• 한국통신학회논문지
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• 제32권10C호
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• pp.1010-1018
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• 2007

본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)을 효과적으로 감소시키기 위한 Clipped Companding 기법을 제안한다. 제안된 기법은 시스템의 복잡도와 비트오율 (Bit Error Rate; BER) 성능 측면을 모두 고려하기 위해, 기본적으로 Companding 기법을 기반으로 하고 Clipping과 Companding 기법이 순차적으로 결합된 두 단계로 구성된다. 제안된 기법의 첫번째 단계에서는 시스템의 BER 성능에 영향을 미치지 않을 정도의 피크 신호들을 잘라내게 되고, 두번째 단계에서는 Wang이 제안한 ${\mu}-law$ Companding 기법을 사용하여 효과적으로 PAPR을 감소시키게 된다. 모의실험 결과, 제안된 Clipped Companding 기법은 기존의 ${\mu}-law$ Companding 기법에 비해 PAPR을 좀 더 감소시킬 수 있으며 동시에 시스템의 BER 성능은 거의 동일하게 유지시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권4C호
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• pp.401-407
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• 2010

본 논문은 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 시스템에서 PAPR (peak-to-average power ratio) 감소 기법으로 복잡도가 낮은 컴팬딩 (companding) 기법을 고려한다. 기존의 컴팬딩 함수는 시스템 요구 사항에 따라 설계하기 어렵고 비트오류율 성능 열화가 매우 큰 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 임의의 최대 PAPR 값을 제공하고 그에 따라 비트오류율 성능이 점진적으로 바뀌는 스케일러블 컴팬딩 함수를 제안한다. 제안하는 컴팬딩 함수는 시스템이 요구하는 PAPR 성능과 비트오류율 성능에 따라 쉽게 설계할 수 있으며, 모의실험 결과 같은 PAPR 조건에서 기존의 클리핑이나 $\mu$-low 기법보다 우수한 비트오류율 성능을 제공함을 볼 수 있다.

• 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.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권1호
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• pp.200-220
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• 2016

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals suffer from the problem of large peak-to-average power ratio (PAPR) which complicates the design of the analog front-end of the system. Companding is a well-known PAPR reduction technique that reduces the PAPR by transforming the signal amplitude using a deterministic function. In this paper, a novel piecewise linear companding transform is proposed. The design criteria for the proposed transform is developed by investigating the relationships between the compander and decompander's profile and parameters with the system's performance metrics. Using analysis and simulations, we relate the companding parameters with the bit error rate (BER), out-of-band interference (OBI), amount of companding noise, computational complexity and average power. Based on a set of criteria developed thereof, we formulate the design of the proposed transform. The main aim is to preserve the signal's attributes as much as possible for a predetermined amount of PAPR reduction. Simulations are carried out to evaluate and compare the proposed scheme with the existing companding transforms to demonstrate the enhancement in PAPR, BER and OBI performances.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권3호
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• pp.218-229
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• 2011

Companding algorithms have been used to enhance speech recognition in noise for cochlea implant users. The efficiency of using companding for digital hearing aid users is not yet validated. The purpose of this study is to evaluate the performance of the companding for digital hearing aid users in the various hearing loss cases. Using HeLPS, a hearing loss simulator, two different sensorinerual hearing loss conditions were simulated; mild gently sloping hearing loss(HL1) and moderate to steeply sloping hearing loss(HL2). In addition, a non-linear compression was simulated to compensate for hearing loss using national acoustic laboratories-non-linear version 1(NAL-NL1) in HeLPS. In companding, the following four different companding strategies were used changing Q values(q1, q2) of pre-filter(F filter) and post filter(G filter). Firstly, five IEEE sentences which were presented with speech-shaped noise at different SNRs(0, 5, 10, 15 dB) were processed by the companding. Secondly, the processed signals were applied to HeLPS. For comparison, signals which were not processed by companding were also applied to HeLPS. For the processed signals, log-likelihood ratio(LLR) and cepstral distance(CEP) were measured for evaluation of speech quality. Also, fourteen normal hearing listeners performed speech reception threshold(SRT) test for evaluation of speech intelligibility. As a result of this study, the processed signals with the companding and NAL-NL1 have performed better than that with only NAL-NL1 in the sensorineural hearing loss conditions. Moreover, the higher ratio of Q values showed better scores in LLR and CEP. In the SRT test, the processed signals with companding(SRT = -13.33 dB SPL) showed significantly better speech perception in noise than those processed using only NAL-NL1(SRT = -11.56 dB SPL).

