KR100528427B1 - 특정 더미 시퀀스(dummy sequence)를 부가적으로 사용하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 저감하는 장치 및 방법 - Google Patents

특정 더미 시퀀스(dummy sequence)를 부가적으로 사용하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 저감하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR100528427B1 KR10-2003-0027364A KR20030027364A KR100528427B1 KR 100528427 B1 KR100528427 B1 KR 100528427B1 KR 20030027364 A KR20030027364 A KR 20030027364A KR 100528427 B1 KR100528427 B1 KR 100528427B1
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Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM이라고 함) 통신 시스템에서 많은 부반송파로 인하여 발생되는 높은 피크 전력 대 평균 전력 비(Peak-to-Average Power Ratio; 이하 PAPR이라고 함.)를 감소시키므로써, 고출력전력증폭기(high-power amplifier, 이하 HPA이라고 함.)에서 발생하는 비선형 왜곡을 피하여 고품질 신호 전송을 하거나, 고효율 전력증폭을 하기 위한 기술이다. 병렬로 입력되는 데이터에 추가로, 일정한 상보 시퀀스(complementary sequence), 또는 그 데이터들의 특성과 관련된 상관시퀀스, 또는 모두 1이거나 0인 시퀀스로 대체하거나 플리핑(flipping) 방식을 통해 생성된 더미 시퀀스(dummy sequence)를 부가하여 OFDM 신호의 PAPR을 감소시킨다. 이 더미 시퀀스는 PAPR 감소만을 위하여 사용된다. 또한 PAPR 임계치 비교기를 사용함으로써 역고속 푸리에 (Inverse Fast Fourier Transform, 이하 IFFT라고 함.) 변환부 출력 신호의 PAPR을 측정하여 시스템에서 설정된 PAPR의 임계치보다 낮으면 바로 송신하고, 반대로 PAPR의 임계치보다 높으면 더미 시퀀스 삽입부로 궤환시켜 낮은 PAPR을 갖는 시퀀스를 삽입하여 전송함으로써 계산량을 줄인다.

Description

특정 더미 시퀀스(dummy sequence)를 부가적으로 사용하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 저감하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR THE EFFECTIVE PAPR(PEAK-TO-AVERAGE POWER RATIO) REDUCTION OF OFDM(ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING) COMMUNICATION SIGNAL BY THE SPECIFIED DUMMY SEQUENCE INSERTION}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중화 통신 시스템(OFDM)에서 필수적으로 사용되는 많은 부반송파로 인하여 발생되는 중요한 문제점인 높은 피크 전력 대 평균 전력 비(PAPR)를 감소시키므로써, 고출력전력증폭기(HPA)에서 발생하는 비선형 왜곡을 방지하여 고품질 신호 전송을 하거나, 고효율 전력증폭을 하기 위한 특정 더미 시퀀스(dummy sequence)를 부가적으로 사용하여 직교주파수분할다중화(OFDM)통신 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 효과적으로 저감하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 직교 주파수분할 다중화(OFDM) 시스템은 서브 채널의 스펙트럼은 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋고, OFDM 변복조가 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform; IFFT, 이하 IFFT라 함)와 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform; FFT, 이하 FFT라 함)에 의해 구현되기 때문에 변·복조부의 효율적인 디지털 구현이 가능하고, 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 강하여 현재 유럽 디지털 방송의 전송과 IEEE 802.11a 및 IEEE 802.16a 와 b 등 대용량 무선 통신 시스템의 규격으로 채택되어 있는 고속의 데이터 전송에 효과적인 기술이다.
