• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권6호
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• pp.2201-2216
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• 2015

Peak to average power ratio (PAPR) is one of the main imperfections in the broadband communication systems with multiple carriers. In this paper, a new crest factor reduction (CFR) scheme based on interleaved phase sequence called Dummy Sequence Insertion Enhanced Partial Transmit Sequence (DSI-EPTS) is proposed which effectively reduces the PAPR while at the same time keeps the total complexity low. Moreover, the prototype of the proposed scheme in field programmable gate array (FPGA) is demonstrated. In DSI-EPTS scheme, a new matrix of phase sequence is defined which leads to a significant reduction in hardware complexity due to its less searching operation to extract the optimum phase sequence. The obtained results show comparable performance with slight difference due to the FPGA constraints. The results show 5 dB reduction in PAPR by applying the DSI-EPTS scheme with low complexity and low power consumption.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.1171-1178
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• 2005

Multi-code code division multiple access(MC-CDMA) 시스템은 다수의 코드 사용으로 인한 용량의 증가를 통해 다양한 속도, 다양한 품질의 서비스를 제공할 수 있다는 장점을 갖는다 그러나, 여러 개의 코드들이 합쳐지면서 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 크게 증가되므로 비선형 왜곡에 의한 시스템 성능이 크게 저하되고, 이를 위해 HPA(High Power Amplifier)에서 많은 양의 back-off를 해야 하므로 큰 전력 손실이 나타난다. 본 논문에서는 들어오는 정보 데이터에 상응하는, 즉 입력 데이터의 상관 관계에 의한 constraint code의 삽입함으로써 PAPR을 효율적으로 낮출 수 있는 방법을 제안한다. PAPR 저감 효과는 사용된 constraint code의 길이와 index에 의존하며, PAPR 저감 효과와 constraint code의 길이 사이에 trade-off가 존재한다. HPA 및 AWGN 채널을 고려한 시뮬레이션 결과에서, 1) Input back-off 없이 가능한 모든 constraint code를 사용해 신호를 선택한 경우와 2) 약간의 input back-off와 몇 가지 constraint code만을 이용해 신호를 선택한 경우에서, BER성능이 선형 HPA를 사용한 OFDM의 성능과 거의 같게 나타남을 확인할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2A호
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• pp.187-193
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• 2006

Multicarrier systems has major shortcomings due to the large numbers of subcarrier. One of the shortcomings is the high peak-to-average power ratio(PAPR), which causes nonlinearity distortion in the transmitter, and degrades the performance of the system significantly. Partial transmit sequence(PTS) is one of the best approaches that can significantly improve the statistics of the PAPR of an orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) signal. Guided scrambling(GS) is an extension of self-synchronizing scrambling. It is also capable of guiding the scrambling process to produce a balanced encoded bit stream. In this paper, we propose a sub-optimal algorithm to optimize the phase factor in PTS. In addition, we integrate GS coding with this method. The proposed Hybrid algorithm can get much more PAPR reduction at the expense of incur a few error extension and do not require transmission of side information.

• ETRI Journal
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• 제39권6호
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• pp.782-793
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• 2017

This paper considers the use of the Partial Transmit Sequence (PTS) technique to reduce the Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing signal in wireless communication systems. Search complexity is very high in the traditional PTS scheme because it involves an extensive random search over all combinations of allowed phase vectors, and it increases exponentially with the number of phase vectors. In this paper, a suboptimal metaheuristic algorithm for phase optimization based on an improved harmony search (IHS) is applied to explore the optimal combination of phase vectors that provides improved performance compared with existing evolutionary algorithms such as the harmony search algorithm and firefly algorithm. IHS enhances the accuracy and convergence rate of the conventional algorithms with very few parameters to adjust. Simulation results show that an improved harmony search-based PTS algorithm can achieve a significant reduction in PAPR using a simple network structure compared with conventional algorithms.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.258-263
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• 2019

OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)은 다중경로 페이딩에 강하고 고속전송이 가능하다는 장점으로 널리 사용되고 있는 디지털 통신방식이나, 여러 부반송파 변조신호가 동위상으로 겹쳐지면서 송신신호의 PAPR (peak to average power ratio)이 높아진다는 단점을 가지고 있다. 송신단의 IFFT (inverse fast Fourier transform) 이전에 주파수 영역에서 높은 크기의 임펄스를 삽입하면, 쌍대성 특성으로 인해 시간영역의 OFDM 신호의 PAPR 감소 효과를 가져올 수 있다. 본 논문에서는 CQAM (cross quadrature amplitude modulation) 방식을 채용하는 OFDM 통신시스템에서 송신단의 IFFT 이전에 임펄스를 삽입함으로서 개선되는 PAPR 성능을 분석한다. 또한 PAPR을 최소화시킬 수 있는 최적의 임펄스 삽입위치 찾아내고 이를 적용하였을 경우의 PAPR 개선효과를 검증한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 주파수영역에서 삽입되는 임펄스 크기와 위치에 따라 OFDM-CQAM 시스템의 PAPR 개선효과가 기존 방식에 비해 우수함을 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권9C호
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• pp.914-920
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• 2006

