KR20070112366A - 교차-안테나 회전 및 반전에 의한 stbcmimo―ofdm 피크-대-평균 전력비 감소 - Google Patents

교차-안테나 회전 및 반전에 의한 stbcmimo―ofdm 피크-대-평균 전력비 감소 Download PDF

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Abstract

Y 전송 안테나를 갖는 MIMO-OFDM 시스템에서 STBC MIMO-OFDM 신호들의 피크-대-평균 전력비(PAPR) 감소를 위해 신호 스크램블링 방법이 제공된다. 일반적으로, 각 전송 안테나에 대한 상기 신호(X1, X2)의 부호들의 OFDM 시퀀스는 동일 사이즈의 M 개의 서브블록들
Figure 112007049465481-PCT00044
Figure 112007049465481-PCT00045
로 분할되고, 본래 OFDM 시퀀스로부터 [2Y]M 변경된 시퀀스 세트들을 생성하기 위하여 서브클록와이즈 회전 및 반전들이 모든 전송 안테나들에 대하여 수행된다. 미리 결정된 기준에 기초하여, 그런 다음에 OFDM 시퀀스들의 결과적 세트들로부터 전송을 위해 최선의 PAPR 특성들을 갖는 하나가 선택된다. 상기 미리 결정된 기준은 바람직하게도, 각 세트에서 Y 시퀀스들의 최대 PAPR 값을 계산하고 전송을 위한 최소 최대치를 갖는 임의의 세트를 선택함으로써, 모든 [2Y]M 시퀀스 세트들에 대한 최대치들을 식별하는 것을 포함한다.

Description

교차-안테나 회전 및 반전에 의한 STBC MIMO―OFDM 피크-대-평균 전력비 감소{STBC MIMO-OFDM PEAK-TO-AVERAGE POWER RATIO REDUCTION BY CROSS-ANTENNA ROTATION AND INVERSION}
본 출원은 2004년 12월 8일자로 가출원된 미국 특허 60/634,236에 대한 우선권을 주장한다.
미합중국 정부는 본 발명의 양상들의 전개에 있어서 정부기관들에 의해 제공된 재정적 지원의 결과로서 본 발명의 라이센스 및/또는 다른 권리들을 유지할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 고성능 4G 광대역 무선 통신을 위한 다중입력 다중출력 직교 주파수 분할 다중화(MIMO-OFDM)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교차-안테나 회전 및 반전(CARI) 방식에 의한 커다란 피크-대-평균 전력비(PAPR) 감소에 관한 것이며, 따라서 상기 감소는 제한된 양의 사이드 정보를 요구하는 동시에, 다중 안테나들을 사용함으로써 추가적 정도의 자유도(additional degrees of freedom)를 활용할 수 있게 한다.
MIMO-OFDM의 한 가지 주요 단점은 상이한 안테나들을 통해 전송된 신호들이 엄청나게 커다란 피크-대-평균 전력비(PAPR)를 나타낼 수 있다는 것이다. 직교 주 파수 분할 다중화(OFDM) 시스템들을 위해 피크-대-평균 전력비(PAPR) 감소 방식들이 제안되어왔다. 특히, 신호 스크램블링 방법들이 매력적인데, 그 이유는 상대적으로 낮은 복잡성으로 우수한 PAPR 특성들을 나타내기 위해 OFDM 신호들이 왜곡 없이 수정되기 때문이다. MIMO-OFDM 시스템들에서는, PAPR 감소를 위한 직접적인 방법(straightforward way)이 각 전송 안테나에 대하여 별개로 OFDM 시스템들을 위해 제안된 종래 방식들을 제공하는 것일 수도 있는 것이 나타날 것이다.