이러한 장점에도 불구하고, 직교 주파수분할 다중화(OFDM) 시스템은 높은 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 갖는 가장 큰 단점이 있다. OFDM은 많은 반송파들을 이용하여 데이터를 전송하므로 최종 OFDM 신호는 진폭의 크기가 각 반송파의 진폭 크기의 합이 되어 진폭의 변화 폭이 심하며, 각 반송파들의 위상이 일치한다면 매우 큰 값을 가지게 된다. 따라서 고출력전력증폭기(HPA)의 선형 동작 범위를 벗어나게 되고 HPA를 통과한 신호는 왜곡이 발생된다. 따라서 이런 신호의 왜곡을 줄이기 위해서 HPA의 동작점을 하향 조정하게 되는데 이를 백-오프(Back-off)라 한다. Back-off의 값이 커질수록 전력 소모 또한 커지게 되어 증폭기의 효율이 매우 나빠진다. 따라서, 높은 PAPR을 갖는 신호는 선형 증폭기의 효율을 나쁘게 하며, 비선형 증폭기에서는 동작점을 비선형 영역에 위치하게 하여 비선형 왜곡이 되며, 반송파들간의 상호 변조와 스펙트럼 방사를 일으킨다.
PAPR을 낮추기 위한 여러 가지 기술 중 기본적인 것으로서 신호의 왜곡을 피하기 위하여 전력 증폭기의 선형 영역을 넓혀서 모든 신호들이 선형적으로 동작하도록 하거나, 비선형 증폭기에서 back-off를 하여 선형 영역에서 동작하게 하는 것이 있으나, 이런 경우 전력 효율이 나빠지고 가격이 비싸지므로 비선형 왜곡을 막기 위한 PAPR 감소는 OFDM 통신 시스템 연구에서 매우 중요하며 여러 가지 방법과 방안이 연구되고 있다.
통상적으로 PAPR을 감소시키는 방법으로 클리핑(Clipping), 블록 코딩(Block Coding), 위상(Phase) 조정 방법이 있다. 클리핑 방법은 신호의 크기가 정해진 값보다 크면 강제로 그 크기를 정해진 값으로 잘라내는 방법으로 간단하면서 효과적으로 PAPR을 감소시키는 방법이나 비선형 연산으로 인해 대역 내(in-band) 왜곡이 발생하여 BER 성능이 나빠지고, 대역 밖(out-band) 클리핑 잡음을 발생시켜 인접 채널 간섭이 발생한다.
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블록코딩 방법은 여분의 반송파에 신호의 PAPR이 낮아지도록 코딩기법을 부가하여 전송한다. 이 기술은 오류 정정 기능뿐만 아니라 신호의 왜곡없이 PAPR을 감소시킬 수 있지만 스펙트럼 효율이 매우 나빠지고, 룩업 테이블(look-up table)이나 생성 매트릭스(generation matrix)의 크기가 커져 매우 복잡하고 계산량이 많다.
위상회전 방식으로 부분전송시퀀스(Partial Transmit Sequence, 이하 PTS라함)과 선택적 매핑(Selective Mapping, 이하 SLM이라 함)이 있다. PTS는 SLM과 동일한 장점을 갖고 있을 뿐만 아니라 비선형 왜곡없이 PAPR을 줄이는 가장 효과적이고 융통성 있는 방법으로 알려져 있다. SLM은 길이 N의 동일한 데이터에 M개의 통계적으로 독립적인 N 길이의 시퀀스를 곱해서 그 중 가장 낮은 PAPR을 가지는 시퀀스를 전송하는 방식이다. M개의 IFFT 과정이 필요한 반면, PAPR을 상당히 낮출 수 있고 반송파 수에 무관하게 적용이 가능한 장점이 있다.