본 논문은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 통신 시스템에서 최대 전력 대 평균 전력의 비 (PAPR)를 감소하기 위해서 사용되는 새로운 부분 전송 시퀀스(PTS) 기법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 역 푸리에 변환(IFFT)을 두 부분으로 나누어 실행한다. 첫 번째 부분에서는 IFFT를 중간까지만 수행하여 입력 심볼 시퀀스를 중간 신호 시퀀스로 변환한다. 두 번째 부분은 중간 신호 시퀀스를 여러 개의 서브 시퀀스로 분할한 후 각각에 대해서 나머지 IFFT를 완료하고 PAPR을 감소하기 위한 위상 벡터를 선택한다. 본 논문에서 제안하는 PTS 기법은 기존의 PTS 기법과 유사한 PAPR 감소 성능을 보이지만 계산 복잡도를 감소시킨다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권3A호
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• pp.189-197
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• 2011

무선 광 통신 시스템에서 고속의 데이터를 전송하기 위한 방법으로 대역 효율이 높은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 시스템이 연구되고 있다. OFDM 시스템은 PAPR(peak to average power ratio)이 높고 비선형 에러와 디바이스의 불균형으로 발생하는 ICI(inter channel interference)가 발생한다. 무선 광통신 시스템에서 LED(light emission diode)의 구동 전류에 의하여 구동되는 광 출력 파워는 비선형이며 전송 신호는 왜곡된다. 그러므로 비선형 LED 전달함수와 OFDM 신호에 의한 방사된 광 출력의 수신 성능에 대한 연구가 진행되었다. 비선형 왜곡에 의해 발생하는 효과는 기존의 무선 통신에서 사용되는 OFDM의 비선형 특성과 다르며 BER 성능을 저감시킨다. 본 연구에서는 최근 연구된 LED의 비선형성 전달함수를 적용하며, 비선형 왜곡과 Back-off에 의하여 수신기의 주파수영역에서 진폭 감쇄와 ICI를 발생시키므로, BER 성능을 개선시키기 위한 방법을 제안한다. 먼저 LED의 비선형 왜곡을 감소시키기 위한 새로운 PAPR저감 기법을 제안하며, 또한 수산 성능을 향상시키기 위하여 적응형 채널 추정 방식과 전송된 신호를 사용하여 SNR(signal to power ratio)을 개선하여 BER(bit error rate)을 개선하였다. 제안된 방법들을 시뮬레이션 결과를 통하여 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1C호
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• pp.98-104
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• 2009

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템을 포함한 다중 반송파 시스템에서 발생하는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 감소시키기 위해 특정 톤 위치에 새로운 톤을 삽입하는 톤 삽입 기법은 성상도를 확장하여 최대 신호 전력을 감소시키는 기법이다. 이 기법은 추가적인 오버헤드 전송으로 인한 전송률 손실이 없다는 장점이 있는 반면, 최적의 PAPR 감소 성능을 얻기 위한 삽입 톤 결정을 위해 많은 탐색 연산량을 필요로 하는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존의 톤 삽입 기법에 유전자 알고리즘을 적용하여 삽입 톤을 결정함으로써 탐색 연산량을 낮출 수 있는 새로운 유전자 알고리즘 기반의 톤 삽입 기법을 제안한다. 모의 실험을 통하여 제안한 유전자 알고리즘 기반의 톤 삽입 방법이 낮은 탐색 연산량으로도 기존 방법의 PAPR 성능에 근사할 수 있음을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.49-54
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• 2013

WPM(Wavelet Packet Modulation)은 고속 전송에 적합한 다중 반송파 전송방식으로 여러 필터의 조합으로 유연한 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다. WPM과 같은 다중 반송파 시스템에서 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio)은 가장 큰 문제점중 하나이다. 본 논문에서는 WPM 시스템의 필터 계수를 조정 하는 방법으로 최소 PAPR을 갖는 WPM 시스템을 제안한다. 우선 PR(Perfect Reconstruction)을 만족하는 필터 계수의 방정식을 구하여 그 방정식을 이용하여 PAPR이 가장 낮게 나올 수 있는 필터계수를 선택한다. 이 필터 계수를 이용하여 최소 PAPR을 갖는 WPM 시스템을 구현하고 모의실험을 통하여 성능 비교를 하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권9A호
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• pp.710-716
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• 2003

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 주파수 이용효율을 높이고 고속의 데이터 전송이 가능하며 주파수 선택적 페이딩에 강한 전송 방식이지만, 다수 부반송파(sub-carrier)들의 중첩현상으로 인해 전송 신호의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 크다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 PAPR의 감소와 PAPR의 연산량 감소를 위해, PTS 기법에 clipping 개념을 적용하여 두개의 임계 레벨을 갖는 적응형 PTS(Partial Transmit Sequence) 기법을 제안한다. 모의실험을 통해, 제안한 기법이 만족할 만한 BER(Bit Error Rate) 성능을 유지하면서 clipping delta 값(Δ)을 1dB, 2dB 그리고 3dB로 증가 할수록 clipping 개념이 없는 기존의 적응형 PTS 기법보다 PAPR의 연산량을 크게 줄임으로써 시스템의 데이터 처리 속도면에서 우수한 성능을 가짐을 보인다.