본 발명에 따르면, 교차-안테나 회전 및 반전(CARI)에 기초하여 MIMO-OFDM 시스템에 한 방법이 제공된다. 상기 방식은 작은 양의 사이드 정보만을 요구하는 동시에, 다중 전송 안테나들을 사용함으로써 제공되는 추가적 정도의 자유도를 완전히 활용한다. 동일 발명자들의 이전의 두 작업 [M.Tan 및 Y.Bar-Ness의 "OFDM Peak-to-Average Power Ratio Reduction by Combined Symbol Rotation and Inversion with Limited Complexity" Proc IEEE GLOBECOM. 605-610쪽, 2003년 12월]에 기초하여, 연속 차선 CARI(SS-CARI : successive suboptimal CARI)와 랜덤 차선 CARI(RS-CARI : random suboptimal CARI)라 불리는 두 가지 차선 방식들이 또한 기재된다. 상기 방식들은 성능과 복잡성 사이에 좋은 절충안을 제공한다. [Yung-Lyul Lee 등의 "Peak-to-Average Power Ratio in MIMO-OFDM Systems using Selective Mapping" IEEE Commun.Lett. vol.7, 575-577쪽, 2003년 12월]에서 제안된 병행 SLM(concurrent SLM) 방식과 비교하면, 새로운 방식들은 특히 적은 수의 서브블록들로 상당한 성능 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 방법에 대한 개략도;
도 2는 상이한 값들의 서브블록들(M)에 대한 SS-CARI 방식의 그래프;
도 3은 상이한 값들의 변경(permutation)(V)에 대한 RS-CARI 방식의 그래프; 및
도 4는 많은 수의 서브블록들(M)을 이용한 RS-CARI 방식의 그래프.
본 발명에 의해, Y 전송 안테나를 갖는 MIMO-OFDM 시스템에서 STBC MIMO-OFDM 신호들의 피크-대-평균 전력비(PAPR) 감소를 위한 신호 스크램블링 방법이 제공된다. 일반 조건에서, 각 전송 안테나에 대한 상기 신호의 OFDM 시퀀스의 부호들은 동일 사이즈의 M 개의 서브블록들로 분할되고, 본래 OFDM 시퀀스로부터의 [2Y]M 변경된 시퀀스 세트들을 생성하기 위해 서브클록와이즈 회전 및 반전들(subclockwise rotation and inversions)이 모든 전송 안테나들에 있어서 수행된다. 그런 다음 미리 결정된 기준에 기초하여, OFDM 시퀀스들의 결과적 세트들로부터 전송을 위해 최선의 PAPR 특성들을 갖는 하나가 선택된다. 상기 미리 결정된 기초는 바람직하게도, 각 세트에서 Y 개의 시퀀스들의 최고 PAPR 값을 계산하고 전송을 위해 최소 최대치(the minimum maximum)를 갖는 임의의 세트를 선택함으로써, 모든 [2Y]M 개의 시퀀스 세트들을 위한 최대치들을 식별하는 것을 포함한다.
여기서는, 단순성을 위해, 두 개의 전송 안테나들과 직교 시공간 블록 코 딩(STBC)을 이용하는 MIMO-OFDM 시스템이 고려된다.
OFDM 변조에 의해, NC 개의 데이터 부호들의 임의 블록(하나의 OFDM 부호),
Figure 112007049465481-PCT00001
이 각각이 임의 세트
Figure 112007049465481-PCT00002
로부터의 상이한 서브반송파를 변조하도록 병렬로 전송될 것이다. 상기 NC 개의 서브반송파들은 직교이다, 즉
Figure 112007049465481-PCT00003
인데, 여기서
Figure 112007049465481-PCT00004
이고 T는 부호 기간이다. 임의 블록의 결과적 기저대역 OFDM 신호(
Figure 112007049465481-PCT00005
)는 하기와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007049465481-PCT00006
(1)
(1)의 전송 신호의 PAPR은 하기와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112007049465481-PCT00007
(2)
대부분의 실제 시스템들이 이산-시간 신호들을 다루기 때문에, 연속-시간 피크(
Figure 112007049465481-PCT00008
)를 감소시키는 대신에,
Figure 112007049465481-PCT00009
의 LNC 샘플들의 최대 진폭이 감소된다. 파라미터 L이 오버샘플링 인자를 지시한다. L=1일 경우는 중요 샘플링 또는 나이퀴스트(Nyquist) 레이트 샘플링으로서 알려져 있으며, 반면에 L>1의 값들은 오버샘플링에 상응한다. L=4가 연속-시간 피크들을 포착하기에 충분하다는 것이 [G.Wunder 및 H.Boche의 "Peak Value Estimation of Bandlimited Signals from their Samples, Noise Enhancement, and a Local Characterization in the Neighborhood of an Extremum", IEEE Trans. On Signal Processing, 771-780쪽, 2003년 3월]에서 증명되었다. 통계적 관점에서 PAPR 성능을 정확하게 평가하기 위해, 하기와 같은 OFDM 신호들의 PAPR에 대한 상보 누적 분포 함수(CCDF : the complementary cumulative distribution function)가 소정 임계치 PAPR0을 초과할 확률을 기술하기 위해 사용된다.
