KR100909694B1 - Adaptive tone reservation device and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적응적 톤 예약 장치 및 방법에 대하여 개시한다. 본 발명은 시간영역 OFDM 데이터 심볼을 입력받아 제1 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 적용하고, 상기 기법 적용으로 OFDM 신호의 첨두치를 제한하여 최대 전력 대 평균 전력비를 개선하는 제1 톤 예약 기법 제공부; 상기 제1 톤 예약 기법 제공부 출력 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 목표 임계치 이하인지를 비교하는 임계치 비교부; 상기 비교결과 목표 임계치 이하이면, 이를 전송하는 전송부; 상기 비교결과 목표 임계치 이상이면, 제2 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 재적용하여 최대 전력 대 평균 전력비를 재개선하는 제2 톤 예약 기법 제공부를 포함하고, 상기 제2 톤 예약 기법 제공부 출력은 상기 전송부를 통해 전송되는 점에 그 특징이 있다.The present invention discloses an adaptive tone reservation apparatus and method. The present invention provides a first tone reservation scheme for receiving a time-domain OFDM data symbol and applying a tone reservation scheme using a first set of PRTs, and improving the maximum power-to-average power ratio by limiting the peak value of the OFDM signal by applying the scheme. ; A threshold comparison unit for comparing whether a maximum power to average power ratio of the first tone reservation scheme providing unit output signal is less than or equal to a target threshold; A transmission unit for transmitting the comparison result if it is less than or equal to a target threshold value; If the comparison result is greater than or equal to the target threshold, the second tone reservation scheme providing unit for re-applying the tone reservation scheme using the second PRT set to improve the maximum power to average power ratio, and the output of the second tone reservation scheme providing unit It is characterized in that it is transmitted through the transmitter.

본 발명은 톤 예약 기법 적용시 적응적으로 PRT 집합을 적용함으로써 효율적이면서 유연한 PAPR 감소 성능을 제공하는 효과가 있다. The present invention has an effect of providing efficient and flexible PAPR reduction performance by adaptively applying a PRT set when applying a tone reservation scheme.

OFDM, 톤 예약 기법, 최대 전력 대 평균 전력비, PRT OFDM, tone reservation scheme, maximum power-to-average power ratio, PRT

Description

적응적 톤 예약 장치 및 방법 { Providing Apparatus of Adaptive Tone Reservation technique and Method thereof }Providing Apparatus of Adaptive Tone Reservation technique and Method

본 발명은 적응적 톤 예약 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 OFDM 신호의 PAPR 값에 따라 적응적 크기의 PRT 집합을 사용하고, 적응적 임계치를 적용하여 PAPR 감소에 효율적인 적응적 톤 예약 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adaptive tone reservation apparatus and method, and more particularly, to an adaptive tone reservation apparatus and method that is effective for reducing PAPR by using an adaptive sized PRT set according to the PAPR value of an OFDM signal and applying an adaptive threshold. It is about.

단일 반송파 시스템에 비해 다중 반송파 시스템은 주파수 선택적 채널에서 더 좋은 성능을 보인다고 알려져 있으나, 일반적인 주파수 분할 다중화 방법 사용시에는 시스템 성능은 개선되나, 주파수 효율이 떨어진다는 단점이 있다.It is known that a multi-carrier system has a better performance in a frequency selective channel than a single carrier system. However, when a general frequency division multiplexing method is used, system performance is improved, but frequency efficiency is inferior.

그런데, 직교 주파수 분할 다중 반송파(Orthogonal Frequency Division Multiplexing 이하, OFDM) 시스템은 주파수 효율이 높으면서도 다중 경로 페이딩 환경에서 효율적인 고속 데이터 전송이 가능하기 때문에 차세대 무선 통신 시스템 표준으로 각광받고 있다.However, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems have been spotlighted as the next-generation wireless communication system standards because they have high frequency efficiency and efficient high-speed data transmission in a multipath fading environment.

상세하게는, OFDM 시스템은 부반송파들 사이의 간격이 심볼 주기

Figure 112008000214155-pat00001
의 역수 값의 정수 배가 되게 하여 부반송파 간 직교성을 유지함으로써, 부반송파간의 간섭을 방지하고 주파수 효율을 최대화한다.Specifically, in an OFDM system, the interval between subcarriers is a symbol period.
Figure 112008000214155-pat00001
By maintaining the orthogonality between subcarriers by being an integer multiple of the inverse of, the interference between subcarriers is prevented and the frequency efficiency is maximized.

그리고, OFDM의 시스템은 사용하는 주파수 대역을 다수의 부채널(sub-channel)로 나누고, 각 부채널 해당 부반송파(sub-carrier)에 데이터를 실어서 병렬로 전송하며, 송신기는 다수의 부채널을 역고속푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform 이하, IFFT)하고, 수신기는 이를 고속푸리에 변환(Fast Fourier Transform 이하, FFT)하는 신호처리를 한다.In addition, the OFDM system divides a frequency band to be divided into a plurality of sub-channels, loads data on a corresponding sub-carrier in each sub-channel, and transmits the data in parallel, and a transmitter transmits a plurality of sub-channels. An Inverse Fast Fourier Transform (IFFT), and the receiver performs a signal processing for this Fast Fourier Transform (FFT).

OFDM 시스템에서 주파수 스펙트럼은 각 부반송파들의 합으로 나타낼 수 있다.

Figure 112008000214155-pat00002
개의 부반송파를 사용하는 OFDM 시스템에서는 입력 심볼 시퀀스
Figure 112008000214155-pat00003
에 대한 이산 시간
Figure 112008000214155-pat00004
에서의 OFDM 송신 신호 시퀀스
Figure 112008000214155-pat00005
는 다음 수학식 1과 같이 표현된다.In an OFDM system, the frequency spectrum may be represented by the sum of respective subcarriers.
Figure 112008000214155-pat00002
Symbol sequence in an OFDM system using two subcarriers
Figure 112008000214155-pat00003
Discrete time for
Figure 112008000214155-pat00004
OFDM signal sequence in
Figure 112008000214155-pat00005
Is expressed by Equation 1 below.

Figure 112009023798541-pat00197
Figure 112009023798541-pat00197

OFDM 시스템의 송신 신호는 주파수 스펙트럼을 IFFT 하여 나타나는 부채널 신호의 합으로 이루어지는데, 부채널 신호가 동위상을 갖는 경우 순시 파워가 매우 커질 수 있어 최대 순시 파워 대 평균 파워 비(Peak to Average Power Ratio 이하, PAPR)를 계산하여 순시 파워의 정도를 판단한다. The transmission signal of the OFDM system is composed of the sum of the subchannel signals represented by IFFT of the frequency spectrum. If the subchannel signals have in-phase, the instantaneous power can be very large, so the maximum instantaneous power to average power ratio Hereinafter, the degree of instantaneous power is determined by calculating PAPR).

OFDM 신호

Figure 112008000214155-pat00007
에 대한 PAPR은 다음 수학식 2에 의해 산출된다. OFDM signal
Figure 112008000214155-pat00007
PAPR for is calculated by the following equation.

Figure 112008000214155-pat00008
Figure 112008000214155-pat00008

여기서,

Figure 112008000214155-pat00009
는
Figure 112008000214155-pat00010
의 기대 값 (expected value)을 의미하고,
Figure 112008000214155-pat00011
는 심볼의 주기이다.here,
Figure 112008000214155-pat00009
Is
Figure 112008000214155-pat00010
Means the expected value of,
Figure 112008000214155-pat00011
Is the period of the symbol.

그런데, OFDM 시스템은 단일 반송파(Single Carrier) 변조방식에 비해 최대

Figure 112008000214155-pat00012
배까지 PAPR이 커질 수 있어 PAPR에 의해 고전력 증폭기(High Power Amplifier 이하 HPA)에서 비선형 왜곡이 발생하고, 이로 인해 대역 내 왜곡(In-Band Distortion)과 대역 외 방사(Out of Band Radiation)가 발생할 수 있다. However, the OFDM system is the largest compared to the single carrier modulation method.
Figure 112008000214155-pat00012
PAPR can be up to double, resulting in nonlinear distortion in high power amplifiers (HPAs), which can lead to in-band distortion and out of band radiation. have.

그렇다고, 이러한 문제점을 줄이기 위해서 고전력 증폭기를 선형 구간에서만 동작시키면, 고전력 증폭기의 효율이 매우 감소한다는 문제가 있다.However, if the high power amplifier is operated only in the linear section to reduce this problem, there is a problem that the efficiency of the high power amplifier is greatly reduced.

최근에는 OFDM 신호의 PAPR을 줄임으로써 PAPR 관련한 문제를 줄이기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 종래기술에 따른 PAPR 감소 기법으로 신호의 크기를 제한하여 OFDM 신호의 PAPR을 정해진 임계값 이하로 줄이는 클리핑(clipping) 기법이 널리 상용화되어 사용되고 있으나, 이 기법은 대역 내 왜곡과 대역 외 방사가 잔존한다는 문제가 있다.Recently, many studies have been conducted to reduce PAPR-related problems by reducing PAPR of OFDM signals. As a conventional PAPR reduction technique, a clipping technique that limits the signal size to reduce the PAPR of an OFDM signal to a predetermined threshold or less is widely used. However, this technique indicates that in-band distortion and out-of-band radiation remain. there is a problem.

종래기술에 따른 다른 PAPR 감소 기법인 선택 사상 기법(select mapping)은 입력 데이터 심볼 시퀀스에 여러 가지 위상 시퀀스를 곱해서 서로 다른 입력 데이터 심볼 시퀀스를 생성하고 이 중 가장 낮은 PAPR을 갖는 심볼 시퀀스를 선택하여 전송하는 기법이다. 선택 사상 기법은 위상 시퀀스의 생성 방법에 따라 PAPR 감소성능에 많이 차이가 있고, 위상 시퀀스의 수만큼 IFFT 연산량이 증가해서 계산 복잡도가 커지며, 일정 수준 이상 PAPR의 감소는 불가능하다는 단점이 있다. Select mapping, another PAPR reduction technique according to the prior art, multiplies an input data symbol sequence by various phase sequences to generate different input data symbol sequences, and selects and transmits the symbol sequence having the lowest PAPR among them. It is a technique. The selection mapping technique has a large difference in the PAPR reduction performance according to the generation method of the phase sequence, the IFFT calculation amount increases by the number of phase sequences, and the computational complexity increases, and the PAPR reduction is not possible by a certain level.