상기한 두 가지 방법은 스펙트럼 왜곡이 없고, 효과적으로 PAPR을 저감할 수 있으며, 변조방식에 관계없이 적용 가능하다. 그러나 data를 복원하기 위해서 회전 인자(rotation factors)에 대한 부가 정보를 수신기에 전송해야 하는 문제점을 가지고 있다. 이 부가 정보를 별도의 채널에 보내주면 통신 방식에 복잡해지고, 동일 채널에 보내주되 에러가 발생하면 그때의 OFDM 심볼의 정보는 모두 에러가 발생되어 훼손당할 수 있는 매우 불리한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로써, 더미시퀀스 삽입 기법을 이용하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신시스템에서 다중 반송파 사용으로 인한 가장 큰 문제점인 높은 PAPR을 효율적으로 줄여 줌으로써 HPA의 전력효율을 증가시킬 수 있으며, 비선형 왜곡을 방지할 수 있어서 고품질 통신을 가능하게 하며, 신호의 왜곡이 발생하지 않고 변조 방식의 종류와 부반송파의 수에 관계없이 적용이 가능한 직교주파수변조다중화(OFDM) 방식을 사용하는 통신시스템에서 신호를 왜곡시키지 않고 피크전력 대 평균전력 비(PAPR)를 효과적으로 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
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상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,순차적으로 입력되는 데이터를 병렬로 변환하는 직/병렬 변환부;직/병렬 변환부로 부터 전달받은 병렬 정보 데이터에 특정의 더미 시퀀스 신호를 삽입하여 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)감소하기 위한 더미 시퀀스 삽입부;더미 시퀸스 신호가 삽입된 병렬 정보 데이터를 변환하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 변조를 수행하기 위한 역 고속푸리에(IFFT) 변환부;역 고속푸리에(IFFT) 변환부로부터 더미 시퀀스가 삽입되어 전송된 병렬 정보 데이터중 더미 시퀀스가 삽입된 부분을 제거하고, 이를 고속푸리에 변환하여 복원된 데이터를 직렬로 변환하기 위한 병/직렬 변환부; 및병/직렬 변환부로부터 입력된 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 측정하여 설정값 보다 낮으면 전송하고, 입력된 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)가 상기 설정값보다 높으면 더미 시퀀스 삽입부로 궤환시켜 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 감소시키기 위한 신호를 전달하기 위한 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR) 비교기를 포함한다.또한, 본 발명은, 순차적으로 입력되는 데이터를 병렬로 변환하고, 변환된 병렬데이터에 추가적으로, 특정 형태의 더미 시퀀스를 삽입하여 직교주파수분할다중화(OFDM)하는 변조단계;변조된 직교주파수분할다중화(OFDM)신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 검출하여, 검출된 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)가 설정값보다 낮으면 전송하고, 출된 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)가 설정값보다 높으면 피드백(feedback)시켜 상보 시퀀스(complementary sequence)를 더미 시퀀스(dummy sequence)로 삽입시켜 변조단계를 수행하는 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR) 비교 단계를 포함한다.이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 더미 시퀀스 삽입(DSI :dummy sequence insertion)기법으로 직교주파수분할다중화(OFDM)통신시스템에서 다중 반송파 사용으로 인한 가장 큰 문제점인 높은 PAPR을 효율적으로 줄이는 것이다. PAPR을 낮추면 고출력전력증폭기(HPA)의 전력효율을 증가시킬 수 있으며 또한 비선형 왜곡을 방지할 수 있어서 고품질 통신이 가능하다. 본 발명은 주파수분할다중화(OFDM)통신 시스템에서, 병렬로 입력되는 데이터에 일정한 상보 시퀀스(complementary sequence), 또는 그 데이터들의 특성과 관련된 상관 시퀀스, 또는 모두 1이거나 0인 시퀀스를 추가하여 전송함으로써 첨두 전력(peak power)을 저감하는 것이다. 본 발명은 신호의 왜곡이 발생하지 않고 변조 방식의 종류와 부반송파의 수에 관계없이 적용 가능하다.