Figure 112007049465481-PCT00010
(3)
MIMO-OFDM 시스템들에서는, 두 개의 기본 시그널링 모드들이 사용될 수 있는데, 즉 독립적인 데이터 스트림들을 공간적으로 다중화함으로써 데이터 레이트를 증가시키기 위한 공간 다중화와, 링크 신뢰성을 향상시키기 위해 레이트를 희생하여 공간 정도의 자유도(the spatial degrees of freedom)를 이용하는 공간 다이버시티 코딩이 사용될 수 있다.
단순성을 위해, Alamouti 방식 [S.M.Alamouti의 "A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications", IEEE J.Select Areas Commun., vol.16, 1451-1458쪽, 1998년 10월]을 사용하는 STBC MIMO-OFDM 시스템 [K.F.Lee 및 D.B.Williams의 "A Space-Time Coded Transmitter Diversity Technique for Frequency Selective Fading Channels" Proc .IEEE Sensor Array and Multichannel Signal Processing Workshop. 149-152쪽, 2000년]을 고려한다. 상기 방식은 2 개 이상의 전송 안테나들을 이용하는 STBC로 용이하게 확장될 수 있다. 제1 부호 기간 동안에, 두 OFDM 부호들
Figure 112007049465481-PCT00011
Figure 112007049465481-PCT00012
가 안 테나들(1 및 2)을 통해 각각 전송된다. 다음 차례의 부호 기간 동안에, -X2 *가 안테나(1)를 통해 전송되고, X1 *가 안테나(2)를 통해 전송되는데, 여기서
Figure 112007049465481-PCT00013
은 엘리먼트와이즈 복소 켤레 동작(the elementwise complex conjugate operation)을 지시한다. 채널은 적어도 두 개의 OFDM 부호들을 위해 고정되어 유지됨을 가정한다.
Figure 112007049465481-PCT00014
Figure 112007049465481-PCT00015
(i=1, 2)가 동일한 PAPR 특성들을 갖는다는 것을 증명하기란 어렵지 않다. 그러므로, 직교 STBC에 의해, PAPR 감소는 제1 부호 기간 동안에만 이루어질 필요가 있다. 비-직교 STBC에 의해, PAPR 감소는 여러 연속적인 기간들에서 전송되는 코딩된 OFDM 부호들의 전체 세트에 있어서 동시에 고려될 필요가 있을 수 있다.
X1과 X2에 대한 PAPR 감소를 수행한 이후에, 제1 부호 기간 동안에 전송될 우수한 PAPR 특성들(
Figure 112007049465481-PCT00016
Figure 112007049465481-PCT00017
)을 갖는 두 개의 수정된 시퀀스들이 획득된다. 제2 부호 기간 동안에,
Figure 112007049465481-PCT00018
Figure 112007049465481-PCT00019
과 같이 동일한 우수한 PAPR 특성들을 갖는
Figure 112007049465481-PCT00020
Figure 112007049465481-PCT00021
이 각각 전송된다.
