Aare Gopal;Desireddy Krishna Reddy;Srinivasarao Chintagunta
ETRI Journal
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제46권4호
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pp.595-603
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2024
This paper presents methods for reducing the peak-to-average power ratio (PAPR) of the orthogonal time frequency space (OTFS) signal. These methods mainly consist of two operations: symbol interferometry (SI) and either 𝜇-law or A-law companding. SI spreads the data of one OTFS symbol onto all symbols and is implemented using a simple inverse fast Fourier transform operation on each OTFS symbol. During the second operation, the PAPR of the OTFS signal is significantly reduced. For our performance analysis, the complementary cumulative distribution function, probability density function, and bit error rate are illustrated through simulations performed in MATLAB. The performance is also analyzed using a solid-state power amplifier at the transmitter and compared with OTFS, 𝜇-law-based OTFS, and SI OTFS systems. The results indicate that the proposed OTFS system achieves a low PAPR.
본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템에서 발생하는 중요한 문제점인 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 저감하기 위하여 개선된 블록 코딩 방식을 제안하고 코딩 이득을 분석한다. 부반송파수가 N인 경우, 기존 블록 코딩 방식에서는 블록 인코더 1 개를 이용하지만, 제안된 블록 코딩 방식은 블록 인코더 2개를 이용한다. 이 방식은 기존 블록 코딩과 비교하여 동일한 PAPR 저감 능력을 가지면서도 코드율을 2배로 증가시켜서 스펙트럼 효율을 2배로 개선시킨다. 또한 코드 블록당 1 개의 오류가 정정된다는 가정 하에서 BER 성능 평가를 수행하였다.
Along with the development of power electronics and magnetic materials, permanent magnet (PM) brushless direct current (BLDC) motors are now widely used in many fields of modern industry BLDC motors have many advantages such as high efficiency, large peak torque, easy control of speed, and reliable working characteristics. However, Compared with the other electric motors without a PM, BLDC motors with a PM have inherent cogging torque. It is often a principle source of vibration, noise and difficulty of control in BLDC motors. Cogging torque which is produced by the interaction of the rotor magnetic flux and angular variation in the stator magnetic reluctance can be reduced by sinusoidal air-gap flux density waveform due to reduction of variation of magnetic reluctance. Therefore, this paper will present a design method of magnetizing system for reduction of cogging torque and low manufacturing cost of BLDC motor with isotropic bonded neodynium-iron-boron (Nd-Fe-B) magnets in ring type by sinusoidal air-gap flux density distribution. An analytical technique of magnetization makes use of two-dimensional finite element method (2-D FEM) and Preisach model that expresses the hysteresis phenomenon of magnetic materials in order for accurate calculation. In addition, For optimum design of magnetizing fixture, Factorial design which is one of the design of experiments (DOE) is used.
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.
OFDM은 무선 환경에서 고속 data 전송에 적합한 방식이다. 그러나 높은 peak-to-average power ratio(PAPR)로 인하여 비선형 왜곡의 문제점이 있다. 여러가지 PAPR 저감 방법 중에 partial transmit sequences(PTS)는 매우 유연하고 스페트럼 왜형이 발생하지 않는 좋은 방식으로 평가된다. 이 방법의 문제점은 최적화된 phase factor를 side information으로서 수신기에 전송해야만 data를 정확히 복원할 수 있다. 본 논문에서는 기존 PTS 방식에서 feedback type으로 side information을 부가하는 기법을 새롭게 제안한다. Simulation 결과를 통해 제안 방식이 종전의 PTS와 동일한 PAPR 저감 성능을 가지면서 정확하게 data를 복원하여 요구 BER을 확보할 수 있다. 또한, 제안 방식은 전송 채널 특성 변화에 무관하며, 간단히 시스템을 구성할 수 있다.
본 연구에서는, 실리카 분말과 왕겨의 혼합체로부터 탄화된 물질로부터, 탄화규소 (SiC) 분말이 합성되었다. 탄화왕겨와 실리카의 열탄화환원 반응을 통해 얻어진, SiC 시료는 XRD 회절 패턴, FE-SEM 및 FE-TEM을 통해 분석되었다. 시료들은 XRD 패턴에서, $35^{\circ}$ 부근의 (111) peak는 매우 높은 intensity를 나타내었고, $60^{\circ}$, $72^{\circ}$ 부근의 (220), (311) peak 등 탄화규소 결정상에 대한 peak pattern이 명확하게 관찰되었다. Ar 분위기에서 탄화왕겨와 실리카의 혼합비율이 6 : 4인 혼합물로부터 합성된 시료는 XRD 패턴에서 잔류카본이 검출되지 않았으며, hexagonal 결정상의 비율이 비교적 낮고, cubic SiC 결정상이 주도적으로 나타내었다. 탄화왕겨와 실리카의 혼합비율이 6 : 4인 경우에 합성된 시료는 $5{\mu}m$ 이하의 미세한 입자들이 관찰되었으며, TEM 분석결과에서, SiC 결정질상의 (110) 회절패턴 형태를 나타내었다.
