KR20200088036A - Apparatus and method for PAPR reduction in polar-coded OFDM communication systems - Google Patents
Apparatus and method for PAPR reduction in polar-coded OFDM communication systems Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200088036A KR20200088036A KR1020190004537A KR20190004537A KR20200088036A KR 20200088036 A KR20200088036 A KR 20200088036A KR 1020190004537 A KR1020190004537 A KR 1020190004537A KR 20190004537 A KR20190004537 A KR 20190004537A KR 20200088036 A KR20200088036 A KR 20200088036A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ofdm
- different
- polar
- signal
- papr
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2614—Peak power aspects
- H04L27/2615—Reduction thereof using coding
- H04L27/2617—Reduction thereof using coding using block codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0057—Block codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03828—Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties
- H04L25/03866—Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties using scrambling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
- H04L27/2627—Modulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 폴라 부호가 적용된 OFDM 통신 시스템의 송신 장치 및 그의 PAPR 감소 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission apparatus of an OFDM communication system to which a polar code is applied and a PAPR reduction method thereof.
직교 주파수 분할(Orthogonal frequency division multiplexing; OFDM)는 다양한 무선/이동통신 시스템에 전통적으로 적용되어 온 파형에 관한 기법이다. 최근 5G NR 표준에서도 CP-OFDM이 채택/적용되고 있다. 여기서, 높은 첨두 전력 대 평균 전력비(Peak-to-average power ratio; PAPR) 특성이 주요 결점 및 문제점이 된다. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a technique for waveforms that has been traditionally applied to various wireless/mobile communication systems. CP-OFDM is also adopted/applied in recent 5G NR standards. Here, a high peak-to-average power ratio (PAPR) characteristic is a major drawback and problem.
저비용 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인한 PAPR을 감소시키는 기법이 중요하다. 5G mMTC 시나리오에서 저비용 단말을 고려하고, 예를 들어 LPWA(low-power wide area) 애플리케이션의 저비용 단말 및 소형기지국에 장착된 저비용 전력 증폭기를 이용할 수 있다. Techniques for reducing PAPR due to the nonlinear nature of low cost power amplifiers are important. Considering a low cost terminal in a 5G mMTC scenario, for example, a low cost terminal in a low-power wide area (LPWA) application and a low cost power amplifier mounted in a small base station can be used.
OFDM 시스템의 PAPR 감소를 위한 기법으로는 선택적 사상 기법이 있다. 선택적 사상 기법은 같은 정보를 갖지만 다른 형태의 신호를 다수 생성 후 최소의 PAPR을 갖는 신호를 전송한다. 주요 특징으로는 어떤 신호를 전송 했는지에 대한 부가 정보 전송 시 전송률의 저하가 발생하고, 부가 정보를 전송하지 않을 시에 전송률 저하를 방지 가능하지만, 수신단에서 어떤 신호를 전송했는지 잘못 검출하는 경우에는 에러율의 열화가 발생할 수 있다. 또한, 일반적인 OFDM 시스템의 송수신단 대비 높은 복잡도의 연산을 소모한다. 채널 부호를 활용한 기존 선택적 사상 기법이 제안되었으나 최근 5G NR eMBB 표준의 제어 채널에 대하여 규격으로 정해진 폴라 부호를 활용한 기법에 관한 기술은 존재하지 않는다. As a technique for reducing PAPR in an OFDM system, there is a selective mapping technique. The selective mapping technique transmits a signal having the minimum PAPR after generating multiple signals of the same type but with the same information. The main feature is that the transmission rate decreases when additional information is transmitted about which signal is transmitted, and the transmission rate decreases when the additional information is not transmitted can be prevented. Deterioration may occur. In addition, it consumes high-complexity computation compared to the transmitting and receiving end of a typical OFDM system. Existing selective mapping techniques using channel codes have been proposed, but there is no technology regarding techniques using polar codes determined as a standard for a control channel of the recent 5G NR eMBB standard.