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권12호
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• pp.4872-4891
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• 2015

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals suffer from the problem of high peak-to-average power ratio (PAPR), which complicates the design of analog front-end of the system. Companding is a well-known PAPR reduction technique that involves transforming signal amplitudes using a deterministic function. OFDM signal amplitude, on average, is Rayleigh distributed but the distribution can vary significantly from symbol to symbol, especially when constellation size increases. In this paper, a new adaptive companding scheme is proposed along with its design methodology aiming at optimizing the compander performance by accommodating this variation in its design. This is achieved by designing compander parameters separately for statistically dissimilar symbols in OFDM waveform and making the compander select from these parameters, during run-time, according to the features of input symbols.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권7호
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• pp.3117-3130
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• 2016

High peak-to-average power ratio (PAPR) of transmitted signals is a major drawback in Multicarrier modulation (MCM) systems. Companding transform is a well-known method to reduce the PAPR without restrictions on system parameters such as the number of subcarriers, frame format and constellation type. In this paper, a novel adaptive companding scheme, mainly focuses on compressing the large signals into the desirable distribution, is proposed to reduce the PAPR with low implementation complexity. In addition, formulas to calculate its PAPR and bit error rate (BER) performance are also derived. Simulation results confirm that the proposed scheme can achieve an effective tradeoff between PAPR reduction and BER performance by carefully choosing the companding parameter.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제43권5호
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• pp.79-87
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• 2006

본 연구에서 인공 와우 환자의 잡음 상황에서 음성 신호 강조와 잡음 제거를 위한 전 처리로서 companding strategy를 적용하고 이를 평가하였다. Companding은 인간의 청각 특성인 two tone suppression에 기반하며 이는 음성 스펙트럼 피크를 강화하고 배경 잡음을 감소시킨다. 하지만 companding은 잡음 제거와 스펙트럼 피크의 강화에 효과적인 반면, 제한된 채널의 수와 비선형 블록으로 인한 음성 정보 손실의 교환 특성을 가진다. 따라서 본 연구에서는 잡음 제거와 음성 정보 손실의 정도가 상대적인 두 companding 구조를 설계하여 개인마다 잡음 상황에서 언어 인지 특성차이에 따른 적절한 필터 뱅크를 도출하였으며, 낮은 신호 대 잡음 비 환경에서 인공 와우 환자의 언어 인지 향상을 위한 방법을 제시하였다. 제안된 알고리즘은 잡음 밴드 시뮬레이션을 이용하여 정상인 5명에게 평가되었다. 모든 피실험자에게서 효과적인 언어 인지의 향상이 관측되었고, 각 피실험자가 선호하는 필터 뱅크는 다르게 나타났다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권11C호
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• pp.1067-1075
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• 2009

본 논문에서는 시스템의 복잡도와 비트오율 (Bit Error Rate; BER) 성능을 모두 고려하여 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)을 효과적으로 감소시키기 위한 적응적 Companding 기법을 제안한다. 제안된 기법은 OFDM 시스템의 변조 레벨에 따라 BER 성능과 PAPR 감소를 모두 고려하기 위해 송신단의 Compression과 수신단의 Expanding 함수를 적응적으로 변화시킨다. 또한 본 논문에서는 제안된 기법에 대한 스펙트럼 특성을 분석하고, 대역외 스펙트럼 전력을 감소시키기 위한 필터링 방안을 도입하여 적용한 후의 BER 성능을 확인하였다. 일반적인 Companding 알고리즘과 비교한 모의실험 결과, 제안된 기법은 PAPR 감소 측면에서도 효과적일 뿐만 아니라 스펙트럼 전력 측면에서도 좋은 특성을 넓이면서도, 필터링 사용 유무에 관계없이 BER 성능도 매우 우수함을 확인할 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.17-20
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• 2002

We propose in this paper a companding scheme for PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) reduction in OFBM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) systems. By exploiting statical distribution of OFDM transmit signals, the proposed scheme effectively reduces the PAPR by compressing the peak signals, while maintaining the average power unchanged. Simulation results are provided to show good performance of the proposed scheme.