• 제목/요약/키워드: PAPR Reduction

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Crest Factor 감소를 위한 효율적인 피크 윈도윙 기법 (Efficient Peak Windowing Techniques for Crest Factor Reduction)

  • 유병욱;황유선;;이규하;이충용
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
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    • pp.462-465
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    • 2011
  • 본 논문에서는 다중 반송파, 특히 OFDM 시스템의 PAPR 을 감소시킬 수 있는 CFR 알고리즘을 다룬다. 기존의 피크 윈도윙 기법이 윈도우 길이 내에 피크들이 여러 개 있을 경우, 과도 clipping 으로 인하여 성능이 열화되는 현상을 개선하기 위하여 포락선 기반 피크 윈도윙 기법을 적용한다. 뿐만 아니라, 피크 윈도윙이 가지고 있는 EVM 열화를 완화하기 위하여 기존의 단순 clipping 기법과 혼합하여 시스템에서 요구하는 EVM 성능뿐 아니라 ACLR 성능까지도 만족하도록 한다. MATLAB 을 이용하여 알고리즘을 검증하고, 하드웨어 구현을 위하여 Xilinx Virtex5 를 이용하여 검증하여 제안하는 기법의 복잡도는 높지만 EVM 과 ACLR 성능이 우수함을 알 수 있다. 효율적인 주파수 이용과 수신 성능 측면에서 우수한 성능을 보인다. 따라서 DVB-T 나 LTE, IEEE 802.16m 등의 차세대 방송 및 통신의 전송에 이용되는 OFDM 신호의 PAPR 을 효과적으로 줄일 수 있는 기법으로 적용될 수 있다.

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IEM-based Tone Injection for Peak-to-Average Power Ratio Reduction of Multi-carrier Modulation

  • Zhang, Yang;Zhao, Xiangmo;Hou, Jun;An, Yisheng
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권9호
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    • pp.4502-4517
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    • 2019
  • Tone Injection (TI) scheme significantly reduces the peak-to-average power ratio (PAPR) of Multicarrier Modulation (MCM). However, the computational complexity of the TI scheme rises exponentially with the extra freedom constellation number. Therefore, a novel immune evolutionary mechanism-based TI scheme is proposed in this paper to reduce the computational complexity. By restraining undesirable degeneracy during the processing, this IEM scheme can dramatically increase the population fitness. Monte Carlo results show that proposed IEM-based TI scheme can achieve a significant PAPR and BER improvement with a low complexity.

차세대 이동통신 시스템에 PAPR 감소기법을 적용한 다항식 사전왜곡 기법에 관한 연구 (A Study on Polynomial Pre-Distortion Technique Using PAPR Reduction Method in the Next Generation Mobile Communication System)

  • 김완태;박기식;조성준
    • 한국항행학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.684-690
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    • 2010
  • 차세대 이동통신 시스템은 다양한 서비스의 융합과 멀티모드를 지원하기 위한 구조로 연구되고 있다. 또한 다양한 서비스를 제공받기 위한 사용자의 요구는 점차 증가되고 있으며, 서비스 지원을 위한 대용량 데이터 전송을 위한 많은 통신방식들이 출현하고 있다. 그 중 대표적인 시스템으로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하는 WiBro(Wireless Broadband), WLAN(Wireless Local Area Network) 등이 있다. 하지만 차세대 이동통신 시스템에서는 하나의 단말로 OFDM 방식을 이용한 통신방식 이외 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA) 방식을 동시에 지원 받고자한다. 통합된 시스템은 SoC(System on Chip) 기술 적용으로 빠른 발전을 이루고 있지만, 무선통신 시스템에서 필수적으로 요구되는 요소 중 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인한 신호의 왜곡을 유발시켜 인접채널 간섭을 성화 시키고 시스템의 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결해야 한다. 전력증폭기의 문제점을 해결하기 위해 많은 선형화 기법들이 제시되었으며, 다항식 사전왜곡 기법은 증폭기로 입력되는 신호가 증폭기의 역 특성을 갖도록 하는 기법으로 다항식을 통하여 증폭기를 모델링하기 때문에 수렴 속도가 빠르고 다른 기법들과 비교하여 우수한 성능을 보인다. 본 논문에서는 차세대 이동통신 서비스를 위한 모뎀 구조를 제시하고 OFDM 방식 사용에 있어 발생 되는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 감소 기법을 적용한 후 다항식 사전왜곡 기법을 적용하여 차세대 이동통신 시스템을 분석하였다.