또한 본 발명은 블록 코딩의 최대 약점으로 지적되는 코드율(code rate) 또는 대역 효율(bandwidth efficiency)을 대폭적으로 개선시킨다.본 발명에 따른 더미 시퀀스를 삽입하여 PAPR을 감소시키는 방법은 더미 시퀀스로 상보 시퀀스(complementary sequence)를 사용하거나 상관 값(correlation value)을 사용하거나 0과 1을 사용하는 것이다. 이 더미 시퀀스는 송신단에서 오로지 PAPR을 줄이는 데에만 사용되고 수신단에서는 그대로 제거된다. 종래의 PAPR을 줄이는 데 사용되는 부분전송시퀀스(PTS)나 선택적 매핑(SLM)처럼 부가정보로 사용되지 않으므로 에러가 발생되어도 상관없다.또한, 본 발명은 모든 입력 신호에 대하여 PAPR을 저감 기법을 적용하지 않고, 대부분의 낮은 PAPR을 가지는 신호는 바로 전송하고, 어느 이상의 높은 PAPR을 가지는 신호에 대해만 PAPR 저감 기법을 적응적으로 적용하는 임계치(threshold) 기법을 이용한다.이와 같은 본 발명은 구성은 도 1에서 보는 바와 같이, 순차적으로 입력되는 데이터를 병렬로 변환하는 직/병렬 변환부로 부터 전달받은 병렬 정보 데이터에 특정의 더미 시퀀스 신호를 삽입하여 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)감소하기 위한 더미 시퀀스 삽입부를 포함한다. 직/병렬 변환부에서 출력된 신호는 더미 시퀀스 삽입부에 의하여 정해진 리던던트 서브 케리어 수에 알맞은 길이의 더미 시퀀스가 전송 데이터에 삽입되게 된다.역 고속푸리에(IFFT) 변환부는 더미 시퀸스 신호가 삽입된 병렬 정보 데이터를 변환하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 변조를 수행하고, 병/직렬 변환부는 역 고속푸리에(IFFT) 변환부로부터 더미 시퀀스가 삽입되어 전송된 병렬 정보 데이터중 더미 시퀀스가 삽입된 부분을 제거하고, 이를 고속푸리에 변환하여 복원된 데이터를 직렬로 변환한다. 또한, 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR) 비교기는 병/직렬 변환부로부터 입력된 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 측정하여 설정값 보다 낮으면 전송하고, 입력된 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PARR)가 상기 설정값보다 높으면 더미 시퀀스 삽입부로 궤환시켜 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 감소시키기 위한 신호를 전달한다.
즉, 본 발명은 OFDM 통신 시스템에서 더미 시퀀스 삽입부(dummy sequence insertion)에서 정해진 형태의 더미 시퀀스를 삽입하여 역 고속푸리에 변환부로 전달해서 직교주파수분할다중화(OFDM)변조시키고, 그 다음 PAPR 비교기에서 PAPR을 검사하여 낮은 PAPR의 OFDM 신호이면 전송하고 반대로 아직 높은 PAPR이면 피드백(feedback)하여 상보 시퀀스(complementary sequence)를 더미 시퀀스(dummy sequence)로 삽입하여 PAPR을 감소시킨다. 이때 상보 시퀀스(complementary sequence)를 더미 시퀀스(dummy sequence)로 사용하는 경우에 더미 시퀀스 삽입부에서는 미리 정해진 다른 상보 시퀀스를 삽입한다. 다음으로 더미 시퀀스(dummy sequence)로 사용하는 것은 입력 데이터와의 연관성을 이용하는 상관 시퀀스(correlation sequence), 모두 0으로 이뤄진 시퀀스 그리고 모두 1로 이뤄진 시퀀스로 구분된다. 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신시스템에서 PAPR이 크게 발생하는 기본적인 원인은 다수의 많은 부반송파들이 서로 동일한 위상을 갖을수록 크게 발생하며, 서로 서로 반대의 위상을 갖게되면 PAPR은 낮아진다. 그러므로, 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신시스템에서 정보 시퀀스에 의해서 변조되는 부분을 변화시키면 여러 가지로 복잡하고 정보의 올바른 전송이 곤란할 수 있다. 그러므로 본 발명에서는 정보시퀀스 부분은 그대로 보존시키되, PAPR이 크게 발생하지 않도록 서로 반대의 위상 특성을 보일 수 있는 특정 상보 시퀀스나 상관 시퀀스를 이용한다.상보 시퀀스(complementary sequence)의 더미 시퀀스(dummy sequence)를 삽입하는 방법은 PAPR을 낮추기 위하여 준비된 다른 상보시퀀스를 한꺼번에 대치하는 방법을 사용한다. 나머지의 경우에는 더미 시퀀스의 상위 비트부터 하나씩 반전시켜서 PAPR이 낮아지는가를 확인하여 낮아지는 방향으로 더미 시퀀스 비트를 결정해나가는 플립핑(flipping) 방법으로 더미시퀀스를 삽입한다.