도 1은 종래기술에 따른 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a structure of a transmitter of an OFDM system to which a polar code is applied according to the prior art.
종래기술에 따른 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단은 CRC 부호화기(110), 동결 비트 삽입부(120), 폴라 부호화기(130), 변조기(140) 및 IDFT(150)를 포함한다. The transmitting end of the OFDM system to which the polar code according to the prior art is applied includes a
도 1을 참조하면, 길이가 인 이진 데이터 블록()을 나타내었다. 부호화 과정은 다음과 같다. Referring to Figure 1, the length In binary data block ( ). The encoding process is as follows.
CRC 부호화기(110)는 개의 CRC 비트를 생성 후 이진 데이터 블록에 첨가함으로써 비동결 데이터 블록 를 생성한다. 여기서, A는 비동결 데이터 전송을 위한 부채널의 인덱스 집합이고, Ac는 동결 데이터 전송을 위한 부채널의 인덱스 집합이다.
동결 데이터 블록 (120)을 삽입함으로써 폴라 부호화기의 입력 블록 를 생성한다. Freeze data block Input block of polar encoder by inserting 120 Produces
폴라 부호화기(130)는 폴라 부호의 블록 길이가 이고, 채널 분극 현상을 발생시키는 분극 행렬은 로 나타낼 수 있고, 여기서 Arikan의 커널 행렬은 이다. The
연산 는 행렬 에 대하여 Kronecker power 연산을 번 수행함을 의미한다. 인덱스 집합 A와 Ac에 대하여 인덱스에 대응되는 행으로 구성된 부분 행렬을 각각 와 로써 표기한다. 폴라 부호화를 통하여 부호어 를 생성할 수 있다. 이때, 적용된 채널 부호의 부호율은 이 된다. calculate The matrix Against Kronecker power operation It means performing once. For the index sets A and A c , sub-matrices consisting of rows corresponding to the indices are respectively Wow Is denoted as. Coded word through polar encoding Can generate At this time, the code rate of the applied channel code is It becomes.
변조기(140)의 의 변조차수에 대한 부반송파 수는 이고, 폴라 부호어는 변조기에 의하여 주파수 영역 심볼 블록 로 변조된다. 이때 주파수-도메인 심볼 블로의 길이는 이다. Of
IDFT(150)를 통한 OFDM 변조 과정은 심볼 주기는 이고, 부반송파 간격은 이다. OFDM 신호의 복소 기저대역은 다음과 같이 나타낼 수 있다: . OFDM modulation process through the IDFT 150, the symbol period is And the subcarrier spacing to be. The complex baseband of the OFDM signal can be represented as follows: .
오버샘플링 된 시간 영역 신호는 이고, 오버샘플링 개수는 이다. 번째 샘플은 다음과 같이 나타낼 수 있다:The oversampled time domain signal is And the number of oversampling to be. The first sample can be represented as follows:
. .
개의 샘플은 개의 제로 패딩과 -포인트의 역 이산 푸리에 변환(Inverse Fourier transform; IDFT) 를 통하여 구할 수 있다. OFDM 신호 에 대한 PAPR은 다음과 같다: . Dog samples With zero padding -It can be obtained by inverse Fourier transform (IDFT) of the point. OFDM signal The PAPR for is as follows: .
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 OFDM이 적용된 이동통신 시스템에서 높은 PAPR 문제를 해결하기 위해 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템에서 비동결 데이터 블록을 다르게 설정함으로써 확률적으로 다른 PAPR을 갖는 OFDM 신호를 생성하고, 비동결 데이터 블록을 다르게 설정하는 방법에 기초하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택적으로 전송하는 선택적 사상 방법 및 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to generate a OFDM signal having a different PAPR stochastically by differently setting a non-frozen data block in an OFDM system with a polar code to solve a high PAPR problem in a mobile communication system with OFDM, It is to provide an optional mapping method and apparatus for selectively transmitting a signal having a minimum PAPR based on a method of setting a non-freezing data block differently.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 통신 시스템의 송신 장치의 PAPR 감소 방법은 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합을 정의하는 단계, 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 단계 및 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 단계를 포함한다. In one aspect, the PAPR reduction method of a transmission apparatus of an OFDM communication system to which the polar code is proposed according to the present invention includes defining a set of a plurality of different frozen data blocks, each of a plurality of different frozen data blocks set Generating a plurality of OFDM signals having the same information but having different shapes, and selecting a signal having a minimum PAPR for a plurality of OFDM signals having different shapes and selecting a selective mapping (SLM). And transmitting by using.