PAPR을 감소시키기 위한 직접적인 방법은, OFDM 시스템들을 위하여 [M.Tan 및 Y.Bar-Ness의 "OFDM Peak-to-Average Power Ratio Reduction by Combined Symbol Rotation and Inversion with Limited Complexity" Proc IEEE GLOBECOM, 605-610쪽, 2003년 12월]에서 제안된 결합된 부호 회전 및 반전(CSRI) 방식을 각 안테나 상에서 별개로 제공하는 것일 수 있다. 본래 OFDM 부호들에 대하여 부호 회전(순환 이동) 및 반전(신호 사인들의 변경)을 수행하는, OFDM PAPR 감소를 위한 효과적인 신호 스크램블링 알고리즘에 대한 공개로 CSRI가 증명되었다. 그러나, 수신기 측에서의 시퀀스 디스크램블링을 위해 필요한 사이드 정보의 분량이 스펙트럴 비효율성을 유발하는 안테나들의 개수에 비례하여 증가하는 것은 명백하다. 또한, 이러한 접근법은 추가적 전송 안테나들에 의해 제공되는 모든 이용 가능한 정도의 자유도를 활용하지 않는다. 이는, 도 1에 도시된, 교차-안테나 회전 및 반전(CARI)으로 불리는 본 발명에 따른 방법에 동기를 부여한다.
도 1은 먼저 각각의 OFDM 시퀀스
Figure 112007049465481-PCT00022
가, 어떻게
Figure 112007049465481-PCT00023
로서 표현되는 동일 사이즈들의 M 개의 서브블록들로 분할되는지를 나타내는데, 여기서 i는 전송 안테나의 인덱스를 지시한다. 그런 다음, [M.Tan 및 Y.Bar-Ness, 약식주]에서와 같이 각 안테나의 상이한 서브블록들 내에서 별개로 엘리먼트와이즈 또는 그룹와이즈 회전 및 반전을 수행하는 대신에, 모든 안테나들에 걸쳐 서브블록와이즈 회전 및 반전을 수행한다. 예를 들면, 두 개의 안테나들을 이용하는 경우, 제1 서브블록에 대한 CARI를 수행한 이후에, 4 개의 상이한 OFDM 세트들의 시퀀스들이 획득된다. 이들은 본래 세트들
Figure 112007049465481-PCT00024
Figure 112007049465481-PCT00025
, 제1 서브블록 반전된
Figure 112007049465481-PCT00026
Figure 112007049465481-PCT00027
를 갖는 본래 세트, 제1 서브블록 교환된
Figure 112007049465481-PCT00028
Figure 112007049465481-PCT00029
를 갖는 본래 세트, 및 최종적으로 제1 서브블록 반전된
Figure 112007049465481-PCT00030
Figure 112007049465481-PCT00031
을 갖는 이전 세트와 동일한 세트이다. 그런 다음 동일한 동작들이 모든 다른 서브블록들에 대하여 수행된다. M 개의 서브블록들과 2 개의 안테나들에 의해, 총 4M 개의 변경된 시퀀스 세트들이 획득될 수 있다. 상기 4M 개의 시퀀스 세트들 중에서, 일정한 미리 결정된 기준에 기초하여, 최상의 PAPR 특성들을 갖는 세트
Figure 112007049465481-PCT00032
가 전송을 위해 선택된다. 더욱 일반적으로 Y 전송 안테나들에 의해, [2Y]M 변경된 시퀀스 세트들이 전송을 위해 상기 세트를 선택하는 것으로부터 이용될 수 있다.
[M.Tan 및 Y.Bar-Ness, 약식주]에서의 회전 및 반전보다 상이하게 변경을 구현하는 것 이외에, [Yung-Lyul Lee 등, 약식주]에서, 최소평균(minaverage)의 기준이 제안되었고, 이로써 모든 변경된 시퀀스 세트들 중에서 최소의 평균 PAPR(the smallest average PAPR)을 갖는 하나가 전송을 위해 선택된다. 여기서, 우리는 대신에 최소 최대(미니맥스) 기준을 사용한다. 4M 개의 시퀀스 세트들 각각에 대하여, 먼저 X1과 X2의 PAPR을 계산하고, 그것을
Figure 112007049465481-PCT00033
로서 지시한다. 그런 다음, X1과 X2의 최대 PAPR을 찾을 수 있고, 상기 최대 PAPR을
Figure 112007049465481-PCT00034
로서 지시한다. 모든 4M 개의 시퀀스 세트들에 대하여 최대치들을 식별한 이후에,
Figure 112007049465481-PCT00035
로서 지시되는, 전송을 위해 최소의
Figure 112007049465481-PCT00036
을 갖는 임의의 세트를 선택한다. 하기에서는, 미니맥스 기준이 최소평균보다 훨씬 더 우수한 성능을 제공한다는 것이 나타날 것이다.