종래기술에 따른 또 다른 PAPR 감소 기법인 부분전송시퀀스기법(partial transmit sequence)은 다음 수학식 3와 같이 입력 심볼 시퀀스

Figure 112008000214155-pat00013
를 겹치지 않는
Figure 112008000214155-pat00014
개의 부심볼 시퀀스(sub-symbol sequence)
Figure 112008000214155-pat00015
로 나눈 다음, 다음 수학식 4와 같이 각각의 부심볼 시퀀스들을 IFFT하여 신호를 생성하여 각 신호에 해당 위상 인자
Figure 112008000214155-pat00016
(rotating Factor)를 곱하여 OFDM 신호들을 모두 더한 다음 수학식 4로 표현되는
Figure 112008000214155-pat00017
를 전송한다. A partial transmit sequence technique, which is another PAPR reduction technique according to the prior art, is an input symbol sequence as shown in Equation 3 below.
Figure 112008000214155-pat00013
Do not overlap
Figure 112008000214155-pat00014
Sub-symbol sequences
Figure 112008000214155-pat00015
Then divide the subsymbol sequences by IFFT to generate a signal as shown in Equation 4 below.
Figure 112008000214155-pat00016
multiplying the (rotating factor) to add all OFDM signals and then expressed by Equation 4.
Figure 112008000214155-pat00017
Send it.

이때, 송신기는 PAPR을 최소화시키는 위상 인자의 색인을 함께 보내어 수신기가 원래의 심볼 시퀀스

Figure 112008000214155-pat00018
를 복원할 수 있게 한다. At this time, the transmitter sends the index of the phase factor that minimizes the PAPR so that the receiver receives the original symbol sequence.
Figure 112008000214155-pat00018
Allows you to restore

Figure 112008000214155-pat00019
Figure 112008000214155-pat00019

Figure 112008000214155-pat00020
Figure 112008000214155-pat00020

한편, 부분전송시퀀스기법에서 위상 인자

Figure 112008000214155-pat00021
는 OFDM 신호
Figure 112008000214155-pat00022
의 PAPR이 최소가 되는 것을 찾아서 적용하나, 계산상 편의를 위해
Figure 112008000214155-pat00023
과
Figure 112008000214155-pat00024
값을 사용하는 것이 일반적이다. On the other hand, the phase factor in the partial transmission sequence technique
Figure 112008000214155-pat00021
OFDM signal
Figure 112008000214155-pat00022
To find and apply the minimum PAPR for the
Figure 112008000214155-pat00023
and
Figure 112008000214155-pat00024
It is common to use values.

그런데, 부분전송시퀀스기법은 선택사상기법에 비하여 IFFT 연산량이 적긴 하지만, 색인 전송을 위해서 많은 심볼을 사용한다는 단점이 있다.However, although the partial transmission sequence technique has a smaller amount of IFFT operations than the selection scheme, it has a disadvantage of using many symbols for index transmission.

종래기술에 따른 또 다른 PAPR 감소 기법인 Tellado에 의해 제안된 톤 예약(Tone Reservation)기법은 전체 톤(데이터 전송을 위한 부반송파)을 데이터 전송을 위한 톤과 PAPR을 감소하기 위한 톤(Peak Reduction Tone 이하, PRT)(데이터 전송에 사용되지 않는 부반송파)으로 구분하여 사용하고, 데이터 신호의 PAPR을 감소시키기 위해서 PRT에 적절한 값을 할당하여 PAPR 감소 신호를 생성하고 이를 데이터 신호와 합하여 전송한다.The Tone Reservation technique proposed by Tellado, another PAPR reduction technique according to the prior art, uses the entire tone (subcarrier for data transmission) tones for data transmission and tones for reducing PAPR (Peak Reduction Tone or less). , PRT (subcarrier not used for data transmission), and in order to reduce PAPR of the data signal, an appropriate value is assigned to the PRT to generate a PAPR reduction signal and transmit the sum signal together with the data signal.

이때, 데이터 전송을 위한 톤은 일정한 성좌(Constellation)를 이용해서 심볼을 할당하지만 PRT에는 성좌와는 무관하게 임의의 값을 할당한다.At this time, the tone for data transmission assigns a symbol using a constant constellation, but assigns a random value to the PRT regardless of the constellation.

도 1은 종래기술에 따른 톤 예약 기법을 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 종래기술에 따른 톤 예약 기법은 시간 영역 커널

Figure 112008000214155-pat00025
를 이용해 반복적으로 OFDM 신호의 PAPR을 감쇠시킴으로써, 대역 내 왜곡과 대역 외 방사 발생을 방지한다. 1 is a block diagram illustrating a tone reservation scheme according to the prior art. Tone reservation scheme according to the prior art shown in Figure 1 is a time domain kernel
Figure 112008000214155-pat00025
By repeatedly attenuating PAPR of the OFDM signal, it prevents in-band distortion and out-of-band emission.

Figure 112008000214155-pat00026
개의 톤을 사용한다고 하면, 전체 심볼들의 위치는 집합
Figure 112008000214155-pat00027
,
Figure 112008000214155-pat00028
개의 PRT의 위치는 집합
Figure 112008000214155-pat00029
이며, 입력 심볼
Figure 112008000214155-pat00030
은 다음 수학식 5와 같이 표현된다.
Figure 112008000214155-pat00026
If two tones are used, the position of all symbols is set
Figure 112008000214155-pat00027
,
Figure 112008000214155-pat00028
PRT positions are set
Figure 112008000214155-pat00029
Input symbol
Figure 112008000214155-pat00030
Is expressed as in Equation 5 below.

Figure 112008000214155-pat00031
Figure 112008000214155-pat00031

여기서,

Figure 112008000214155-pat00032
는
Figure 112008000214155-pat00033
의 여집합이며,
Figure 112008000214155-pat00034
은 데이터 심볼,
Figure 112008000214155-pat00035
은 PRT에 할당되는 심볼이다. here,
Figure 112008000214155-pat00032
Is
Figure 112008000214155-pat00033
Is a subset of
Figure 112008000214155-pat00034
Is a data symbol,
Figure 112008000214155-pat00035
Is a symbol assigned to the PRT.

도 1에서

Figure 112008000214155-pat00036
,
Figure 112008000214155-pat00037
는
Figure 112008000214155-pat00038
,
Figure 112008000214155-pat00039
를 각각 IFFT한 결과 벡터로
Figure 112008000214155-pat00040
,
Figure 112008000214155-pat00041
로 표현된다.In Figure 1
Figure 112008000214155-pat00036
,
Figure 112008000214155-pat00037
Is
Figure 112008000214155-pat00038
,
Figure 112008000214155-pat00039
IFFT as the result vector
Figure 112008000214155-pat00040
,
Figure 112008000214155-pat00041
It is expressed as

OFDM 신호

Figure 112008000214155-pat00042
에 대하여
Figure 112008000214155-pat00043
번 반복적으로 톤 예약 기법을 적용한 OFDM 신호를
Figure 112008000214155-pat00044
이라 하면,
Figure 112008000214155-pat00045
번째 반복에서 더해지는 PAPR 감소 신호
Figure 112008000214155-pat00046
와 전송 신호는
Figure 112008000214155-pat00047
는 다음 수학식 6에 의해 산출된다. OFDM signal
Figure 112008000214155-pat00042
about
Figure 112008000214155-pat00043
OFDM signal with tone reservation scheme repeatedly
Figure 112008000214155-pat00044
If you say,
Figure 112008000214155-pat00045
PAPR decrement signal added at the first iteration
Figure 112008000214155-pat00046
And transmit signal
Figure 112008000214155-pat00047
Is calculated by the following equation (6).

Figure 112008000214155-pat00048
Figure 112008000214155-pat00048

여기서, FFT는 선형 변환이기 때문에 상기 수학식 1에 의한 OFDM 신호

Figure 112008000214155-pat00049
를 대체하는 PAPR 계산(PAPR Calculation)결과 신호
Figure 112008000214155-pat00050
는 데이터 신호
Figure 112008000214155-pat00051
와 PAPR의 감소를 위한 PRT 신호
Figure 112008000214155-pat00052
의 합으로 이루어진다.Since the FFT is a linear transformation, the OFDM signal of Equation 1
Figure 112008000214155-pat00049
PAPR calculation result signal to replace
Figure 112008000214155-pat00050
Data signal
Figure 112008000214155-pat00051
And PRT Signals for Reduction of PAPR
Figure 112008000214155-pat00052
Is made up of.

이때,

Figure 112008000214155-pat00053
는 주파수 영역 커널
Figure 112008000214155-pat00054
를 IFFT한 시간 영역 커널
Figure 112008000214155-pat00055
를 원순환 거리 다음 수학식 7에 의해 산출되는
Figure 112008000214155-pat00056
만큼 원순환한 신호이며,
Figure 112008000214155-pat00057
는 PAPR 감소의
Figure 112008000214155-pat00058
번째 반복에서 첨두치를 줄이도록 결정된 계수 값으로, 다음 수학식 8과 같이 미리 설정한 임계치
Figure 112008000214155-pat00059
와 현재의 첨두치 값 로부터 결정된다. At this time,
Figure 112008000214155-pat00053
Frequency domain kernel
Figure 112008000214155-pat00054
IFFT time domain kernel
Figure 112008000214155-pat00055
Is calculated by Equation 7
Figure 112008000214155-pat00056
As long as the signal is circular
Figure 112008000214155-pat00057
Of PAPR reduction
Figure 112008000214155-pat00058
A coefficient value determined to reduce the peak at the first iteration, and is set in advance as shown in Equation 8 below.
Figure 112008000214155-pat00059
And current peak value Is determined from.

