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SLM과 PTS 방식의 혼합에 의한 OFDM 신호에서의 PAPR 새로운 감소 기법

A New PAPR Reduction Methods in OFDM by Combining SLM and PTS

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.6 no.1, 2006년, pp.1 - 7  

기종해 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  김명제 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  유정웅 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부) ,  김성수 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부)

초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a new method that reduces the complexity of the combined system, which consists of the selective mapping(SLM) and the partial transmit sequence(PTS) in the Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM). In order to reduce the Peak-to-Average Power Ratio(PAPR), many techniques ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • [그림 5]는 기존의 PTS 기법의 PAPR 감소와 본 논문에서 제안한 결합된 시스템의 PAPR 감소 성능을 CCDF로 비교한 것으로 계산량은 증가하나 PAPR 감소 성능이 기존의 SLM과 PTS 기법보다 제안한 기법이 우수한 것을 나타낸다. 그러나 복잡도가 상당히 증가하는데, 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 N-point IFFT 알고리즘을 사용하여 SLM과 PTS 기법의 결합으로 인한 증가된 계산적 복잡성을 줄여보고자 하였다.
  • 부분은 JFFT의 앞에서부터 k번째 단계(stage)까지이고, 두 번째 부분은 남아 있는 n-k개의 단계(stage)로 이루어져 있다. 길이가 N인 IFFT를 보다 작은 길이의 IEFT로 연속해서 나누어가며 계산하는 것이다. 즉, N=2n대하여 N-point IFFT는 2개의 N/2-point transforms로부터 계산되어지며, N/2-point transforms은 2개의 N/4-point transforms으로부터 계산되어진다.
  • 이러한 두 가지 서로 상이한 방법들을 혼합하여 각각의 시스템에 갖고 있는 두 기법의 특성들을 이용하여 PAPR 감소 성능을 줄이고자 하는 연구가 진행되어왔다. 본 연구에서는 이 결합시스템이 갖고 있는 계산량의 복잡성을 줄이기 위한 새로운 방법을 도입한 시스템을 제안하였다. 제안된 새로운 시스템에서는 N-Point IFFT를 이용하여 최적의 효과를 내는 중간 단계에서 위상 시퀀스와 서브블럭 인덱스를 사용함으로써 계산적 복잡성을 줄였다.

가설 설정

  • N이 충분히 크다면, 변조된 신호는 중심극한정리(central limit theorem)에 의해 x(t)의 실수부와 허수부는 모두 가우시안 분포(Gaussian distribution)를 가지며, 각각의 평균은 0이고 분산은 1/2이 되는 경우로 가정하였다. 이 경우 OFDM 신호의 크기는 레일레이 분포(Rayleigh distribution)를 가지며 전력 분포는 자유도가 2이고 평균이 0인 중심 chi-square 분포가 된다.
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