[Yung-Lyul Lee 등, 약식주]에서 지적된 바와 같이, 상이한 안테나들을 통해 동일한 사이드 정보를 전송함으로써, 사이드 정보의 더 높은 신뢰성을 보장하는 공간 다이버시티가 획득될 수 있다. 또한, 모든 안테나들을 통해 전송된 OFDM 서브블록들에 대한 오퍼레이팅 회전 및 반전은, 높은 PAPR을 갖는 열등한 시퀀스들을 방해할 가능성을 오프셋하기 위해 더 높은 정도의 자유도를 제공한다. 그러나, 최적 시퀀스들을 찾기 위하여, 더욱 실제적인 차선 솔루션들에 동기를 부여하는 변경들(permutations)의 개수가 여전히 크다.
연속 차선 CARI (SS- CARI ) 방식
SS-CARI 방식에서는, 먼저 서브블록들(
Figure 112007049465481-PCT00037
)에 대한 CARI를 수행하고, 반면에 모든 다른 서브블록들은 변경되지 않은 상태로 유지된다. 그렇게 함으로써, 전송 시퀀스들의 4 개의 가능 세트들이 획득될 것이다. 그런 다음, 정규 CARI에서와 같은 다음 차례의 서브블록들에 대한 회전 및 반전의 수행 없이, 앞서 기술된 시퀀스들의 4 개의 모든 세트들에 대한 PAPR을 계산하고, 최소 최대 PAPR을 갖는 하나가 계속 유지된다. 유사하게, 후속 단계에서, 서브블록들(
Figure 112007049465481-PCT00038
)에 대한 CARI가 수행되고, 상기 4 개의 세트들 중에서 최소 최대 PAPR을 갖는 하나가 계속 유지된다. 모든 M 개의 서브블록들에 대하여 연속적으로 이렇게 함으로써, 최종적으로, 시퀀스들의 세트 (
Figure 112007049465481-PCT00039
)가 미니맥스 기준에 따라 찾아진다. SS-CARI 방식을 이용한 가능한 변경들의 개수가 4M으로 감소되고, 반면에 사이드 정보 비트들의 개수는 본래 CARI 방식과 동일하게 S=2M이다.
랜덤 차선 CARI ( RS - CARI ) 방식
RS-CARI 방식에 의해, 하기와 같이 표현되는 V×M 차원의 랜덤 매트릭스가 먼저 생성된다.
Figure 112007049465481-PCT00040
(4)
여기서, V는 변경들의 총 개수를 지시한다. 상기 매트릭스의 각 엘리먼트는 앞서 기술된 시퀀스들의 4 개의 상이한 세트들에 대한 인덱스를 나타내는, [1, 4]에 걸쳐 균일하게 분포된 랜덤 정수이다.
상기 램덤으로 생성되는 테이블에 기초한 M 개의 서브블록들에 대하여 변경들을 수행함으로써, V 개의 상이한 시퀀스 세트들이 생성될 수 있고, 전송을 위해 최소 최대 PAPR을 갖는 세트
Figure 112007049465481-PCT00041
를 선택할 수 있다. 수신기가 랜덤 매트릭스(R)를 알고 있는 경우, 필요한 사이드 정보의 분량은
Figure 112007049465481-PCT00042
까지 더 감소할 수 있다.
