서는 한정적인 전력으로 인해 전력을 가장 많이 소모하는 HPA의 동작점을 결정하는 비선형 특성 분석이 매우 중요하다. 본 논문에서는 2, 2.25 bits/channel-symbol의 효율을 갖는 4D-8PSK-TCM 시스템을 설계하였다. 시뮬레이션 결과로, 낮은 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 특성과, 스펙트럼의 점유 대역폭을 기준으로 SRRC(Square Root Raised Cosine) 필터의 Roll-off 값은 0.35가 효율적이며, 전치왜곡기를 사용하지 않을 경우 HPA에서 약 15~20 dB의 OBO(Output Back-Off)가 요구되며, 전치왜곡기를 사용할 경우 약 1 dB 내외의 OBO가 요구됨을 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.