Figure 112008000214155-pat00061
Figure 112008000214155-pat00061

여기서, FFT의 기본 성질에 의해서 시간 영역 신호의 원순환은 주파수 영역에서의 선형 위상 회전과 같다. 즉, 주파수 영역에서 크기가

Figure 112008000214155-pat00062
인 심볼은 시간 영역에서의 원순환 이후에도 계속
Figure 112008000214155-pat00063
으로 남는다.Here, due to the fundamental nature of the FFT, the circular cycle of the time domain signal is equal to the linear phase rotation in the frequency domain. That is, in the frequency domain
Figure 112008000214155-pat00062
Symbol continues after circular cycle in time domain
Figure 112008000214155-pat00063
Left.

Figure 112008000214155-pat00064
Figure 112008000214155-pat00064

이때, 각 반복 시에는 최대 첨두치를 최소화하는 것만을 고려하기 때문에 1회 반복을 하면 다른 표본의 크기가 이전의 첨두치보다 커질 수가 있어 매 반복 시마다 이전의 최소 첨두치 값과 비교하여 가장 작은 첨두치를 갖는 OFDM 신호를 저장한다. At this time, because only considering minimizing the maximum peak at each iteration, one iteration may increase the size of another sample than the previous peak, so the smallest peak compared to the previous minimum peak value at each iteration The OFDM signal is stored.

또한, 번째 반복 후에 PAPR이 임계치 이하이면 반복을 멈춘 후 신호를 전 송하고, 그렇지 않으면 최대 반복 횟수 이하까지 반복을 계속 진행하며 PAPR이 임계치 이하인지 비교하여 임계치 이하로 줄이지 못하는 경우에는 저장된 최소의 PAPR을 갖는 OFDM 신호를 전송한다.Also, If the PAPR is below the threshold after the first iteration, the signal is stopped and the signal is transmitted. Send an OFDM signal.

한편, 주파수 영역 커널

Figure 112008000214155-pat00066
는
Figure 112008000214155-pat00067
에 대해서
Figure 112008000214155-pat00068
이고,
Figure 112008000214155-pat00069
인 경우에는
Figure 112008000214155-pat00070
인 특징을 갖는 벡터이며, 시간 영역 커널
Figure 112008000214155-pat00071
는 주파수 영역 커널
Figure 112008000214155-pat00072
를 IFFT한 다음 정규화한 결과로 생성된다.Meanwhile, the frequency domain kernel
Figure 112008000214155-pat00066
Is
Figure 112008000214155-pat00067
about
Figure 112008000214155-pat00068
ego,
Figure 112008000214155-pat00069
If is
Figure 112008000214155-pat00070
Is a vector with time-domain kernels
Figure 112008000214155-pat00071
Frequency domain kernel
Figure 112008000214155-pat00072
IFFT is then produced as a result of normalization.

종래 톤 예약 기법에서 첨두치 감소 신호(peak canceling signal)는 POCS (projection onto convex set) 및 active-set approach 등의 방법으로 생성된다. In the conventional tone reservation scheme, a peak canceling signal is generated by a method such as a projection onto convex set (POCS) and an active-set approach.

톤 예약 기법에서 PAPR 감소성능은 시간 영역 커널

Figure 112008000214155-pat00073
의 형태에 의해 좌우되며,
Figure 112008000214155-pat00074
로 한 위치에서 하나의 값만 변경시키고 다른 위치의 값들에 영향을 주지 않으며 하나의 첨두치만을 갖는 단위 충격 함수(unit impulse function)를 사용할 때가 PAPR 감소성능이 가장 좋다. 하지만,
Figure 112008000214155-pat00075
를 단위 충격 함수 형태로 만들기 위해서는
Figure 112008000214155-pat00076
의 모든 위치에 같은 값을 할당해야 하는데, 이 경우에는 데이터를 전송할 수 있는 톤이 하나도 남지 않게 된다는 모순이 발생한다. 때문에, 대안으로 PRT 비율을 전체 톤의 15% 이하로 사용하고, PRT 집합을 선택시
Figure 112008000214155-pat00077
의 이차 첨두치가 가능한 작도록 하는 방법을 사용하고 있다. PAPR Reduction in the Tone Reservation Scheme
Figure 112008000214155-pat00073
Depends on the form of
Figure 112008000214155-pat00074
As a result, the PAPR reduction performance is best when using a unit impulse function that changes only one value in one location and does not affect the values in the other location and has only one peak value. However,
Figure 112008000214155-pat00075
To make the unit shock function
Figure 112008000214155-pat00076
The same value should be assigned to all positions in the case of, in which case there is a contradiction that there is no tone left to transmit data. As an alternative, use a PRT rate of less than 15% of the total tones and choose a PRT set.
Figure 112008000214155-pat00077
We are using a method to make the secondary peak of C as small as possible.

도 2는 종래기술에 따른 톤 예약 기법 적용시 PRT 비율에 따른 PAPR 성능을 도시한 그래프이다. 도 2에서는 PRT 비율이 0%(210), 5%(220), 8%(230), 30%(240)일 때 상보 누적 함수 (complementary cumulative distribution function 이하, CCDF)를 이용하여 PAPR의 성능을 나타내었다. 2 is a graph illustrating PAPR performance according to PRT ratio when the tone reservation scheme according to the prior art is applied. FIG. 2 illustrates the performance of PAPR using a complementary cumulative distribution function (CCD) when the PRT ratio is 0% (210), 5% (220), 8% (230), and 30% (240). Indicated.

도 2에 적용된 톤 예약 기법에서 사용된 톤은 1024개, 변조방식은 16-QAM, IFFT 신호는 4배 과표본하여 아날로그로 표현하였으며, PAPR을 감쇠 최대 반복 횟수는 40회, 목표 임계치는 6.0dB이다. In the tone reservation scheme applied in FIG. 2, 1024 tones, modulation schemes are 16-QAM, and IFFT signals are four times oversampled and expressed in analog. PAPR is 40 times of maximum attenuation and 6.0dB of target threshold. to be.

도 2를 해석하면, 종래기술에 따른 톤 예약 기법은 PRT의 비율이 증가할수록 PAPR 감소성능이 향상되며, 그래프 상에서 PRT 비율이 30%인 경우(240)에는 PAPR가 6.0dB이하로 감소함을 알 수 있다. 2, the tone reservation scheme according to the prior art improves the PAPR reduction performance as the PRT ratio is increased, and when the PRT ratio is 30% on the graph (240), the PAPR decreases to 6.0 dB or less. Can be.

이와 같이, 종래기술에 따른 톤 예약 기법은 PRT(예약된 톤) 수가 증가할수록 PAPR 감소성능이 좋아지나, PRT 수를 증가시킬수록 데이터 전송을 위한 톤의 수가 줄어들어 데이터 전송 효율이 떨어진다는 단점이 있다.As described above, the tone reservation scheme according to the related art has a disadvantage in that the PAPR reduction performance is improved as the number of reserved tones (PRTs) increases, but the number of tones for data transmission decreases as the number of PRTs increases. .

또한, 종래기술에 따른 톤 예약 기법은 PAPR 값에 상관없이 고정적 PRT 집합을 사용하므로, OFDM 시스템은 PAPR가 큰 OFDM 신호가 상대적으로 적어 입력 심볼 시퀀스 대부분은 PAPR을 감소할 필요가 없거나 매우 적은 PAPR 감소만을 필요로 한다는 점을 고려하지 못하므로 PRT 집합 이용 면에서도 비효율적이라는 단점이 있다. In addition, since the conventional tone reservation scheme uses a fixed set of PRTs regardless of the PAPR value, the OFDM system has a relatively small number of OFDM signals having a large PAPR. It does not take into account that only needs, so there is a disadvantage in that the use of the PRT set is also inefficient.

본 발명은 OFDM 신호의 PAPR 값에 따라 적응적 크기의 PRT 집합을 사용하고, 적응적 임계치를 적용하여 PAPR 감소에 효율적인 적응적 톤 예약 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide an adaptive tone reservation apparatus and method that is effective for reducing PAPR by using an adaptive sized PRT set according to a PAPR value of an OFDM signal and applying an adaptive threshold.

전술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 장치는, 시간영역 OFDM 데이터 심볼을 입력받아 제1 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 적용하고, 상기 기법 적용으로 OFDM 신호의 첨두치를 제한하여 최대 전력 대 평균 전력비를 개선하는 제1 톤 예약 기법 제공부; 상기 제1 톤 예약 기법 제공부 출력 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 목표 임계치 이하인지를 비교하는 비교부; 상기 비교결과 목표 임계치 이하이면, 이를 전송하는 전송부; 상기 비교결과 목표 임계치 이상이면, 제2 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 재적용하여 최대 전력 대 평균 전력비를 재개선하는 제2 톤 예약 기법 제공부를 포함하고, 상기 제2 톤 예약 기법 제공부 출력은 상기 전송부를 통해 전송되는 점에 그 특징이 있다. In order to achieve the above object, the adaptive tone reservation apparatus according to the present invention receives a time-domain OFDM data symbol, applies a tone reservation scheme using a first set of PRTs, and limits the peak value of the OFDM signal by applying the technique. A first tone reservation scheme providing unit for improving a maximum power to average power ratio; A comparison unit for comparing whether a maximum power to average power ratio of the first tone reservation scheme providing unit output signal is equal to or less than a target threshold value; A transmission unit for transmitting the comparison result if it is less than or equal to a target threshold value; If the comparison result is greater than or equal to the target threshold, the second tone reservation scheme providing unit for re-applying the tone reservation scheme using the second PRT set to improve the maximum power to average power ratio, and the output of the second tone reservation scheme providing unit It is characterized in that it is transmitted through the transmitter.

여기서, 상기 제2 톤 예약 기법 제공부는 상기 제2 톤 예약 기법 적용 전에 상기 제2 PRT 집합과 상기 제1 PRT 집합 차 위치에 해당하는 데이터 심볼을 저장하는 저장부를 더 포함한다. The second tone reservation scheme providing unit may further include a storage unit which stores data symbols corresponding to the difference positions between the second PRT set and the first PRT set before applying the second tone reservation scheme.