복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 단계는 비동결 데이터 블록에 서로 다른 동결 데이터 블록을 삽입하여 폴로 부호화 진행 시 서로 다른 부호어를 생성하고, 폴라 부호어에 대하여 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 주파수 영역 심볼 블록을 생성하고, OFDM 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 OFDM 신호를 생성한다. The step of generating a plurality of OFDM signals having the same information for each set of a plurality of different frozen data blocks but having different shapes is different when the polo encoding is performed by inserting different frozen data blocks in the non-frozen data block. A codeword is generated, modulation is performed on the polar codeword to generate a plurality of different frequency domain symbol blocks, and OFDM modulation is performed to generate a plurality of different OFDM signals.
이때 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 단계는 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하는 단계, 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록에 대하여 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하는 단계 및 최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력하는 단계를 포함한다. At this time, the step of selecting a signal having a minimum PAPR for a plurality of OFDM signals having different forms and transmitting them using a selective mapping (SLM) OFDM demodulation for a plurality of OFDM signals having different types Performing a process, repeatedly performing polar decoding on a plurality of different frozen data blocks, or decoding an information word using a plurality of parallel decoders, and transmitting a signal corresponding to a decoding result having the highest reliability, And outputting a corresponding decoding result.
또 다른 실시예에 따르면, 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 단계는 비동결 데이터 블록에 영벡터로 설정된 동결 데이터 블록을 삽입하여 부호화함으로써 폴라 부호어를 생성하고, 폴라 부호어에 시퀀스를 스크램블링함으로써 서로 다른 복수의 부호어를 생성하고, 생성된 부호어는 변조기와 OFDM 변조기를 이용하여 서로 다른 복수의 OFDM 신호로 변환된다.According to another embodiment, the step of generating a plurality of OFDM signals including the same information for each of a plurality of different sets of frozen data blocks but having different forms is a frozen data block set as a zero vector in the non-frozen data block. To generate a polar codeword by encoding and to generate a plurality of different codewords by scrambling a sequence in the polar codeword, and the generated codewords are converted into a plurality of different OFDM signals using a modulator and an OFDM modulator. .
이때 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 단계는 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하는 단계, OFDM 복조 과정을 통해 생성된 복수의 서로 다른 시퀀스에 대하여 디스크램블링을 반복적으로 수행하거나, 또는 복수의 디스크램블러를 이용하여 부호어를 복호화하는 단계, 복호화된 부호어에 대하여 복수의 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하는 단계 및 최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력하는 단계를 포함한다. At this time, the step of selecting a signal having a minimum PAPR for a plurality of OFDM signals having different forms and transmitting them using a selective mapping (SLM) OFDM demodulation for a plurality of OFDM signals having different types Performing a process, repeatedly performing descrambling on a plurality of different sequences generated through the OFDM demodulation process, or decoding a codeword using a plurality of descramblers, multiple decoding on the decoded codeword Iteratively performs the polar decoding, or decoding the information word using a plurality of parallel decoders and transmitting a signal corresponding to the decoding result with the highest reliability, and outputting the decoding result.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 통신 시스템의 송신 장치는 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합을 정의하는 동결 데이터 블록 집합 생성부, 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 OFDM 신호 생성부 및 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 SLM 신호 선택부를 포함한다. In another aspect, the apparatus for transmitting an OFDM communication system to which the polar code is proposed according to the present invention includes a freeze data block set generation unit that defines a plurality of different freeze data block sets, and a plurality of different freeze data blocks. An OFDM signal generator for generating a plurality of OFDM signals having the same information for each set but having different types, and selecting a signal having a minimum PAPR for a plurality of OFDM signals having different types and selecting an optional mapping technique ( It includes an SLM signal selector for transmission using Selective mapping (SLM).