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본 발명에서는 병렬로 입력되는 데이터에 추가로, 일정한 상보 시퀀스(complementary sequence), 또는 그 데이터들의 특성과 관련된 상관시퀀스, 또는 모두 1이거나 0인 시퀀스를 초기 더미 시퀀스(dummy sequence)로 부가하여 OFDM 신호의 PAPR을 감소시킨다. 또한 PAPR 임계치 비교기를 사용함으로써 역 고속 푸리에 (Inverse Fast Fourier Transform, 이하 IFFT라고 함.) 변환부 출력 신호의 PAPR을 측정하여 시스템에서 설정된 PAPR의 임계치보다 낮으면 바로 송신하고, 반대로 PAPR의 임계치보다 높으면 더미 시퀀스 삽입부로 궤환시켜 낮은 PAPR을 갖는 시퀀스를 삽입하여 전송함으로써 계산량을 줄일 수 있다. 이 방식에서 PAPR 비교기에서 기준 PAPR보다 높은 경우 더미 시퀀스 삽입부로 궤환하여 다른 더미시퀀스를 삽입하게 되는데 이때 사용되는 방식을 두 가지로 나누어 본다. 첫 번째는 미리 정해진 시퀀스를 차례로 삽입하여 사용하는 방법과 플립핑 방식을 사용하여 새로운 시퀀스를 생성하는 방법르로 나뉜다.
도 2 및 도 3은 더미 시퀀스 삽입후의 전송 데이터 블록도이다. 도 2는 상보시퀀스(complementary sequence)를 사용할 경우의 데이터 블록도로 길이가 M인 상보시퀀스가 삽입된다. 도 3은 상관 값(correlation value)을 사용할 경우의 데이터 블록도인데, 상관값은 더미 시퀀스 수만큼 데이터를 블록으로 나눈 후 각각의 블록 첫 번째 값의 역을 취한 값을 첫 번째 더미시퀀스로 사용하게 된다.
본 발명은 종래의 PTS, SLM 방식과 다르게 부가 정보를 전송하지 않는다. 즉, 더미 시퀀스로 부가된 정보는 단지 PAPR 저감만을 위해 사용된다. 기존 블록 코딩의 경우 코드 레이트(code rate)는 가능한 위상 k의 수가 1＋log2 N이다. 따라서 코드레이트는 다음과 같다.
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[수학식 1]
본 발명의 전송 효율은 다음 수학식 1과 같이 항상 고정된 값이다.
[수학식 2]
L은 전송 데이터 수, M은 PAPR 저감을 위한 더미 시퀀스의 크기이다. 따라서 블록코딩의 전송 비해 전송 효율이 매우 좋음을 알 수 있다. 또한 계산량의 차이에 있어서 상기 PTS의 경우 V개의 서브블록(subblock)으로 나뉠 때 2V-1의 반복적인 계산을 통해서 가장 작은 PAPR을 가질 때 전송하지만, 본 발명의 경우 제 7도를 참고하여 보면 최대 반복횟수가 M으로 계산량이 현저히 줄어듦을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 수신단의 구조는 종래의 PTS, SLM 및 블록코딩처럼 부가 정보를 사용하지 않아 수신단의 구조가 훨씬 단순해진다. 또한 부가정보 오류에 따른 전송 데이터 오류의 발생을 방지할 수 있다.
도 4는 L=56, M=8인 경우 더미(dummy) 시퀀스를 삽입하여 본 발명으로 PAPR 저감한 경우와 그렇지 않은 경우의 CCDF 성능 분석도이다. 더미(dummy) 시퀀스를 삽입하지 않은 이론(Theory) 곡선은 맨 밖에 있어서 PAPR이 가장 크게되는 경우이며, 본 발명의 경우에 방법1 (Method 1)과 방법2 (Method 2), 방법3 (Method 3)은 비슷한 성능이고, 방법4 (Method 4)가 가장 PAPR 저감 효과가 적은 것임을 알 수 있다.