또한, 상기 제2 PRT 집합은 상기 제1 PRT 집합의 부분 집합이며, 상기 목표 임계치는 상기 제1 톤 예약 기법 제공부 내부 비교에 사용되는 임계치 이하인 것 이 바람직하다. In addition, the second PRT set is a subset of the first PRT set, and the target threshold is preferably equal to or less than a threshold used for internal comparison of the first tone reservation scheme providing unit.

이때, 상기 제1 톤 예약 기법 제공부 및 상기 제2 톤 예약 기법 제공부는 입력 신호의 최대 전력 대 평균 전력비를 산출하는 최대 전력 대 평균 전력비 계산부; 상기 산출한 최대 전력 대 평균 전력비가 내부 임계치 이하인지를 비교하는 내부 임계치 비교부; 상기 비교결과 내부 임계치 이하이면, 상기 입력 신호에서 최대 첨두치 발생지점을 검출하는 첨두치 색인 검출부; 상기 검출된 발생지점을 참조하여 최대 전력 대 평균 전력비 감쇠에 사용되는 첨두치 감쇠 신호를 생성하는 상기 첨두치 PRT 신호 생성부; 이전 첨두치 색인 검출부 입력 및 상기 PRT 신호 생성부 출력의 합산하는 합산기를 포함하고, 상기 합산기 출력은 상기 최대 전력 대 평균 전력 계산부에 재입력되어 반복적으로 최대 전력 대 평균 전력비를 개선하며, 상기 제2 톤 예약 기법 제공부는 상기 내부 임계치가 상기 목표 임계치와 동일하다.The first tone reservation scheme providing unit and the second tone reservation scheme providing unit include: a maximum power to average power ratio calculator configured to calculate a maximum power to average power ratio of an input signal; An internal threshold comparison unit for comparing whether the calculated maximum power to average power ratio is less than or equal to an internal threshold; A peak value index detector for detecting a maximum peak value generation point in the input signal when the comparison result is less than an internal threshold value; The peak-peak PRT signal generator for generating a peak-to-peak attenuation signal used for attenuation of the maximum power-to-average power ratio with reference to the detected generation point; A summator for summing up a previous peak-to-peak index detector input and the output of the PRT signal generator, wherein the summer output is re-entered into the maximum power to average power calculator to repeatedly improve the maximum power to average power ratio, The second tone reservation scheme provider may have the internal threshold equal to the target threshold.

본 발명의 다른 특징에 따른, OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비를 고려하여 적응적으로 톤 예약 기법을 적용하는 방법에 있어서, (a) 제1 PRT 집합

Figure 112008000214155-pat00078
을 사용한 제1 단계 톤 예약 기법을 적용하여 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 감소되는 단계; (b) 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 목표 임계치 이하인지 판단하는 단계; (c) 상기 판단결과 목표 임계치 이하이면, 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호를 전송하는 단계를 포함하고, (d) 상기 판단결과 목표 임계치 이상이면, 제2 PRT 집합
Figure 112008000214155-pat00079
를 사용한 제2 단계 톤 예약 기법을 적용하여 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비를 재감소하고, 이를 전송하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있는 적응적 톤 예약 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method for adaptively applying a tone reservation scheme in consideration of the maximum power to the average power ratio of an OFDM signal, (a) the first PRT set
Figure 112008000214155-pat00078
Reducing the maximum power to average power ratio of the OFDM signal by applying a first stage tone reservation scheme using; (b) determining whether a maximum power to average power ratio of the first step tone reservation scheme applied OFDM signal is less than or equal to a target threshold; (c) if the determination result is equal to or less than a target threshold, transmitting the first stage tone reservation scheme applied OFDM signal; and (d) if the determination result is equal to or greater than a target threshold, a second PRT set;
Figure 112008000214155-pat00079
Adaptive tone reservation method characterized in that it comprises the step of reducing the maximum power to the average power ratio of the OFDM signal applied to the first stage tone reservation scheme by applying a second stage tone reservation scheme using; This is provided.

여기서, 상기 (a)단계 이전에 주파수 영역에서 데이터 심볼을 변조하는 단계; 상기 데이터 심볼을 IFFT하여 시간영역 심볼로 변환하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 PRT 집합

Figure 112008000214155-pat00080
과 제2 PRT 집합
Figure 112008000214155-pat00081
의 관계는 다음 수학식
Figure 112008000214155-pat00082
으로 산출되고, 상기 목표 임계치는 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 임계치보다 소정수치 높게 설정된다.Modulating a data symbol in a frequency domain before step (a); IFFT converting the data symbols into time-domain symbols, and further comprising the first PRT set.
Figure 112008000214155-pat00080
And second PRT set
Figure 112008000214155-pat00081
The relationship of
Figure 112008000214155-pat00082
The target threshold is set to a predetermined value higher than the threshold for applying the first stage tone reservation scheme.

여기서, 상기 (d)단계는 (d-1) 상기 제1 단계 톤 예약 기법을 적용한 OFDM 신호에서 상기

Figure 112008000214155-pat00083
과 상기
Figure 112008000214155-pat00084
의 차집합
Figure 112008000214155-pat00085
해당 위치의 데이터 심볼을 저장하는 단계; (d-2) 상기 제2 PRT 집합의 위치가 아닌 곳에 순차적으로 데이터 심볼을 할당하는 단계; (d-3) 상기
Figure 112008000214155-pat00086
과 상기
Figure 112008000214155-pat00087
의 차집합
Figure 112008000214155-pat00088
위치에 상기 할당된 데이터 심볼 이후의 데이터 심볼을 순차적으로 할당하는 단계를 포함하고, 상기 저장한 데이터 심볼은 다음 패킷으로 송신된다.Here, the step (d) is (d-1) in the OFDM signal to which the first stage tone reservation scheme is applied.
Figure 112008000214155-pat00083
And said
Figure 112008000214155-pat00084
Difference of
Figure 112008000214155-pat00085
Storing a data symbol at that location; (d-2) sequentially assigning data symbols to positions other than the position of the second PRT set; (d-3) above
Figure 112008000214155-pat00086
And said
Figure 112008000214155-pat00087
Difference of
Figure 112008000214155-pat00088
Sequentially assigning data symbols after the assigned data symbols to locations, wherein the stored data symbols are transmitted in the next packet.

이때, 상기 (d-1) 단계에서 저장하는 데이터 심볼은 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호 출력 또는 상기 차집합

Figure 112008000214155-pat00089
해당 위치의 데이터 심볼을 제거하고, 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 전의 OFDM 신호를 재 IFFT한 신호에서 상기 차집합
Figure 112008000214155-pat00090
해당 위치의 데이터 심볼을 추출하여 사용한다.In this case, the data symbols stored in the step (d-1) are the OFDM signal output or the difference set applied to the first stage tone reservation scheme.
Figure 112008000214155-pat00089
Remove the data symbol at the corresponding position and re-IFFT the OFDM signal before the first stage tone reservation scheme is applied.
Figure 112008000214155-pat00090
Extract and use the data symbol of the corresponding position.

한편, 상기 전송시의 전송 효율은 다음 수학식

Figure 112008000214155-pat00091
에 의해 산출된다. (여기서,
Figure 112008000214155-pat00092
는 제1 단계 톤 예약 기법의 전송 효율,
Figure 112008000214155-pat00093
는 제2 단계 톤 예약 기법의 전송 효율,
Figure 112008000214155-pat00094
는 제1 단계 톤 예약 기법을 거친 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비,
Figure 112008000214155-pat00095
는 제1 단계 톤 예약 기법 적용 임계치,
Figure 112008000214155-pat00096
는 목표 임계치임)On the other hand, the transmission efficiency at the time of transmission is the following equation
Figure 112008000214155-pat00091
Calculated by (here,
Figure 112008000214155-pat00092
Is the transmission efficiency of the first stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00093
Is the transmission efficiency of the second stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00094
Is the maximum power to average power ratio of the OFDM signal subjected to the first stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00095
Threshold for applying the first stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00096
Is the target threshold)

그리고, 상기 제1 및 상기 제2 단계 톤 예약 기법에서 첨두치는, 반복적으로 최대 첨두치를 클리핑하는 방법으로 감소된다. In the first and second stage tone reservation schemes, the peak value is reduced by repeatedly clipping the maximum peak value.

본 발명에 따른 적응적 톤 예약 장치 및 방법은 OFDM 신호의 PAPR 값에 따라 적응적 크기의 PRT 집합을 사용하고, 적응적 임계치를 적용하여 PAPR 감소에 효율적이다.The adaptive tone reservation apparatus and method according to the present invention use an adaptive sized PRT set according to the PAPR value of the OFDM signal and apply an adaptive threshold to reduce the PAPR.

본 발명은 톤 예약 기법 적용시 적응적으로 PRT 집합을 적용함으로써 효율적이면서 유연한 PAPR 감소 성능을 제공하는 효과가 있다. The present invention has an effect of providing efficient and flexible PAPR reduction performance by adaptively applying a PRT set when applying a tone reservation scheme.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예에서는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, can be modified in various forms, the scope of the present invention is limited to the embodiments described below no.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 적응적 톤 예약 장치를 도시한 블록도이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 시간영역 OFDM 데이터 심볼을 입력받아 제1 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 적용하고, 기법 적용으로 OFDM 신호의 첨두치를 제한하여 최대 전력 대 평균 전력비를 개선하는 제1 톤 예약 기법 제공부(310); 제1 톤 예약 기법 제공부(310) 출력 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 목표 임계치 이하인지를 비교하는 비교부(320); 비교결과 목표 임계치 이하이면, 이를 전송하는 전송부(340); 비교결과 목표 임계치 이상이면, 제2 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 재적용하여 최대 전력 대 평균 전력비를 재개선하는 제2 톤 예약 기법 제공부(330)를 포함한다. 3A and 3B are block diagrams illustrating an adaptive tone reservation apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 3A and 3B, a tone reservation scheme using a first set of PRTs is received by receiving time-domain OFDM data symbols, and the peak power of the OFDM signal is limited by applying the scheme to improve the maximum power to average power ratio. A first tone reservation scheme providing unit 310; A first tone reservation scheme providing unit 310 comparing unit 320 for comparing whether the maximum power to the average power ratio of the output signal is less than the target threshold; If the comparison result is less than the target threshold, the transmission unit 340 for transmitting it; If the comparison result is greater than or equal to the target threshold, the second tone reservation scheme providing unit 330 for re-applying the tone reservation scheme using the second PRT set to improve the maximum power to average power ratio.