OFDM 신호 생성부는 동결 데이터 블록 집합 생성부의 서로 다른 동결 비트 블록에 의해 폴로 부호화 진행 시 서로 다른 부호어를 생성하고, 폴라 부호어에 대하여 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 주파수 영역 심볼 블록을 생성하고, OFDM 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 OFDM 신호를 생성한다. The OFDM signal generator generates different codewords when polo encoding is performed by different frozen bit blocks of the frozen data block set generator, and generates a plurality of different frequency domain symbol blocks by performing modulation on the polar codewords, By performing OFDM modulation, a plurality of different OFDM signals are generated.
이때, SLM 신호 선택부는 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하고, 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록에 대하여 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하고, 최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력한다. At this time, the SLM signal selector performs an OFDM demodulation process on a plurality of OFDM signals having different forms, repeatedly performs polar decoding on a plurality of different frozen data blocks, or uses multiple parallel decoders for information words. Decode, transmit the signal corresponding to the decoding result with the highest reliability, and output the decoding result.
또 다른 실시예에 따르면, OFDM 신호 생성부는 비동결 데이터 블록에 영벡터로 설정된 동결 데이터 블록을 삽입하여 부호화함으로써 폴라 부호어를 생성하고, 폴라 부호어에 시퀀스를 스크램블링함으로써 서로 다른 복수의 부호어를 생성하고, 생성된 부호어를 변조기와 OFDM 변조기를 이용하여 서로 다른 복수의 OFDM 신호로 변환한다. According to another embodiment, the OFDM signal generation unit generates a polar codeword by inserting and encoding a frozen data block set as a zero vector in a non-frozen data block, and generates a plurality of different codewords by scrambling a sequence in the polar codeword. The generated codeword is converted into a plurality of different OFDM signals using a modulator and an OFDM modulator.
이때, SLM 신호 선택부는 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하고, OFDM 복조 과정을 통해 생성된 복수의 서로 다른 시퀀스에 대하여 디스크램블링을 반복적으로 수행하거나, 또는 복수의 디스크램블러를 이용하여 부호어를 복호화하고, 복호화된 부호어에 대하여 복수의 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하고, 최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력한다.At this time, the SLM signal selector performs an OFDM demodulation process on a plurality of OFDM signals having different forms, and repeatedly performs descrambling on a plurality of different sequences generated through the OFDM demodulation process, or Decode the codeword using a scrambler, repeatedly perform a plurality of polar decoding on the decoded codeword, or decode the information word using a plurality of parallel decoders, and obtain a signal corresponding to the decoding result with the highest reliability. Transmit and output the decoding result.
본 발명의 실시예들에 따르면 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 PAPR를 감소시킬 수 있고, 어떤 OFDM 신호가 전송 되었는지에 대한 부가 정보를 전송하지 않음으로써 전송률을 저하시키지 않는다. 또한, 다수의 OFDM 신호를 생성하는데 필요한 송신 복잡도 및 송신 장치 수를 크게 증가시키지 않을 수 있고, 5G 표준의 제어 채널에 규격으로서 정의된 폴라 부호를 활용하여 OFDM이 갖는 높은 PAPR 문제를 해결할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the PAPR of the OFDM system to which the polar code is applied can be reduced, and the transmission rate is not reduced by not transmitting additional information about which OFDM signal is transmitted. In addition, the transmission complexity and the number of transmission devices required to generate a plurality of OFDM signals may not be significantly increased, and a high PAPR problem of OFDM may be solved by using a polar code defined as a standard for a control channel of a 5G standard.
