Jawhar, Yasir Amer;Ramli, Khairun Nidzam;Taher, Montadar Abas;Shah, Nor Shahida Mohd;Audah, Lukman;Ahmed, Mustafa Sami;Abbas, Thamer
ETRI Journal
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제40권6호
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pp.699-713
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2018
Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has been the overwhelmingly prevalent choice for high-data-rate systems due to its superior advantages compared with other modulation techniques. In contrast, a high peak-to-average-power ratio (PAPR) is considered the fundamental obstacle in OFDM systems since it drives the system to suffer from in-band distortion and out-of-band radiation. The partial transmit sequence (PTS) technique is viewed as one of several strategies that have been suggested to diminish the high PAPR trend. The PTS relies upon dividing an input data sequence into a number of subblocks. Hence, three common types of the subblock segmentation methods have been adopted - interleaving (IL-PTS), adjacent (Ad-PTS), and pseudorandom (PR-PTS). In this study, a new type of subblock division scheme is proposed to improve the PAPR reduction capacity with a low computational complexity. The results indicate that the proposed scheme can enhance the PAPR reduction performance better than the IL-PTS and Ad-PTS schemes. Additionally, the computational complexity of the proposed scheme is lower than that of the PR-PTS and Ad-PTS schemes.
ADSL에서 사용되고 있는 DMT(Discrete Multitone)는 Multicarrier Modulation 기법으로 선로의 특성을 고려하여 고속의 bit-rate를 얻을 수 있다. 그러나 이러한 Multicarrier 신호의 문제점은 바로 높은 PAR(Peak-to-Average Ratio)로, 이 값을 줄이기 위해 여러 가지 기법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 현재 PAR을 줄이기 위해 사용되고 있는 여러 기법에 대해서 설명하고, 그 기법들 중에서 PTS(Partial Transmit Sequence)를 개선한 새로운 알고리즘을 제시하여 성능평가를 통해 낮은 복잡도의 계산으로 PTS와 유사한 성능을 보임을 살펴본다.
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.
본 논문에서는 직교 주파수분할다중화의 첨두전력 대 평균전력비 감소를 위한 부분전송열 방식에서 연산 복잡도를 줄이기 위한 부블럭분할법이 제안된다. 여기서는 부블럭의 부분부대역에 랜덤하게 복소신호를 할당하고 이들을 반복적으로 연결시킨다. 그리고 보간 형태로 활성화된 부대역을 이용하여 변조함으로써 연산량이 감소된다. 모의실험 결과 제안된 방법은 기존의 방법과 거의 유사한 첨두전력 대 평균전력비 감소성능을 나타내었다. 그러나 부분전송열 직교 주파수분할다중화의 단일 심벌 전송에 요구되는 연산복잡도는 기존의 방법에 크게 감소됨을 알 수 있었다.
Varahram, Pooria;Ali, Borhanuddin Mohd;Mohammady, Somayeh;Reza, Ahmed Wasif
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.
Many methods have been developed to overcome the PAPR(peak-to-average power ratio) problem. Selective mapping(SLM) partial transmit sequence(PTS), subblock phase weighting(SPW) and gradient descent(GD) are used widely to reduce the PAPR. In this paper, we present a effective PAPR reduction method, decrease the calculation through Radix-2 DIF IFFT procedure and GD method. and can transmit selecting data sequence that satisfy threshold value as one part of proposed method, in case satisfy fixed threshold value, or transmit selecting data sequence with the lower papr operating remained part for performance improvement.
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.
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.
Al-Jawhar, Yasir Amer;Ramli, Khairun N.;Taher, Montadar Abas;Shah, Nor Shahida M.;Mostafa, Salama A.;Khalaf, Bashar Ahmed
ETRI Journal
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제43권2호
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pp.209-220
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2021
The filtered orthogonal frequency division multiplexing (F-OFDM) system has been recommended as a waveform candidate for fifth-generation (5G) communications. The suppression of out-of-band emission (OOBE) and asynchronous transmission are the distinctive features of the filtering-based waveform frameworks. Meanwhile, the high peak-to-average power ratio (PAPR) is still a challenge for the new waveform candidates. Partial transmit sequence (PTS) is an effective technique for mitigating the trend of high PAPR in multicarrier systems. In this study, the PTS technique is employed to reduce the high PAPR value of an F-OFDM system. Then, this system is compared with the OFDM system. In addition, the other related parameters such as frequency localization, bit error rate (BER), and computational complexity are evaluated and analyzed for both systems with and without PTS. The simulation results indicate that the F-OFDM based on PTS achieves higher levels of PAPR, BER, and OOBE performances compared with OFDM. Moreover, the BER performance of F-OFDM is uninfluenced by the use of the PTS technique.
본 논문에서는 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 시스템의 Peak-to-Average Power Ratio(PAPR) 성능을 향상시키기 위한 목적으로 Selective Mapping(SLM)과 Partial Transmit Sequence(PTS)기법을 결합하는 방식에 있어서, 늘어나는 계산량을 감소시키는 방법을 제안한다. PAPR의 감소효율을 높이고자 하는 많은 기법 중에 SLM과PTS기법에 관한 활발한 연구가 진행되어 왔을 뿐만 아니라, SLM과PTS을 결합한 기법에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 결합기법에 있어서는, 복잡성이 크게 증가하는 문제가 존재하는데, 이러한 계산량의 복잡성을 줄이는 방법으로, 본 논문에서는 N-point IFFT 알고리즘을 도입한 SLM과 PTS 기법들로 결합된 새로운 시스템을 제안하였다. 이 방법은 SLM과 PTS와의 단순 결합에 비하여 시스템의 계산량의 복잡성을 감소시키는 결과를 가져다준다. 제안된 기법에서의 계산량의 감소는 N-Point IFFT의 과정에서 생성되는 n개의 단계 중의 최적의 결과를 내는 단계에서 위상 시퀀스와 부블럭 인덱스를 곱함으로써 계산의 복잡성을 낮추어 주는 과정을 통하여 이룬다. 제안된 알고리즘의 성능의 우수성은 시뮬레이션을 통하여 실험적인 부분을 나타냈으며, 또한 해석적인 방법을 통하여 계산량이 감소함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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