시뮬레이션 결과들
하기의 결과들에서, 105 개의 랜덤 OFDM 시퀀스들이 CCDF들을 획득하기 위해 생성되었다. QPSK 데이터 부호들을 갖는 NC=128 서브반송파들과 2 개의 전송 안테나들이 사용된다. 전송 신호는 L=4의 인자에 의해 오버샘플링된다. 감소된 복잡성 차선 SS-CARI 및 RS-CARI 방식들을 이용한 시뮬레이션 결과들만이 나타나 있는데, 그 이유는 요구되는 변경들의 개수가 소모적(exhaustive)이기 때문이다.
도 2는 M=4 및 M=16 서브블록들을 위한 SS-CARI 방식의 PAPR CCDF를 나타낸다. 비교를 위해, 두 개의 상이한 선택 기준을 이용한 SLM의 성능이 추가된다.
상기 도면들로부터 제공될 수 있는 여러 관찰 결과들이 존재한다. 첫째로, M=4 그리고 미니맥스 기준에 대해 제안된 SS-CARI 방식은 [Yung-Lyul Lee 등, 약식주]에서 제안된 최소평균 기준을 이용한 병행 SLM 방식보다 상당히 더 우수한 성능을 달성한다. 유사한 복잡성을 유지하기 위하여, 병행 SLM 방식들에서는, OFDM 시퀀스들이 또한 M 개의 서브블록들로 분할된다. 그런 다음, 각 서브블록에 대하여, CARI를 수행하는 대신에, 세트
Figure 112007049465481-PCT00043
로부터의 4 개의 위상 가중 인자들이 4 개의 상이한 세트들을 생성하기 위해 사용된다. 병행 SLM 방식에 적용된 미니맥스 기준은 다중 전송 안테나들에 의해 제공되는 추가적 정도의 자유도를 활용하지 않음에 기인하여 여전히 SS-CARI보다 더 좋지 않게 수행한다. 둘째로, 예상된 것으로서, [Yung-Lyul Lee 등, 약식주]에서 사용된 최소평균 기준은 제안된 미니맥스 기준에 의해 항상 더 나은 성능을 제공한다. 셋째로, 도면으로부터, 병행 SLM 및 SS-CARI의 성능이 더 많은 수의 사용된 서브블록들, 예를 들면 M=16에 대하여 유사하게 되는 것을 볼 수 있다. 그러나, 미니맥스 기준은 여전히 최소평균 기준에 대하여 상당한 이점을 유지한다.
도 3 및 도 4는 병행 SLM 방식과 RS-CARI의 성능을 비교한다. 상기 도면들로부터, 도 2로부터와 유사한 결론을 도출할 수 있다. 서브블록들의 개수(M)가 작기 때문에, 예를 들면 M=4이기 때문에, 동일한 개수의 변경들일 경우, RS-CARI는 SLM보다 상당히 더 우수한 성능을 나타낸다. 서브블록들의 개수(M)가 증가함에 따 라, 미니맥스 기준이 양쪽에서 사용될 때, 병행 SLM과 RS-CARI의 성능이 유사하게 된다.
또한, CARI 방식들에 의해, 각 변경에 대하여 복잡한 곱셈이 요구되지 않으며, 그에 따라 병행 SLM 방식보다 더 적은 복잡성을 갖는다는 점이 강조되어야 한다.
요약하면, 여기에 기술된 CARI 방법은 사이드 정보의 분량을 줄일 뿐만 아니라, 다중 안테나들을 사용함으로써 제공되는 추가적 정도의 자유도를 효과적으로 활용한다. 또한, 미니맥스 기준을 사용함으로써, 최소평균 기준을 사용하는 것보다 상당히 더 우수한 성능을 달성한다. 병행 SLM [Yung-Lyul Lee 등, 약식주]과 비교하면, 여기에 기재된 방법들은 더 낮은 연산 복잡성과 함께 상당한 성능 이점들을 제공한다.