도 1은 종래기술에 따른 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴라 부호가 적용된 OFDM 통신 시스템의 PAPR를 감소시키기 위한 송신 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하여 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하여 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 사상 기법의 PAPR 감소 효과 평가 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a view showing a structure of a transmitter of an OFDM system to which a polar code is applied according to the prior art.
2 is a diagram illustrating a structure of a transmitting end of an OFDM system to which a polar code is applied using a selective mapping technique according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a structure of a transmitter of an OFDM system to which a polar code is applied using a selective mapping technique according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a transmission method for reducing PAPR in an OFDM communication system to which a polar code is applied according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process of transmitting using a selective mapping technique according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a process of transmitting using a selective mapping technique according to another embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the results of evaluating the PAPR reduction effect of the selective mapping technique according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서는 폴라 부호를 활용한 선택적 사상 기법을 제안 및 발명함으로써 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템에서의 높은 PAPR 문제를 해결하고자 한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템에서 비동결 데이터 블록을 다르게 설정함으로써 확률적으로 다른 PAPR을 갖는 OFDM 신호를 생성할 수 있다. 제안하는 시스템의 송신 장치는 비동결 데이터 블록을 다르게 설정하는 방법에 기반하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택적으로 전송하는 선택적 사상 기법을 이용한다. 다시 말해, 확률적으로 다른 PAPR을 갖는 다수의 OFDM 신호를 생성하는 선택적 사상 기법에 폴라 코딩 기술이 활용되고, 제안하는 기법을 활용하여 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 PAPR 감소 효과를 기대할 수 있다. 또한, 어떤 OFDM 신호가 전송 되었는지에 대한 부가 정보를 전송하지 않음으로써 전송률의 저하가 없고, 다수의 OFDM 신호를 생성하는데 필요한 송신 복잡도 및 송신 장치 수를 크게 증가시키지 않는다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. In the present invention, a high PAPR problem in an OFDM system to which a polar code is applied is proposed and proposed by inventing and inventing an optional mapping technique using the polar code. According to an embodiment of the present invention, an OFDM signal having a different PAPR may be stochastically generated by differently setting a non-frozen data block in an OFDM system to which a polar code is applied. The transmitting apparatus of the proposed system uses a selective mapping technique that selectively transmits a signal with a minimum PAPR based on a method of differently setting a non-frozen data block. In other words, the polar coding technique is used for the selective mapping technique for generating multiple OFDM signals having different PAPRs with probability, and the proposed technique can be expected to reduce the PAPR of the OFDM system to which the polar codes are applied. In addition, the transmission rate is not lowered by not transmitting additional information about which OFDM signal is transmitted, and the transmission complexity and the number of transmission devices required to generate multiple OFDM signals are not significantly increased. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a structure of a transmitting end of an OFDM system to which a polar code is applied using a selective mapping technique according to an embodiment of the present invention.
제안하는 선택적 사상 기법을 이용하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단 구조는 동결 데이터 블록 집합 생성부(210), OFDM 신호 생성부(220), SLM 신호 선택부(230)를 포함한다. The structure of the transmitting end of the OFDM system to which the polar code using the proposed selective mapping technique is applied includes a frozen data block set generator 210, an OFDM signal generator 220, and an
동결 데이터 블록 집합 생성부(210)는 CRC 부호화기(211) 및 복수의 동결 비트 삽입부(212, ..., 213)를 포함한다. 동결 데이터 블록 집합 생성부(210)는 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합을 정의한다. The frozen data block set generation unit 210 includes a
본 발명의 실시예에 따르면, CRC 부호화기(211)를 통해 전달된 입력은 복수의 동결 비트 삽입부(212, ..., 213)를 통해 개의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 을 정의한다. 일반적으로 0번째 동결 데이터 블록의 경우 영벡터로 설정 가능 하다(). 개의 동결 데이터 블록의 경우 무작위로 설정 가능하다. 동결 데이터 블록의 집합은 송수신단이 서로 공유하고 있는 정보이다. According to an embodiment of the present invention, the input transmitted through the
OFDM 신호 생성부(220)는 복수의 폴라 부호화기(221, ..., 222), 복수의 변조기(223, ..., 224) 및 복수의 IDFT(225, ..., 226)를 포함한다. The OFDM signal generator 220 includes a plurality of
OFDM 신호 생성부(220)는 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성한다. The OFDM signal generator 220 generates a plurality of OFDM signals having the same information but different forms for each of a plurality of different sets of frozen data blocks.