도 5는 L=48, M=16인 경우 더미(dummy) 시퀀스를 삽입하는 경우와 아닌 경우의 CCDF 성능 분석도 이다. 도 4와 유사하지만, 본 발명의 방법1 (Method 1)이 가장 우수한 PAPR 저감 효과가 있음을 알 수 있다.
도 6은 L=56, M=8이고, 상보 시퀀스를 사용하는 경우 임계값에 따른 CCDF 성능 분석도이다. 임계 값이 작으면 가장 우수한 PAPR 저감 효과가 있음을 알 수 있다. 도 7은 L=48, M=16인 경우와 L=48, M=16인 경우, 상보 시퀀스를 사용하는 경우 PAPR 임계치에 따른 반복 탐색 횟수를 보여준다. 임계 값이 작으면 가장 오랫동안 반복 탐색시간이 소요됨을 알 수 있다.
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도8은 부가성 백생 가우시안 잡음(AWGN:Additive White Gaussian Noise) 채널에서 비트오율(BER) 성능을 보여준다. 기존의 PTS 방법은 위상회전에 관한 정보가 잡음에 의해 훼손되면 정보 복원에 문제가 되므로 가장 나쁜 비트오율 특성을 보이고 있다. 그 이외의 본 발명의 방법과 이론 특성이 동일한 특성임을 알 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 더미시퀀스 삽입(DSI : dummy sequence insertion)기법으로 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신시스템에서 다중 반송파 사용으로 인한 가장 큰 문제점인 높은 PAPR을 효율적으로 줄이는 것이다. PAPR을 낮추면, HPA의 전력효율을 증가시킬 수 있으며 또한 비선형 왜곡을 방지할 수 있어서 고품질 통신이 가능하다. 이 방법은 신호의 왜곡이 발생하지 않고 변조 방식의 종류와 부반송파의 수에 관계없이 적용 가능하다. 부분적으로 PAPR 저감 효율이 낮아지는 단점이 있지만 블록 코딩에 비해 우수한 전송 효율을 가진다. 전송하지 않는 하부 밴드들을 단순히 제로패딩(zero padding)하지 않고 더미 시퀀스를 삽입하므로 효과적인 PAPR 저감 성능을 얻을 수 있다. 임계치(threshold) 기법을 적용하여 대부분의 낮은 PAPR을 가지는 신호는 바로 전송하고 높은 PAPR을 가지는 신호에 대하여 PAPR 저감 기법을 적용하므로 처리 시간을 단축할 수 있다. 마지막으로 부가 정보를 추가하여 전송하지 않으므로 수신기에서 부가 정보 오류에 따른 성능 저하를 방지할 수 있다.
도1은 더미 시퀀스 삽입 (DSI:dummy sequence insertion) 방법의 OFDM 송신기 블록 구성도.
도2는 더미 시퀀스가 상보시퀀스(complementary sequence)일 때 DSI 방법의 데이터 구성도.
도3은 더미 시퀀스가 상관시퀀스(correlation sequence)일 때 DSI 방법의 구성도.
도4는 L=56, M=8인 경우 DSI 방법이 적용된 경우와 아닌 경우의 CCDF 성능 분석도.
도5는 L=48, M=16인 경우 DSI 방법이 적용된 경우와 아닌 경우의 CCDF 성능 분석도.
도6은 L=56, M=8이고, 상보 시퀀스를 사용하는 경우 임계값에 따른 CCDF 성능 분석도.
도7은 L=56, M=8인 경우와 L=48, M=16인 경우, 상보 시퀀스를 사용하는 경우 PAPR 임계치에 따른 반복 탐색 횟수.
도8은 부가성 백생 가우시안 잡음(AWGN:Additive White Gaussian Noise) 채널에서 비트오율(BER) 성능.