위상 신호에 대한 부가 정보가 없는 SLM 기반 OFDM 시스템을 위한 동기식 위상 신호 검출 방식 (A Coherent Phase Sequence Detection Scheme for SLM-based OFDM Systems without Side Information)

  • 류창수;주정석
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권6호
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    • pp.15-20
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    • 2016
  • OFDM 시스템을 위한 PAPR (peak-to-average power ratio) 저감 기법 중 하나인 SLM (selective mapping) 방식은 구현이 간단하고 전송 신호에 왜곡이 생기지 않는 매우 유용한 PAPR 저감 기법이다. 본 논문에서는 위상 신호에 대한 부가 정보(side information)를 전송하지 않는 SLM 기반 OFDM 시스템에 적용 가능한 동기식 위상 신호 검출 방식을 제시하고자 한다. 우선 동기식 합(coherent summation)에 기반하여 위상 신호를 검출할 수 있도록 하기 위해, 위상 신호의 일부를 직교 부호로 대치시키는 새로운 위상 신호 설계 방법을 제안한다. 또한 새로이 제안된 위상 신호에 기초하여 부가 정보가 필요 없는 동기식 위상 신호 검출 기준(detection criterion)을 제안한다. 컴퓨터 모의실험을 통해, 제안된 방식이 SLM 기반 OFDM 시스템에서 정상적으로 동작함을 보이고, 위상 신호 검출에 사용되는 부반송파 간 채널의 변화가 적은 환경에서 기존 방식보다 위상 신호 검출 성능이 우수함을 보이고자 한다.

Partial Shift Mapping for PAPR Reduction with Low Complexity in OFDM Systems

  • Ouyang, Xing;Jin, Jiyu;Jin, Guiyue;Wang, Zhisen
    • ETRI Journal
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    • 제34권2호
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    • pp.268-271
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    • 2012
  • The high peak-to-average power is one of the main drawbacks in OFDM systems. This letter proposes a partial shift mapping (PSM) method for peak power reduction in OFDM systems. By utilizing the properties of the discrete Fourier transform, the proposed method generates a set of candidate signals without additional complex multiplication and selects the one with minimum peak power for transmission. Analyses and simulations confirm that the PSM method achieves satisfactory peak power reduction performance and low complexity compared with other kindred methods, for example, selected mapping and partial transmit sequences.

Crest Factor Reduction기술을 이용한 위성 DMB용 Gap Filler 소형화 개발 (Downsizing of Gap Filler for Satellite DMB using Crest Factor Reduction Technology)

  • 이학용;이홍배;이영수
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2005년도 하계학술대회
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    • pp.128-132
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    • 2005
  • 각종 신호의 디지털 전송에서 Modulation기법에 의해 발생되는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)은 전송 신호의 선형성을 보장하기 위하여 고출력 증폭기의 Back-off를 요구하게 된다. 이러한 고출력 증폭기의 Back-off요구로 인하여 원하는 출력에 비해 높은 전력소모량이 필요하여 대출력을 요구하는 장비의 소형화는 크게 제한을 받게 된다. 본 논문에서는 PAR을 감소하기 위한 CFR(Crest Factor Reduction)기법을 위성 DMB용 Gap Filler에 적용하여 장비 크기를 소형화한 사례에 대해 소개한다. 전송신호의 품질에 대한 영향을 최소화 하면서 PAR을 감소하기 위한 방안을 위해 도입된 Simulation 결과와 CFR기법을 적용한 장비에 대한 성능시험 결과 및 필드 테스트 결과에 대해 소개한다.

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Bi-Orthogonal Modulation을 이용한 Multi-code Parallel Combinatory CDMA System의 성능 개선 및 진폭 변동 감소 방안 (Performance Improvement and Envelope Variation Reduction of Multi-Code Parallel Combinatory CDMA Systems Using Bi-Orthogonal Modulation)

  • 임승환;신요안
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.951-954
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    • 2000
  • In this paper, we present a multi-code parallel combinatory CDMA system using bi-orthogonal modulation to reduce envelope variation and improve bit error. .rate (BER) performance. In general, the dynamic range of the amplitude of the transmit signal is very large in the case of conventional multi-code CDMA systems, resulting in severe nonlinear distortion due to high power amplifier and thus significant BER performance degradation. The proposed system exhibits reduction of peak-to-average power ratio (PAPR) of the transmit signal amplitudes and significant performance improvement. We verify the performance of the proposed system by computer simulations under AWGN channel and flat fading channel.