비동결 데이터 블록 에 서로 다른 동결 데이터 블록을 삽입 후 복수의 폴라 부호화기(221, ..., 222)를 통해 폴로 부호화 진행 시 서로 다른 부호어 가 생성된다. 복수의 변조기(223, ..., 224)를 통해 폴라 부호어 에 대하여 변조를 수행함으로써 개의 서로 다른 주파수 영역 심볼 블록 을 생성한다. 그리고, 복수의 IDFT(225, ..., 226)를 통해 OFDM 변조를 수행함으로써 개의 서로 다른 OFDM 신호 를 생성한다. Non-freezing data block After inserting different freeze data blocks into the Polo encoding process through a plurality of Polar encoders (221, ..., 222), different code words Is created. Polar codeword through multiple modulators (223, ..., 224) By performing modulation on Blocks of different frequency domain symbols Produces And, by performing OFDM modulation through a plurality of IDFT (225, ..., 226) Different OFDM signals Produces
SLM 신호 선택부(230)는 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송한다. The
본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 개의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호 를 선택하여 전송할 수 있다. 선택된 신호는 로 결정되는 인덱스 에 대하여 로써 표현 가능하다. According to an embodiment of the present invention, different Signal with minimum PAPR for 2 OFDM signals You can select and send. The selected signal Index determined by about Can be expressed as
본 발명의 일 실시예에 따른 SLM 기법은 기존 OFDM 시스템의 송신 과정을 번 반복하여 수행하거나, 개의 동결 비트 삽입기, 폴라 부호화기, 변조기, OFDM 변조기를 병렬적으로 동작 시킴으로써 실시될 수 있다. SLM technique according to an embodiment of the present invention is a conventional OFDM system transmission process Repeat once, or It can be implemented by operating two freeze bit inserters, polar encoders, modulators, and OFDM modulators in parallel.
또한, SLM 기법은 어떤 OFDM 신호가 전송되었는지에 대한 부가 정보를 활용하지 않기 때문에 수신단에서는 다음의 과정을 통하여 송신 신호를 복원할 수 있다. In addition, since the SLM technique does not utilize additional information on which OFDM signal is transmitted, the receiving end can restore the transmitted signal through the following process.
먼저, 수신 신호에 대하여 OFDM 복조, 복조 과정을 수행하고, 개의 서로 다른 동결 데이터 블록 에 대하여 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 개의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화 할 수 있다. 이후, 가장 신뢰도 높은 복호 결과에 대응되는 신호가 전송되었다고 검출한 후 해당 복호 결과를 출력할 수 있다. First, an OFDM demodulation and demodulation process is performed on the received signal, Different freeze data blocks Repeatedly perform Polar decoding on, or Information words can be decoded using two parallel decoders. Thereafter, after detecting that a signal corresponding to the most reliable decoding result has been transmitted, the corresponding decoding result can be output.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단 구조를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a structure of a transmitter of an OFDM system to which a polar code is applied using a selective mapping technique according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 시스템의 송신단 구조는 동결 데이터 블록 집합 생성부(310), OFDM 신호 생성부(320), SLM 신호 선택부(330)를 포함한다. The structure of a transmitter of an OFDM system to which a polar code is applied using a selective mapping technique according to another embodiment of the present invention includes a frozen data block set
동결 데이터 블록 집합 생성부(310)는 CRC 부호화기(311) 및 동결 비트 삽입부(312)를 포함한다. The frozen data block set
OFDM 신호 생성부(320)는 폴라 부호화기(321), 복수의 스크램블러(322, ..., 323), 복수의 변조기(324, ..., 325) 및 복수의 IDFT(326, ..., 327)를 포함한다. The
OFDM 신호 생성부(220)는 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성한다. The OFDM signal generator 220 generates a plurality of OFDM signals having the same information but different forms for each of a plurality of different sets of frozen data blocks.