제1 톤 예약 기법 제공부(310)는 시간영역 OFDM 데이터 심볼을 입력받아 제1 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 적용하고, 기법 적용으로 OFDM 신호의 첨두치를 제한하여 최대 전력 대 평균 전력비를 개선한다. The first tone reservation scheme providing unit 310 receives a time-domain OFDM data symbol, applies a tone reservation scheme using a first PRT set, and improves the maximum power-to-average power ratio by limiting the peak value of the OFDM signal by applying the scheme. .

비교부(320)는 출력 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 목표 임계치 이하인지를 비교한다. The comparator 320 compares whether the maximum power to average power ratio of the output signal is less than or equal to the target threshold.

전송부(340)는 송신회로를 포함하여 적응적 톤 예약 기법이 적용되어 최대 전력 대 평균 전력비가 개선된 OFDM 신호를 송신한다. The transmitter 340 includes a transmitting circuit to transmit an OFDM signal having an improved maximum power to average power ratio by applying an adaptive tone reservation scheme.

제2 톤 예약 기법 제공부(330)는 비교결과 목표 임계치 이상이면, 제1 PRT 집합의 부분 집합인 제2 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 재적용하여 최대 전력 대 평균 전력비를 재개선한다. If the comparison result is greater than the target threshold, the second tone reservation scheme providing unit 330 may re-apply the tone reservation scheme using the second PRT set, which is a subset of the first PRT set, to improve the maximum power to average power ratio.

이때, 제2 톤 예약 기법 제공부(330)는 저장부(미도시)를 더 포함하고, 제2 톤 예약 기법 적용 전에 예약 톤이 제2 PRT 집합 추가로 인해 전송이 불가해진 제2 PRT 집합과 제1 PRT 집합 차 위치에 존재하는 데이터 심볼을 미리 저장한다. In this case, the second tone reservation scheme providing unit 330 further includes a storage unit (not shown), and the second PRT set and the second tone reservation scheme that cannot be transmitted due to the addition of the second PRT set before the second tone reservation scheme is applied. One data symbol existing at one PRT set difference position is stored in advance.

한편, 제2 톤 예약 기법 제공부(330)에 의한 최대 전력 대 평균 전력비 개선을 위해서 목표 임계치는 제1 톤 예약 기법 제공부(310) 내부 비교에 사용되는 임계치 이하인 것이 바람직하다. Meanwhile, in order to improve the maximum power-to-average power ratio by the second tone reservation scheme provider 330, the target threshold is preferably less than or equal to the threshold used for internal comparison of the first tone reservation scheme provider 310.

도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 톤 예약 기법 제공부(310) 및 제2 톤 예약 기법 제공부(330)는 입력 신호의 최대 전력 대 평균 전력비를 산출하는 최대 전력 대 평균 전력비 계산부(350); 산출한 최대 전력 대 평균 전력비가 내부 임계치 이하인지를 비교하는 내부 임계치 비교부(320); 비교결과 내부 임계치 이하이면, 입력 신호에서 최대 첨두치 발생지점을 검출하는 첨두치 색인 검출부(370); 검출된 발생지점을 참조하여 최대 전력 대 평균 전력비 감쇠에 사용되는 첨두치 감쇠 신호를 생성하는 PRT 신호 생성부(380); 이전 첨두치 색인 검출부 입력 및 PRT 신호 생성부의 출력을 합산하는 합산기(390)를 포함하며, 제2 톤 예약 기법 제공부(330)의 내부 임계치는 목표 임계치와 동일하다. As shown in FIG. 3B, the first tone reservation scheme providing unit 310 and the second tone reservation scheme providing unit 330 may calculate a maximum power to average power ratio calculator 350 to calculate a maximum power to average power ratio of an input signal. ); An internal threshold comparison unit 320 for comparing whether the calculated maximum power to average power ratio is less than or equal to an internal threshold; If the comparison result is less than the internal threshold, the peak index detection unit 370 for detecting the maximum peak generation point in the input signal; A PRT signal generator 380 for generating a peak-to-peak attenuation signal used for attenuation of maximum power to average power ratio with reference to the detected generation point; And an adder 390 for summing the previous peak-to-peak index detector input and the output of the PRT signal generator, wherein the internal threshold of the second tone reservation scheme provider 330 is equal to the target threshold.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적응적 톤 예약 방법을 도시한 흐름도이다. 이하, 도 4를 참조하여 설명한다.4 is a flowchart illustrating an adaptive tone reservation method according to an embodiment of the present invention. A description with reference to FIG. 4 is as follows.

먼저, QAM 변조된(S410) 주파수 영역 데이터 심볼을 IFFT하여 시간영역 변환한 다음(S420), 낮은 비율의 제1 PRT 집합

Figure 112008000214155-pat00097
을 사용한 톤 예약 기법을 적용하여OFDM 신호의 PAPR을 감소시킨다(S430).First, time-domain transform is performed by IFFTing the QAM modulated frequency domain data symbol (S410), and then, a first set of low PRTs is obtained.
Figure 112008000214155-pat00097
By applying the tone reservation scheme using the to reduce the PAPR of the OFDM signal (S430).

이어서,

Figure 112008000214155-pat00098
을 사용한 톤 예약 기법을 적용한 OFDM 신호의 PAPR이 소정의 임 계치
Figure 112008000214155-pat00099
이하인지 판단하여 임계치 이하이면(S440), 이를 그대로 전송한다(S450). next,
Figure 112008000214155-pat00098
PAPR of an OFDM signal using tone reservation scheme using
Figure 112008000214155-pat00099
If it is less than or equal to the threshold (S440), it is transmitted as it is (S450).

반면, 임계치 이상이면(S440), 제2 PRT 집합

Figure 112008000214155-pat00100
를 사용한 톤 예약 기법을 적용하여
Figure 112008000214155-pat00101
를 사용한 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호의 PAPR를 재감소시킨 다음(S460), 이를 전송한다(S450).On the other hand, if the threshold value or more (S440), the second PRT set
Figure 112008000214155-pat00100
Tone reservation using
Figure 112008000214155-pat00101
Tone reduction scheme PAPR of the OFDM signal applied using (S460) and then transmits it (S450).

여기서, 제1 PRT 집합

Figure 112008000214155-pat00102
는 제2 PRT 집합
Figure 112008000214155-pat00103
의 부분집합 (
Figure 112008000214155-pat00104
) 관계이며, PRT 집합의 특성 순열(characteristic sequence)인 주파수 영역 커널
Figure 112008000214155-pat00105
은 다음 수학식 9에 의해 산출된다. Where the first PRT set
Figure 112008000214155-pat00102
Is the second PRT set
Figure 112008000214155-pat00103
Subset of
Figure 112008000214155-pat00104
Frequency domain kernel, which is the characteristic sequence of the PRT set
Figure 112008000214155-pat00105
Is calculated by the following equation (9).

Figure 112008000214155-pat00106
Figure 112008000214155-pat00106

또한,

Figure 112008000214155-pat00107
을 사용한 톤 예약 기법에서 사용하는 임계치
Figure 112008000214155-pat00108
는 최종적으로 원하는 신호의 PAPR 임계치
Figure 112008000214155-pat00109
보다 약 1.0dB 가량 낮게 설정하는 것이 바람직하다. Also,
Figure 112008000214155-pat00107
Thresholds Used by the Tone Reservation Scheme
Figure 112008000214155-pat00108
Is finally the PAPR threshold of the desired signal
Figure 112008000214155-pat00109
It is preferable to set it to about 1.0 dB lower.

이 같은 두 단계의 톤 예약 기법에서 임계치

Figure 112008000214155-pat00110
보다 목표 임계치
Figure 112008000214155-pat00111
를 낮게 설정하는 이유는 톤 예약 기법이 첨두치를 갖는 표본 및 표본의 PAPR을 최대 임계치 수준까지 줄일 수 있기 때문이다. Threshold in this two-stage tone reservation technique
Figure 112008000214155-pat00110
More target threshold
Figure 112008000214155-pat00111
The reason for setting the lower is because the tone reservation technique can reduce the PAPR of peaks and samples to the maximum threshold level.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 시간 영역 커널

Figure 112008000214155-pat00112
,
Figure 112008000214155-pat00113
을 각각 도시한 그래프이다. 여기서,
Figure 112008000214155-pat00114
,
Figure 112008000214155-pat00115
는
Figure 112008000214155-pat00116
,
Figure 112008000214155-pat00117
의 톤 개수를 각각
Figure 112008000214155-pat00118
,
Figure 112008000214155-pat00119
으로 적용하였을 때 임의로 선택한
Figure 112008000214155-pat00120
,
Figure 112008000214155-pat00121
을 1024 IFFT한 후에 4배 과표본하여 정규화한 결과이다.5A and 5B illustrate a time domain kernel in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 112008000214155-pat00112
,
Figure 112008000214155-pat00113
Are graphs respectively. here,
Figure 112008000214155-pat00114
,
Figure 112008000214155-pat00115
Is
Figure 112008000214155-pat00116
,
Figure 112008000214155-pat00117
Tonnage of each
Figure 112008000214155-pat00118
,
Figure 112008000214155-pat00119
Randomly selected when applied with
Figure 112008000214155-pat00120
,
Figure 112008000214155-pat00121
This is the result of normalization by oversampling after 1024 IFFT.

이때, 도 5a는 전체 1024 톤에 51 개의 PRT를 적용하였으므로 예약 톤 비율이 약 5%이며, 도 5b는 전체 1024 톤에 301 개의 PRT를 적용하였으므로 예약 톤 비율이 약 30%인데, 본 그래프를 통해 도 5b 그래프에 도시된 시간 영역 커널

Figure 112008000214155-pat00122
가 단위 충격 함수 형태에 더 가까움을 해석할 수 있다. In this case, FIG. 5A shows a reservation tone ratio of about 5% because 51 PRTs are applied to all 1024 tones, and FIG. 5B shows a reservation tone ratio of about 30% since 301 PRTs are applied to all 1024 tones. 5b Time Domain Kernel Shown in Graph
Figure 112008000214155-pat00122
Can be interpreted as being closer to the unit impact function form.