본 발명이 특정 실시예들에 관하여 기술된 반면에, 본 발명에 따른 다수의 변형들이 당업자에게 가능하고 상기 변형들은 여전히 본 발명의 범위 내에 있다는 것이 본 기재의 관점에서 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 폭넓게 구성될 것이고, 이제 첨부되는 청구항들의 내용 및 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (5)

  1. Y 전송 안테나들을 갖는 MIMO-OFDM 시스템에서 STBC MIMO-OFDM 신호들의 피크-대-평균 전력비(PAPR) 감소를 위한 신호 스크램블링 방법으로서,
    각 전송 안테나에 대한 상기 신호의 부호들의 OFDM 시퀀스를 동일 사이즈의 M 개의 서브블록들로 분할하고, 본래 OFDM 시퀀스로부터 [2Y]M 변경된 시퀀스 세트들을 생성하기 위해 모든 전송 안테나들에 대하여 서브클록와이즈 회전 및 반전들을 수행하는 단계; 및
    미리 결정된 기준에 기초하여, OFDM 시퀀스들의 결과적인 상기 세트들로부터 전송을 위해 최선 PAPR 특성을 갖는 하나를 선택하는 단계를 포함하는,
    신호 스크램블링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각 세트에서 Y 시퀀스들의 최대 PAPR 값을 계산하고, 전송을 위해 최소의 최대치를 갖는 임의의 세트를 선택함으로써, 상기 미리 결정된 기준은 모든 [2Y]M 시퀀스 세트들에 대한 최대치들을 식별하는 단계를 포함하는,
    신호 스크램블링 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    전송 시퀀스들의 제1 세트를 획득하기 위해 각 안테나에 대하여 제1 서브블록에 대한 CARI가 수행되고, PAPR은 상기 제1 세트의 모든 시퀀스들에 대하여 계산되고, 최소의 최대 PAPR을 갖는 세트가 계속 유지되고; 및 모든 전송 안테나들에 대하여 상기 연속적인 서브블록들을 위한 동일 절차를 연속적으로 수행함으로써, 고려되는 변경들의 개수가 감소되고, PAPR이 점진적으로 감소하고, 최종의 결과적 시퀀스가 전송을 위해 선택되는,
    신호 스크램블링 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    랜덤 숫자들을 갖는 V×M 차원 매트릭스가 생성되는데, V는 변경들의 총 개수이고; 상기 매트릭스의 각 아이템은 상기 M 개의 서브블록들에 대하여 수행되는 2Y 미리 결정된 상이한 변경 동작들을 나타내는 [1, 2Y]에 걸쳐 균일하게 분포되는 랜덤 정수이고, V 개의 상이한 상기 시퀀스 세트들을 생성하고; 및 전송을 위해 최소의 최대 PAPR을 갖는 시퀀스를 선택함으로써, 신호를 디스크램블링하기 위해 필요한 사이드 정보가 상당히 감소하는,
    신호 스크램블링 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    전송 안테나들의 개수(Y)는 2 개인,
    신호 스크램블링 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101067644B1 (ko) * 2009-03-10 2011-09-27 서울대학교산학협력단 부분 비트 반전 선택 사상 기법을 이용한 직교 주파수 분할다중화 시스템의 최대전력 대 평균전력의 비 감소방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006060651A2 (en) * 2004-12-02 2006-06-08 New Jersey Institute Of Technology Method and/or system for reduction of papr
TWI446763B (zh) 2006-01-11 2014-07-21 Interdigital Tech Corp 以不等調變及編碼方法實施空時處理方法及裝置
WO2012030319A2 (en) 2009-06-26 2012-03-08 Hypres, Inc. System and method for controlling combined radio signals
JP5320260B2 (ja) * 2009-10-29 2013-10-23 日本放送協会 Ofdm信号送信装置
US8693563B2 (en) * 2010-02-18 2014-04-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of transmitting and receiving orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal using multiple antennas, and transmitter and receiver thereof
US8787873B1 (en) 2011-11-04 2014-07-22 Plusn Llc System and method for communicating using bandwidth on demand
US9401823B2 (en) 2013-11-26 2016-07-26 Plusn Llc System and method for radio frequency carrier aggregation
CN103795674B (zh) * 2014-01-22 2017-02-01 浙江师范大学 一种降低mimo‑ofdm系统的papr的方法
JP5812179B2 (ja) * 2014-11-19 2015-11-11 株式会社ソシオネクスト スプリアス測定装置及びそれを利用した受信装置,通信システム
KR101603477B1 (ko) * 2015-06-09 2016-03-21 연세대학교 원주산학협력단 다중안테나 sc-fdma 시스템을 위한 신호검출 방법 및 장치
CN106209716B (zh) * 2016-06-30 2019-06-04 电子科技大学 一种降低大规模mu-mimo-ofdm系统峰均功率比的方法
CN108270708B (zh) * 2016-12-30 2020-07-07 维沃移动通信有限公司 一种降低papr的信息传输方法、发送端及接收端
KR102115074B1 (ko) * 2017-02-06 2020-05-25 세종대학교산학협력단 Slm을 이용한 papr 저감 장치 및 방법