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Novel Peak-to-Average Power Ratio Reduction Methods for OFDM/OQAM Systems

  • Sandeep, Vangala;Anuradha, Sundru
    • ETRI Journal
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    • 제38권6호
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    • pp.1124-1134
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    • 2016
  • The tone reservation method is one of the most effective pre-distortion methods for peak-to-average power ratio reduction in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. Its direct application to OFDM systems with offset quadrature amplitude modulation (OQAM) is, however, not effective. In this paper, two novel TR-based methods are proposed, specifically designed for OFDM/OQAM systems by taking into consideration the overlapping nature of OQAM signals. These two methods have different approaches to the generation of the peak-cancelling signal. The first one (overlapped scaling tone reservation) generates the peak-cancelling signal using a least squares approximation algorithm with possible adjacent symbol overlap; the second one (multi-kernel tone reservation) generates the peak-cancelling signal by using multiple impulse-like time domain kernels. It is shown by simulation that, when used in OFDM/OQAM systems, the proposed methods can provide better performance than the direct application of the existing controlled clipping tone reservation method, and even outperform the multi-block tone reservation method.

SLM-PTS 결합기법 및 ETD-Turbo부호를 적용한 OFDM 시스템에서의 PAR 개선에 관한 연구 (A Study on PAR Improvement of OFDM system using SLM-PTS Combine Method and ETD-Turbo Code)

  • 성태경;김동식;조형래
    • 한국항해항만학회지
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    • 제29권8호
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    • pp.755-761
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    • 2005
  • 본 논문에서는 OFDM 방식의 문제점으로 지적되고 있는 송신단에서의 PAR 특성을 고려하여 고속 적응형 PTS 기법과 SLM 기법을 결합한 SLM-PTS 결합기법을 제안하였다. 또한, PAR 저감기법을 적용한 시스템을 평가하기 위하여 ETD-Turbo 부호를 사용한 COFDM 시스템을 구성한 후 성능을 평가하였다. 분석 결과 제안된 SLM-PTS 기법이 연산량을 경감시키며 전반적으로 우수한 PAR 저감성능을 보임을 알 수 있었다. 특히 Combine 3의 경우 10-5 BER을 기준으로 약 $3.7\~3.9\;dB$ 정토의 개선된 PAR 성능을 보였다. 또한, 터보부호를 사용한 경우 전반적으로 우수한 PAR 성능을 보임을 알 수 있었고, ETD-Turbo 부호를 적응한 경우 추가적으로 약 0.5 dB 정도의 성능 개선효과가 있음을 알 수 있었다.

Magnitude Modulation for VSAT's Low Back-Off Transmission

  • Gomes, Marco;Cercas, Francisco;Silva, Vitor;Tomlinson, Martin
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제12권6호
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    • pp.544-557
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    • 2010
  • This paper addresses the problem of controlling the envelope's power peak of single carrier modulated signals, band limited by root-raised cosine (RRC) pulse shaping filters, in order to reduce power amplifier back-off for very small aperture terminals ground stations. Magnitude modulation (MM) is presented as a very efficient solution to the peak-to-average power ratio problem. This paper gives a detailed description of the MM concept and its recent evolutions. It starts by extending the look-up-table (LUT) based approach of the MM concept to M-ary constellations with M ${\leq}$ 16. The constellation and RRC symmetries are explored, allowing considerable reduction on LUT computation complexity and storage requirements. An effective multistage polyphase (MPMM) approach for the MM concept is then proposed. As opposed to traditional LUT-MM solutions, MM coefficients are computed in real-time by a low complexity multirate filter system. The back-off from high-power amplifier saturation is almost eliminated (reduction is greater than 95%) with just a 2-stage MPMM system even for very demanding roll-off cases (e.g., ${\alpha}$ = 0,1). Also, the MPMM is independent of modulation in use, allowing its easy application to constellations with M > 16.