이로부터, PRT 집합에 포함된 톤 개수가 많을수록 시간 영역 커널 형태가 단위 충격 함수에 가깝게 되므로 원하는 첨두치만을 선택적으로 개선할 수 있게됨을 알 수 있으나, PRT 집합의 톤 수가 많아지면 데이터 전송 효율이 나빠지므로 전송 효율을 고려하여 PRT 톤 수를 적정하게 결정하는 것이 바람직하다. From this, it can be seen that the larger the number of tones included in the PRT set, the closer the time-domain kernel shape is to the unit shock function, so that only the desired peak value can be selectively improved. Therefore, it is desirable to properly determine the number of PRT tones in consideration of transmission efficiency.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 적응적 톤 예약 기법의 임계치 설정관련 실험결과를 도시한 그래프이다. 도 6의 그래프는 톤 예약 기법 적용시에 5% 비율의 동일한 PRT를 사용하고, 임계치만을

Figure 112008000214155-pat00123
(6.0dB),
Figure 112008000214155-pat00124
(7.0dB)로 달리 적용하였을 때의 PAPR 감소성능 차이를 도시하였다. 6 is a graph illustrating experimental results related to threshold setting of an adaptive tone reservation scheme according to an embodiment of the present invention. The graph of FIG. 6 uses the same PRT at 5% rate when tone reservation scheme is applied, and only threshold value.
Figure 112008000214155-pat00123
(6.0 dB),
Figure 112008000214155-pat00124
(7.0dB) shows the difference in PAPR reduction performance when applied differently.

도 6에서 해석되듯이, PAPR이 7.0dB를 넘을 확률이 임계치가 6.0dB일 때는 7%인 반면, 임계치가 7.0dB일 때는 35%로 증가하여 임계치가 높으면 PAPR 감소성능이 향상됨을 알 수 있다. As interpreted in FIG. 6, it can be seen that the probability of PAPR exceeding 7.0 dB is 7% when the threshold is 6.0 dB, while the threshold is increased to 35% when the threshold is 7.0 dB.

Figure 112008000214155-pat00125
개의 PRT를 사용한다고 가정할 때 종래기술에 따른 톤 예약 기법의 데이터 전송 효율
Figure 112008000214155-pat00126
은 다음 수학식 10과 같이 표현되며, 본 발명에 적응적 톤 예약 기 법의 평균 전송 효율
Figure 112008000214155-pat00127
은 다음 수학식 11과 같이 표현된다.
Figure 112008000214155-pat00125
Data Transmission Efficiency of Tone Reservation Scheme According to the Prior Art Assuming Two PRTs
Figure 112008000214155-pat00126
Is expressed as Equation 10 below, and the average transmission efficiency of the adaptive tone reservation scheme in accordance with the present invention
Figure 112008000214155-pat00127
Is expressed by Equation 11 below.

Figure 112008000214155-pat00128
Figure 112008000214155-pat00128

여기서, G는 보호 대역(Guard Band)을 위한 톤 수이다. Where G is the number of tones for the guard band.

Figure 112008000214155-pat00129
Figure 112008000214155-pat00129

여기서,

Figure 112008000214155-pat00130
,
Figure 112008000214155-pat00131
는 두 단계의 톤 예약 기법의 전송 효율이며,
Figure 112008000214155-pat00132
는 제1 단계 톤 예약 기법을 거친 신호
Figure 112008000214155-pat00133
의 PAPR이다. here,
Figure 112008000214155-pat00130
,
Figure 112008000214155-pat00131
Is the transmission efficiency of the two-stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00132
Signal after the first stage tone reservation scheme
Figure 112008000214155-pat00133
Is PAPR.

이때, 상기 수학식 11에서 알 수 있듯이 평균 전송 효율에서 제2 단계 톤 예약 기법 전송 효율

Figure 112008000214155-pat00134
가 큰 영향을 주지 못하므로, 평균 전송 효율을 높이기 위해서는 제2 단계 톤 예약 기법 관련 블록을 사용할 확률을 낮추는 것이 바람직하다. In this case, as shown in Equation 11, the second stage tone reservation scheme transmission efficiency in average transmission efficiency
Figure 112008000214155-pat00134
Does not have a significant effect, it is desirable to lower the probability of using a block related to the second stage tone reservation scheme in order to increase the average transmission efficiency.

제1 단계 톤 예약 기법 적용 임계치

Figure 112008000214155-pat00135
의 수준 결정시에 제2 단계 톤 예약 기법 적용 임계치
Figure 112008000214155-pat00136
에서 낮은 확률을 보일 수 있도록 설정하여 전송 효율 감소를 최소화하면서 PAPR을 목표로 하는 값 이하로 감소시킨다. Threshold for applying the first stage tone reservation scheme
Figure 112008000214155-pat00135
Threshold for applying the second-stage tone reservation scheme in determining the level of
Figure 112008000214155-pat00136
It is set to show low probability at, reducing the PAPR to below the target value while minimizing the reduction of transmission efficiency.

한편, 본 발명에서는 제2 단계 톤 예약 기법을 적용하기 위해서 PRT 크기가 늘어남으로 인하여 동시에 전송이 불가한 데이터 할당을 고려해야 하므로, 제2 단 계 톤 예약 기법 적용 전에

Figure 112008000214155-pat00137
과
Figure 112008000214155-pat00138
의 차집합
Figure 112008000214155-pat00139
에 해당하는 위치에 할당된 데이터 심볼을 저장해 두었다가 다음 패킷에 전송한다. Meanwhile, in the present invention, in order to apply the second-stage tone reservation scheme, the allocation of data that cannot be transmitted at the same time due to the increase of the PRT size should be considered.
Figure 112008000214155-pat00137
and
Figure 112008000214155-pat00138
Difference of
Figure 112008000214155-pat00139
The data symbol assigned to the location is stored and transmitted in the next packet.

이때, 데이터 심볼을 톤에 순차적으로 할당하면, 수신단은 해당 데이터 심볼을 받기 위해 다음 패킷 수신 때까지 기다려야 한다는 문제가 있다. 이 같은 지연을 방지하게 위해서 데이터 심볼을 톤에 순차적으로 할당하지 않고, PRT의 위치가 아닌 곳에 먼저 데이터 심볼을 할당한 후 E의 위치에 데이터 심볼을 할당하는 방법을 사용한다. 이하, 도 7과 함께 데이터 심볼 할당 방법을 설명한다. In this case, when data symbols are sequentially assigned to the tones, the receiving end has a problem of waiting until the next packet is received to receive the corresponding data symbols. In order to prevent such a delay, instead of sequentially assigning data symbols to tones, a method of first assigning data symbols to non-PRT positions and then allocating data symbols to E positions is used. Hereinafter, a method of allocating data symbols will be described with reference to FIG. 7.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 심볼 할당 방법을 도시한 예시도다. 도 7에 도시된 데이터 심볼 할당 방법은

Figure 112008000214155-pat00140
개의 톤, 낮은 비율의 제1 PRT 집합
Figure 112008000214155-pat00141
, 높은 비율의 제2 PRT 집합
Figure 112008000214155-pat00142
,
Figure 112008000214155-pat00143
일 때의 예이다. 7 is a diagram illustrating a data symbol allocation method according to an embodiment of the present invention. Data symbol allocation method shown in FIG.
Figure 112008000214155-pat00140
Tones, low rate first PRT set
Figure 112008000214155-pat00141
High rate second PRT assembly
Figure 112008000214155-pat00142
,
Figure 112008000214155-pat00143
Example of when

먼저,

Figure 112008000214155-pat00144
가 아닌 위치에
Figure 112008000214155-pat00145
부터
Figure 112008000214155-pat00146
까지 10개의 데이터 심볼을 순서대로 할당한다. first,
Figure 112008000214155-pat00144
In positions
Figure 112008000214155-pat00145
from
Figure 112008000214155-pat00146
Up to 10 data symbols are allocated in order.

그리고,

Figure 112008000214155-pat00147
가 아닌 위치에 데이터 심볼을 추가할 위치가 남아있지 않으면,
Figure 112008000214155-pat00148
의 위치에
Figure 112008000214155-pat00149
부터
Figure 112008000214155-pat00150
까지 4개의 데이터 심볼을 추가로 할당한다. And,
Figure 112008000214155-pat00147
If there is no location left to add a data symbol at
Figure 112008000214155-pat00148
At the position of
Figure 112008000214155-pat00149
from
Figure 112008000214155-pat00150
Up to four additional data symbols are allocated.

여기서, 이 같이 데이터 심볼을 순차적으로 할당하여 제2 단계 톤 예약 기법을 진행한 다음 전송된 데이터 심볼들이 모두 앞뒤의 데이터들과 연속적으로 이어질 수 있다.In this case, the data symbols may be sequentially allocated to perform the second stage tone reservation scheme, and then all of the transmitted data symbols may be continuously connected to the preceding and following data.

본 발명에서는

Figure 112008000214155-pat00151
의 위치에 있는 심볼들을 첫 번째 톤 예약 기법 적용시에는 데이터로 사용하고, 두 번째 톤 예약 기법 적용시에는 PRT로 사용하는데 이는 다음의 두 가지 방법으로 처리될 수 있다.In the present invention
Figure 112008000214155-pat00151
The symbol located at is used as data when the first tone reservation scheme is applied and as a PRT when the second tone reserve scheme is applied, which can be processed in the following two ways.

첫 번째 방법은

Figure 112008000214155-pat00152
위치에 있는 데이터 심볼들의 완전히 제거한 후 다시 IFFT해서 제2 단계 톤 예약 기법을 적용하는 방법이다.First way
Figure 112008000214155-pat00152
A method of applying a second-stage tone reservation scheme by completely removing the data symbols at positions and then IFFT again.

두 번째 방법은 제1 단계 톤 예약 기법 출력 신호를 그대로 제2 단계 톤 예약 기법의 입력으로 사용하는 방법이다. The second method is to use the first tone reservation scheme output signal as it is as an input of the second tone reservation scheme.