용융탄산염형 연료전지의 특성을 결정짓는 탄산염 전해질에 있어, 기존의 Li-K와 Li-Na 탄산염과는 다른 Li-Na-K 삼원계 탄산염의 특성을 산소환원 및 산화니켈 용해거동을 통해 검토하였다. 대상 삼원계 전해질은 Li-Na-K=47.4-32.6-20, 60-20-20, 50-40-10, $40-40-20mo1\%$이었으며, $650^{\circ}C$, 1기압 조건에서 산소환원 거동은 전기화학적 방법을 통해, NiO용해거동은 화학적 방법을 통해 검토하였다 삼원계 조성에 따라 산소환원 전류치의 차이가 관찰되어, 산소용해도가 조성에 의존함을 나타내었다. 또한 $Li-Na-K = 50-40-10 mol\%$ 조성에서는 다른 형태의 산소환원 피크가 관찰되어 조성에 따라 산소환원 메카니즘의 차이가 존재할 수 있음을 시사하였다. 그러나 산화니켈 용해도는 조성에 크게 의존하지 않는 특성을 보여주었다.
DC urban railway power system consists of DC power network and AC power network. The DC power network supplies electric power to railway vehicles and the AC power network supplies electric power to station electric equipment. Recently, because of power consumption reduction and peak load shaving, intelligent measurement of regenerative energy and renewable energy adapted on DC urban railway is required. For this reason, DC smart metering system for DC power network shall be developed. Therefore, in this paper, DC voltage sensor, current sensor, and DC smart meter were developed and evaluated by performance test. DC voltage sensor was developed for measuring standard voltage range of DC urban railway, and DC current sensor was developed as hall effect split core type in order to install in existing system. DC smart meter possesses function of general intelligent electric power meter, such as measuring electricity and wireless communication etc. And, DC voltage sensor showed average 0.17% of measuring error for 2,000V/50mA, and current sensor showed average 0.21% of measuring error for ${\pm}2,000V/{\pm}4V$ in performance test. Also DC smart meter showed maximum 0.92% of measuring error for output of voltage sensor and current sensor. In similar environment for real DC power network, measuring error rate was under 0.5%. In conclusion, accuracy of DC smart metering system was confirmed by performance test, and more detailed performance will be verified by further real operation DC urban railway line test.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 높은 데이터 속도로 인해 고속 통신에 매우 좋은 방식이다. 그러나 OFDM은 멀티캐리어를 이용하기 때문에 동위상의 신호가 합쳐져 높은 PAPR(Peak to Average Power)이 발생하고, 그로 인해 비선형 증폭기를 거치면서 신호가 왜곡되는 문제점이 발생한다. Tone reservation (TR) 기법은 몇 개의 서브 채널에 임의의 tone 신호를 삽입한 후 원 신호와 결합하여 PAPR을 측정하고, 이 신호를 변경 후 다시 같은 과정을 거치면서 최종적으로 최적의 PAPR값을 갖는 tone 신호를 송신 데이터와 함께 보내는 기법이다. 또한, discrete cosine transform(DCT)은 cosine 값을 데이터에 곱해 줌으로써 위상 회전을 통해 PAPR을 저감하는 기법이다. 본 논문에서는 OFDM 시스템의 보다 효과적인 PAPR 저감을 위해 TR(Tone Reservation)과 DCT 변환 기법을 사용하였다. 그 두 가지 기법을 이용하여 시뮬레이션 비교, 분석 결과 TR 기법에 DCT를 첨가하였을 경우, PAPR 저감 성능이 각각의 성능에 비해 개선되고 또한 $10^{-5}$에서 BER 성능이 TR 기법보다 1 dB, DCT 변환보다 2 dB 정도 향상되는 것을 확인하였다.
OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 통신 시스템은 고속 무선 데이터 전송에 적합한 방식으로 널리 알려져 있지만, 높은 PAPR(peak-to-average power ratio)로 인하여 HPA(high power amplifier)에서 큰 비선형 왜곡을 겪는 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 높은 PAPR을 저감하는 방법으로 더미 시퀀스(dummy sequence)를 삽입하는 새로운 SLM (selective mapping)방식을 제안하며, 이를 DSI-SLM기법이라 하기로 한다. 제안된DSI-SLM 기법은 각 브랜치(branch)에서 일정비율의 부반송파에 각기 다른 더미 시퀀스를 인가하고 IFFT(inverse Fourier transform) 후 가장 낮은 PAPR을 갖는 브랜치의 데이터를 전송한다. 이 방식에 사용된 더미 시퀀스는 송신단에서 PAPR 저감만을 위해 사용될 뿐 수신단에서의 데이터 복원 과정에는 필요로 하지 않으므로, 기존의 SLM및 PTS에서 나타나는 부가정보 전송의 필수성과 같은 단점을 해결하면서 실시간 데이터 처리를 가능케 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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