CN109194603B (zh) * 2018-11-21 2019-06-14 济南大学 降低mimo-ofdm系统峰均功率比的导向交织方法
CN111865858B (zh) * 2019-04-30 2022-01-11 华为技术有限公司 一种基于部分传输序列技术的边信息传输方法和装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7190734B2 (en) * 2001-05-25 2007-03-13 Regents Of The University Of Minnesota Space-time coded transmissions within a wireless communication network
US7269224B2 (en) * 2001-09-17 2007-09-11 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Apparatus and methods for providing efficient space-time structures for preambles, pilots and data for multi-input, multi-output communications systems
DE60320956D1 (de) * 2002-03-07 2008-06-26 Alvarion Ltd Hierarchische präambelkonstruktionen für ofdma auf der basis komplementärer sequenzen
KR100754721B1 (ko) * 2002-04-26 2007-09-03 삼성전자주식회사 직교주파수분할다중화 통신시스템에서 다중화 데이터 송수신 장치 및 방법
GB2393618B (en) * 2002-09-26 2004-12-15 Toshiba Res Europ Ltd Transmission signals methods and apparatus
TWI257794B (en) * 2003-01-24 2006-07-01 Ind Tech Res Inst System and method of protecting and transmitting side information for multicarrier communication systems with reduced peak-to-average power ratio
EP1642435B1 (en) * 2003-06-30 2016-12-21 Avago Technologies General IP (Singapore) Pte. Ltd. Method and apparatus for communicating symbols in a multiple input multiple output communication system using interleaved subcarriers across a plurality of antennas
US9325532B2 (en) * 2003-06-30 2016-04-26 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method and apparatus for communicating symbols in a multiple input multiple output communication system using interleaved subcarriers across a plurality of antennas
WO2005015732A2 (en) * 2003-08-07 2005-02-17 Nokia Corporation, Method and apparatus for discrete power synthesis of multicarrier signals with constant envelope power amplifiers
US7706454B2 (en) * 2003-10-01 2010-04-27 Regents Of The University Of Minnesota Full-diversity, full-rate complex-field space-time coding for wireless communication
CN100364253C (zh) * 2003-10-31 2008-01-23 清华大学 用于OFDM中的子带自适应Turbo编码调制的方法
TWI246273B (en) * 2004-06-28 2005-12-21 Ind Tech Res Inst Method and apparatus for high-order PAPR reduction of an OFDM signal
ATE503328T1 (de) * 2004-08-13 2011-04-15 Agency Science Tech & Res Verfahren zum entzerren eines digitalsignals und entzerrer
KR100754617B1 (ko) * 2004-10-11 2007-09-05 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중화 통신 시스템에서 피크대 평균전력비를 최소화시키기 위한 장치 및 방법
US7376202B2 (en) * 2004-11-12 2008-05-20 New Jersey Institute Of Technology OFDM peak-to-average power ratio reduction by combined symbol rotation and inversion with limited complexity
WO2006060651A2 (en) 2004-12-02 2006-06-08 New Jersey Institute Of Technology Method and/or system for reduction of papr

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101067644B1 (ko) * 2009-03-10 2011-09-27 서울대학교산학협력단 부분 비트 반전 선택 사상 기법을 이용한 직교 주파수 분할다중화 시스템의 최대전력 대 평균전력의 비 감소방법

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