왜냐면, 제2 단계 톤 예약 기법에서는

Figure 112008000214155-pat00153
위치에 있는 심볼들을 더 이상 데이터 값으로 간주하지 않기 때문에 이전 값이 남아있어도 현재 값을 다음 반복에서 PAPR을 감소하기 위한 새로운 값으로 갱신하기 때문이다. Because in the second stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00153
This is because the symbols at the location are no longer considered data values, so even if the previous value remains, the current value is updated with a new value to reduce the PAPR on the next iteration.

모의실험 결과에서는 동일 반복 횟수 적용시 후자의 방법이 PAPR 감소 성능에 더 우수하다는 결론이 도출되었으나, 이는 모의실험 환경이 실제 환경에 비해 변수가 적은 정적 환경이므로 제1 단계 톤 예약 기법 적용결과로 다수의 첨두치가 목표 임계치 이하로 줄어 제2 단계 톤 예약 기법을 적용한 표본들이 많지 않았기 때문일 수도 있다. 이하, 도 8a 및 도 8b 그래프와 함께 이에 대해 더 세부적으로 살펴본다. The simulation results show that the latter method is better for PAPR reduction performance when the same number of iterations are applied. However, since the simulation environment is a static environment with less variables than the actual environment, it is the result of applying the first stage tone reservation technique. This may be due to the fact that the peaks of P are reduced below the target thresholds, and there are not many samples using the second-stage tone reservation scheme. Hereinafter, this will be described in more detail with reference to the graphs of FIGS. 8A and 8B.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 할당 방법 적용 모의실험 결과를 비교한 그래프이다. 도 8의 모의실험은 16-QAM 변조한 1024개의 톤 사용, 4배 과표본한 OFDM 시스템을 가정하여 실험한 결과이다.8A and 8B are graphs illustrating simulation results of data allocation method application according to an embodiment of the present invention. The simulation of FIG. 8 is based on the assumption that 16-QAM modulated 1024 tones are used and a quadruple oversampled OFDM system.

여기서, 도 8a 및 도 8b 그래프는 종래기술에 따른 톤 예약 기법과 제1 PRT 집합을 각각

Figure 112008000214155-pat00154
및
Figure 112008000214155-pat00155
, 제2 PRT 집합을 모두
Figure 112008000214155-pat00156
로 적용한 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법 적용에 따른 실험 결과를 비교하였다. 이때, 발명에서 제1 단계 톤 예약 기법 및 제2 단계 톤 예약 기법의 임계치는 각각
Figure 112008000214155-pat00157
,
Figure 112008000214155-pat00158
, 각 단계의 최대 반복횟수는 40번으로 제한하였다. 8A and 8B show graphs of a tone reservation scheme and a first PRT set according to the prior art, respectively.
Figure 112008000214155-pat00154
And
Figure 112008000214155-pat00155
, The second set of PRTs
Figure 112008000214155-pat00156
The experimental results of applying the adaptive tone reservation scheme according to the present invention were compared. In this case, in the present invention, the thresholds of the first stage tone reservation scheme and the second stage tone reservation scheme are respectively
Figure 112008000214155-pat00157
,
Figure 112008000214155-pat00158
The maximum number of repetitions of each step is 40.

도 8a의 그래프에서 종래기술에 따른 톤 예약 기법 적용시에는 약 7.8dB PAPR을 갖고, 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법 적용시에는 확률 10-6에서의 PAPR이 7.0dB를 넘지 않으므로 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법 적용시 PAPR이 개선됨을 알 수 있다. In the graph of FIG. 8A, when the tone reservation scheme according to the prior art is applied, it has about 7.8 dB PAPR, and when the adaptive tone reservation scheme according to the present invention is applied, the PAPR at probability 10 −6 does not exceed 7.0 dB. It can be seen that PAPR is improved when the adaptive tone reservation scheme is applied.

두 기법의 데이터 전송 효율은 종래기술에 따른 톤 예약 기법이

Figure 112008000214155-pat00159
, 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법이
Figure 112008000214155-pat00160
이므로, 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법 전송 효율이
Figure 112008000214155-pat00161
만큼 낮긴 하지만 PAPR 감소 성능 개선을 감안하면 전송 효율의 감소는 무시할만한 수준이다.The data transmission efficiency of both schemes is based on the conventional tone reservation scheme.
Figure 112008000214155-pat00159
The adaptive tone reservation scheme according to the present invention
Figure 112008000214155-pat00160
Since the adaptive tone reservation scheme transmission efficiency according to the present invention is
Figure 112008000214155-pat00161
Although low, the reduction in transmission efficiency is negligible given the PAPR reduction performance improvement.

도 8b의 그래프에서 종래기술에 따른 톤 예약 기법 적용시에는 약 7.4dB의 PAPR을 갖고, 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법 적용시에는 7.4dB의 PAPR을 가지므로 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법 적용시 PAPR이 개선됨을 알 수 있다. 8b has a PAPR of about 7.4 dB when the tone reservation scheme according to the prior art is applied, and has a PAPR of 7.4 dB when the adaptive tone reservation scheme is applied according to the present invention. It can be seen that PAPR is improved when the technique is applied.

마찬가지로, 데이터 전송 효율은 종래기술에 따른 톤 예약 기법이

Figure 112008000214155-pat00162
, 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법이
Figure 112008000214155-pat00163
이므로, 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법 적용함으로 인해 낮아진 전송 효율이
Figure 112008000214155-pat00164
만큼 낮긴 하지만, PAPR 감소 성능 개선을 감안하면 전송 효율의 감소는 무시할만한 수준이다.Similarly, data transmission efficiency is determined by the tone reservation scheme according to the prior art.
Figure 112008000214155-pat00162
The adaptive tone reservation scheme according to the present invention
Figure 112008000214155-pat00163
Therefore, the transmission efficiency lowered by applying the adaptive tone reservation scheme according to the present invention is
Figure 112008000214155-pat00164
Although low, the reduction in transmission efficiency is negligible given the PAPR reduction performance improvement.

이와 같이, 도 8a 및 도 8b의 실험결과 그래프에서 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법 적용시에 종래기술에 따른 톤 예약 기법과 유사한 전송 효율로 PAPR 성능이 크게 향상됨을 확인할 수 있다. As described above, it can be seen from the experimental result graphs of FIGS. 8A and 8B that the PAPR performance is greatly improved with a transmission efficiency similar to the tone reservation scheme according to the prior art when the adaptive tone reservation scheme according to the present invention is applied.

이상 바람직한 실시예 및 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성에 대하여 설명하였다. 그러나, 이는 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 기술 분야의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The configuration of the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments and the accompanying drawings. However, these are only examples and are not used to limit the scope of the present invention. Those skilled in the art will understand from this that various modifications and equivalent other embodiments are possible. The true scope of protection of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 종래기술에 따른 톤 예약 기법을 도시한 블록도.1 is a block diagram illustrating a tone reservation scheme in accordance with the prior art;

도 2는 종래기술에 따른 톤 예약 기법 적용시 PRT 비율에 따른 PAPR 성능을 도시한 그래프.Figure 2 is a graph showing the PAPR performance according to the PRT ratio when applying the tone reservation scheme according to the prior art.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 장치를 도시한 블록도.3A and 3B are block diagrams illustrating an adaptive tone reservation apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 방법을 도시한 흐름도.4 is a flow chart illustrating an adaptive tone reservation method in accordance with the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 시간 영역 커널

Figure 112008000214155-pat00184
,
Figure 112008000214155-pat00185
을 각각 도시한 그래프.5A and 5B illustrate a time domain kernel in accordance with the present invention.
Figure 112008000214155-pat00184
,
Figure 112008000214155-pat00185
Graphs respectively.

도 6은 본 발명에 따른 적응적 톤 예약 기법의 임계치 설정관련 실험결과를 도시한 그래프.6 is a graph showing the experimental results related to the threshold setting of the adaptive tone reservation scheme according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 데이터 심볼 할당 방법을 도시한 예시도.7 is an exemplary diagram illustrating a data symbol allocation method according to the present invention.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 데이터 할당 방법 적용 모의실험 결과를 비교한 그래프.8a and 8b is a graph comparing the simulation results of the data allocation method application according to the present invention.

Claims (14)