Claims (3)

  1. 순차적으로 입력되는 데이터를 병렬로 변환하는 직/병렬 변환부;
    상기 직/병렬 변환부로 부터 전달받은 병렬 정보 데이터에 특정의 더미 시퀀스 신호를 삽입하여 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)감소하기 위한 더미 시퀀스 삽입부;
    상기 더미 시퀸스 신호가 삽입된 병렬 정보 데이터를 변환하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 변조를 수행하기 위한 역 고속푸리에(IFFT) 변환부;
    상기 역 고속푸리에(IFFT) 변환부로부터 상기 더미 시퀀스가 삽입된 정보 데이터를 직렬로 변환하기 위한 병/직렬 변환부; 및
    상기 병/직렬 변환부로부터 입력된 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 측정하여 설정값 보다 낮으면 전송하고, 상기 입력된 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)가 상기 설정값보다 높으면 상기 더미 시퀀스 삽입부로 궤환시켜 상보시퀀스(complementary sequence)를 더미 시퀀스(dummy sequence)로 삽입시켜 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 감소시키기 위한 신호를 전달하기 위한 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR) 비교기를 포함하여 특정 더미 시퀀스(dummy sequence)를 부가적으로 사용하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 저감하는 장치.
  2. 순차적으로 입력되는 데이터를 병렬로 변환하고, 변환된 병렬데이터에 추가적으로, 특정 형태의 더미 시퀀스를 삽입하여 직교주파수분할다중화(OFDM)하는 변조단계;
    상기 단계후에 상기 변조된 직교주파수분할다중화(OFDM)신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 검출하여, 상기 검출된 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)가 설정값보다 낮으면 전송하고, 상기 검출된 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)가 설정값보다 높으면 피드백(feedback)시켜 길이가 M인 상보 스퀀스(complementary sequence)를 더미 시퀀스(dummy sequence)로 삽입시켜 상기 변조단계를 수행하는 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR) 비교단계를 포함하는 특정 더미 시퀀스(dummy sequence)를 부가적으로 사용하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 저감하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR) 비교단계에서는 상기 상보시퀀스 대신에 더미 시퀀스 수만큼 데이터를 블록으로 나눈 후 각각의 블록 첫 번째 값의 역을 취한 값을 첫 번째 더미시퀀스로 사용하는 상관시퀸스를 사용하는 것을 특징으로 하는 특정 더미 시퀀스(dummy sequence)를 부가적으로 사용하여 직교주파수분할다중화(OFDM) 통신 신호의 피크 전력 대 평균 전력비(PAPR)를 저감하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7639747B2 (en) * 2003-10-23 2009-12-29 Harris Corporation System and method for reducing peak-to-average power ratio for multi-carrier communication systems
KR100612671B1 (ko) * 2004-01-06 2006-08-14 에스케이 텔레콤주식회사 다중 반송파 ｃｄｍａ 시스템에서 가변 코드 셋을 이용한 피크 대 평균 전력비 감소 방법
KR100688118B1 (ko) * 2004-04-23 2007-02-28 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 통신 시스템에서 피크 전력 대평균 전력비를 감소시키기 위한 장치 및 방법
KR100660992B1 (ko) * 2005-01-28 2006-12-22 쓰리에스디지털(주) 직교주파수분할다중 시스템에서 송수신 장치 및 방법
KR100897347B1 (ko) * 2007-05-25 2009-05-15 연세대학교 산학협력단 직교주파수분할다중화 신호의 피크 전력 대 평균 전력비를감소시키는 장치 및 그 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997040609A1 (en) * 1996-04-19 1997-10-30 Amati Communications Corporation Mitigation of radio frequency interference in multi-carrier transmission systems
US20030099302A1 (en) * 2001-08-23 2003-05-29 Wen Tong System and mehod for reducing the peak power in multi-carrier modulation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997040609A1 (en) * 1996-04-19 1997-10-30 Amati Communications Corporation Mitigation of radio frequency interference in multi-carrier transmission systems
US20030099302A1 (en) * 2001-08-23 2003-05-29 Wen Tong System and mehod for reducing the peak power in multi-carrier modulation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ieeexplore.ieee.org/xpl/abs_free.jsp ?arNumber=1277845 *
shannon2.uwaterloo.ca/~farzaneh/infth.pdf *

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