시간영역 OFDM 데이터 심볼을 입력받아 제1 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 적용하고, 상기 기법 적용으로 OFDM 신호의 첨두치를 제한하여 최대 전력 대 평균 전력비를 개선하는 제1 톤 예약 기법 제공부;A first tone reservation scheme providing unit for receiving a time-domain OFDM data symbol, applying a tone reservation scheme using a first set of PRTs, and improving the maximum power-to-average power ratio by limiting the peak value of the OFDM signal by applying the scheme; 상기 제1 톤 예약 기법 제공부 출력 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 목표 임계치 이하인지를 비교하는 비교부;A comparison unit for comparing whether a maximum power to average power ratio of the first tone reservation scheme providing unit output signal is equal to or less than a target threshold value; 상기 비교결과 목표 임계치 이하이면, 이를 전송하는 전송부;A transmission unit for transmitting the comparison result if it is less than or equal to a target threshold value; 상기 비교결과 목표 임계치 이상이면, 제2 PRT 집합을 사용한 톤 예약 기법을 재적용하여 최대 전력 대 평균 전력비를 재개선하는 제2 톤 예약 기법 제공부를 포함하고,A second tone reservation scheme providing unit for re-applying the tone reservation scheme using the second PRT set to improve the maximum power to average power ratio if the comparison result is greater than or equal to a target threshold value; 제2 톤 예약 기법 제공부는 상기 제2 PRT 집합과 상기 제1 PRT 집합 차집합 위치가 아닌 곳에 순차적으로 데이터 심볼을 할당하고, 상기 제1 PRT 집합과 상기 제2 PRT 집합의 차집합 위치에 상기 할당된 데이터 심볼 이후의 데이터 심볼을 순차적으로 할당하되, 상기 제2 톤 예약 기법 제공부의 출력은 상기 전송부를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 장치.The second tone reservation scheme providing unit sequentially allocates data symbols to positions other than the second PRT set and the first PRT set difference position, and assigns the data to the difference positions of the first PRT set and the second PRT set. Adaptive tone reservation device, characterized in that to sequentially assign the data symbols after the symbol, the output of the second tone reservation scheme providing unit is transmitted through the transmitter. 제1항에 있어서, 상기 제2 톤 예약 기법 제공부는, The method of claim 1, wherein the second tone reservation scheme providing unit, 상기 제2 톤 예약 기법 적용 전에 상기 제2 PRT 집합과 상기 제1 PRT 집합 차 위치에 해당하는 데이터 심볼을 저장하는 저장부A storage unit for storing a data symbol corresponding to a difference position between the second PRT set and the first PRT set before applying the second tone reservation scheme; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 장치.Adaptive tone reservation device further comprising. 제1항에 있어서, 상기 제2 PRT 집합은, The method of claim 1, wherein the second PRT set, 상기 제1 PRT 집합의 부분 집합인 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 장치.And a subset of the first PRT set. 제1항에 있어서, 상기 목표 임계치는,The method of claim 1, wherein the target threshold is: 상기 제1 톤 예약 기법 제공부 내부 비교에 사용되는 임계치 이하인 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 장치.Adaptive tone reservation device, characterized in that less than the threshold used for internal comparison of the first tone reservation scheme providing unit. 제1항에 있어서, 상기 제1 톤 예약 기법 제공부 및 상기 제2 톤 예약 기법 제공부는,The method of claim 1, wherein the first tone reservation scheme providing unit and the second tone reservation scheme providing unit, 입력 신호의 최대 전력 대 평균 전력비를 산출하는 최대 전력 대 평균 전력비 계산부;A maximum power to average power ratio calculator configured to calculate a maximum power to average power ratio of the input signal; 상기 산출한 최대 전력 대 평균 전력비가 내부 임계치 이하인지를 비교하는 내부 임계치 비교부;An internal threshold comparison unit for comparing whether the calculated maximum power to average power ratio is less than or equal to an internal threshold; 상기 내부 임계치 비교부의 비교결과 내부 임계치 이하이면, 상기 입력 신호에서 최대 첨두치 발생지점을 검출하는 첨두치 색인 검출부;A peak index detection unit detecting a maximum peak generation point in the input signal when the internal threshold comparison unit is less than or equal to an internal threshold; 상기 검출된 발생지점을 참조하여 최대 전력 대 평균 전력비 감쇠에 사용되는 첨두치 감쇠 신호를 생성하는 PRT 신호 생성부; 및A PRT signal generator for generating a peak-to-peak attenuation signal used to attenuate the maximum power-to-average power ratio with reference to the detected generation point; And 이전 첨두치 색인 검출부 입력 및 상기 PRT 신호 생성부의 출력을 합산하는 합산기를 포함하고,A totalizer for summing a previous peak value index detector input and an output of the PRT signal generator; 상기 합산기 출력은 상기 최대 전력 대 평균 전력 계산부에 재입력되어 반복적으로 최대 전력 대 평균 전력비를 개선하는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 장치.And the summer output is re-entered into the maximum power to average power calculator to repeatedly improve the maximum power to average power ratio. 제5항에 있어서, 상기 제2 톤 예약 기법 제공부는,The method of claim 5, wherein the second tone reservation scheme providing unit, 상기 내부 임계치가 상기 목표 임계치와 동일한 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 장치.And the internal threshold is equal to the target threshold. OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비를 고려하여 적응적으로 톤 예약 기법을 적용하는 방법에 있어서, In the method of adaptively applying the tone reservation scheme in consideration of the maximum power to the average power ratio of the OFDM signal, (a) 제1 PRT 집합
Figure 112009023798541-pat00198
을 사용한 제1 단계 톤 예약 기법을 적용하여 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 감소되는 단계; (a) first PRT set
Figure 112009023798541-pat00198
Reducing the maximum power to average power ratio of the OFDM signal by applying a first stage tone reservation scheme using; (b) 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비가 목표 임계치 이하인지 판단하는 단계;(b) determining whether a maximum power to average power ratio of the first step tone reservation scheme applied OFDM signal is less than or equal to a target threshold; (c) 상기 판단결과 목표 임계치 이하이면, 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호를 전송하는 단계를 포함하고,(c) if the determination result is less than or equal to a target threshold, transmitting the OFDM signal to which the first stage tone reservation scheme is applied; (d) 상기 판단결과 목표 임계치 이상이면, 제2 PRT 집합
Figure 112009023798541-pat00199
를 사용한 제2 단계 톤 예약 기법을 적용하여 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비를 재감소하고, 이를 전송하는 단계를 포함하고,(d) a second PRT set if the determination result is equal to or greater than a target threshold;
Figure 112009023798541-pat00199
Reducing the maximum power to average power ratio of the OFDM signal to which the first stage tone reservation scheme is applied by applying a second stage tone reservation scheme, and transmitting the same; 상기 (d)단계는,In step (d), (d-1) 상기 제1 단계 톤 예약 기법을 적용한 OFDM 신호에서 상기
Figure 112009023798541-pat00200
과 상기
Figure 112009023798541-pat00201
의 차집합
Figure 112009023798541-pat00202
해당 위치의 데이터 심볼을 저장하는 단계;(d-1) In the OFDM signal to which the first stage tone reservation scheme is applied
Figure 112009023798541-pat00200
And said
Figure 112009023798541-pat00201
Difference of
Figure 112009023798541-pat00202
Storing a data symbol at that location; (d-2) 상기 제2 PRT 집합의 위치가 아닌 곳에 순차적으로 데이터 심볼을 할당하는 단계; 및(d-2) sequentially assigning data symbols to positions other than the position of the second PRT set; And (d-3) 상기
Figure 112009023798541-pat00203
과 상기
Figure 112009023798541-pat00204
의 차집합
Figure 112009023798541-pat00205
위치에 상기 할당된 데이터 심볼 이후의 데이터 심볼을 순차적으로 할당하는 단계를 포함하며,(d-3) above
Figure 112009023798541-pat00203
And said
Figure 112009023798541-pat00204
Difference of
Figure 112009023798541-pat00205
Sequentially assigning data symbols after the assigned data symbols to positions; 상기 저장한 데이터 심볼은 다음 패킷으로 송신되는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 방법.The stored data symbol is transmitted in the next packet characterized in that the adaptive tone reservation method. 제7항에 있어서, 상기 (a)단계 이전에,The method of claim 7, wherein before step (a), 주파수 영역에서 데이터 심볼을 변조하는 단계;Modulating a data symbol in the frequency domain; 상기 데이터 심볼을 IFFT하여 시간영역 심볼로 변환하는 단계IFFT the data symbols to convert them into time-domain symbols 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 방법.Adaptive tone reservation method further comprising. 제7항에 있어서, 상기 제1 PRT 집합
Figure 112008000214155-pat00167
과 제2 PRT 집합
Figure 112008000214155-pat00168
의 관계는,8. The method of claim 7, wherein the first set of PRTs
Figure 112008000214155-pat00167
And second PRT set
Figure 112008000214155-pat00168
The relationship of 다음 수학식
Figure 112008000214155-pat00169
으로 산출되는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 방법.Next Equation
Figure 112008000214155-pat00169
Adaptive tone reservation method characterized in that it is calculated. 제7항에 있어서, 상기 목표 임계치는,The method of claim 7, wherein the target threshold, 상기 제1 단계 톤 예약 기법에서 상기 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비를 감소하는데 기준이 되는 임계치보다 소정수치 높은 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 방법.The adaptive tone reservation method of claim 1, wherein the tone reservation scheme has a predetermined value higher than a threshold which is a reference for reducing the maximum power to average power ratio of the OFDM signal. 삭제delete 제7항에 있어서, 상기 (d-1) 단계에서 저장하는 데이터 심볼은,The data symbol of claim 7, wherein the data symbol stored in the step (d-1) is 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 OFDM 신호 출력 또는 OFDM signal output applying the first stage tone reservation scheme or 상기 차집합
Figure 112009023798541-pat00176
해당 위치의 데이터 심볼을 제거하고, 상기 제1 단계 톤 예약 기법 적용 전의 OFDM 신호를 재 IFFT한 신호The difference
Figure 112009023798541-pat00176
A signal by removing the data symbol at the corresponding position and re-IFFT the OFDM signal before applying the first stage tone reservation scheme 에서 상기 차집합
Figure 112009023798541-pat00177
해당 위치의 데이터 심볼을 추출하여 사용하는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 방법.The difference in
Figure 112009023798541-pat00177
Adaptive tone reservation method, characterized in that to extract and use the data symbols of the location. 제7항에 있어서, 상기 전송시의 전송 효율은,The method of claim 7, wherein the transmission efficiency at the time of transmission, 다음 수학식
Figure 112008000214155-pat00178
Next Equation
Figure 112008000214155-pat00178
 에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 방법.Adaptive tone reservation method, characterized in that calculated by. (여기서,
Figure 112008000214155-pat00179
는 제1 단계 톤 예약 기법의 전송 효율,
Figure 112008000214155-pat00180
는 제2 단계 톤 예약 기법의 전송 효율,
Figure 112008000214155-pat00181
는 제1 단계 톤 예약 기법을 거친 OFDM 신호의 최대 전력 대 평균 전력비,
Figure 112008000214155-pat00182
는 제1 단계 톤 예약 기법 적용 임계치,
Figure 112008000214155-pat00183
는 목표 임계치임)(here,
Figure 112008000214155-pat00179
Is the transmission efficiency of the first stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00180
Is the transmission efficiency of the second stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00181
Is the maximum power to average power ratio of the OFDM signal subjected to the first stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00182
Threshold for applying the first stage tone reservation scheme,
Figure 112008000214155-pat00183
Is the target threshold) 제7항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 단계 톤 예약 기법에서 첨두치는, 8. The method of claim 7, wherein the peaks in the first and second stage tone reservation schemes are: 반복적으로 최대 첨두치를 클리핑하는 방법으로 감소되는 것을 특징으로 하는 적응적 톤 예약 방법.Adaptive tone reservation method, characterized in that it is reduced repeatedly by clipping the maximum peak.
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