폴라 부호화기(321)를 통해 SLM 신호의 인덱스 에 대하여 다음의 식에 따라 시퀀스 를 정의할 수 있다: Index of SLM signal through
식 1
여기서 으로 설정 가능하기 때문에 이다. here Because it can be set to be.
번째 폴라 부호어는 다음 식과 같이 등가적으로 표현할 수 있다: The second polar codeword can be equivalently expressed as:
식 2
식 2의 표현은 번째 부호어 가 0 번째 부호어 에 를 스크램블링함으로써 생성될 수 있음을 의미한다. 식 2에 의하여 도 2의 SLM 송신단 구조를 효율적으로 변환하면 도 3과 같이 나타낼 수 있다.
비동결 데이터 블록 에 영벡터로 설정된 동결 데이터 블록 을 삽입 후 부호화함으로써 폴라 부호어 를 생성할 수 있다. Non-freezing data block Freeze data block set to zero vector Coded by inserting and encoding Can generate
복수의 스크램블러(322, ..., 323)를 통해 폴라 부호어 에 식 1로 구해진 시퀀스 , 를 스크램블링함으로써 서로 다른 개의 부호어 를 생성할 수 있다. 생성된 는 복수의 변조기(324, ..., 325)와 복수의 IDFT(326, ..., 327)를 이용하여 서로 다른 개의 OFDM 신호 로 변환된다. Polar codeword through multiple scramblers (322, ..., 323) The sequence obtained by
SLM 신호 선택부(330)는 서로 다른 개의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호 를 선택하여 전송한다. SLM
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SLM 기법은 스크램블링, 변조, OFDM 변조 과정을 번 반복하여 수행하거나, 개의 스크램블러, 변조기, OFDM 변조기를 병렬적으로 동작 시킴으로써 실시될 수 있다. SLM technique according to another embodiment of the present invention is a scrambling, modulation, OFDM modulation process Repeat once, or It can be implemented by operating two scramblers, modulators, and OFDM modulators in parallel.
제안하는 SLM 기법은 어떤 OFDM 신호가 전송되었는지에 대한 부가 정보를 활용하지 않기 때문에 수신단에서는 다음의 과정을 통하여 송신 신호를 복원할 수 있다: Since the proposed SLM technique does not utilize additional information about which OFDM signal is transmitted, the receiving end can restore the transmitted signal through the following process:
먼저, 수신 신호에 대하여 OFDM 복조, 복조 과정을 수행하고, 개의 서로 다른 시퀀스 에 대하여 디스크램블링을 반복적으로 수행하거나, 개의 디스크램블러를 이용하여 부호어를 복호화 할 수 있다. 번의 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 개의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화 할 수 있다. 이후, 가장 신뢰도 높은 복호 결과에 대응되는 신호가 전송되었다고 검출한 후 해당 복호 결과를 출력할 수 있다. First, an OFDM demodulation and demodulation process is performed on the received signal, Different sequences For descrambling repeatedly, or Codewords can be decoded using two descramblers. Repeatedly perform Polar decoding of times, or Information words can be decoded using two parallel decoders. Thereafter, after detecting that a signal corresponding to the most reliable decoding result is transmitted, the corresponding decoding result can be output.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴라 부호가 적용된 OFDM 통신 시스템의 PAPR를 감소시키기 위한 송신 방법의 흐름도이다. 4 is a flowchart of a transmission method for reducing PAPR in an OFDM communication system to which a polar code is applied according to an embodiment of the present invention.
제안하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 통신 시스템의 PAPR를 감소시키기 위한 송신 방법은 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합을 정의하는 단계(410), 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 단계(420) 및 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 단계(430)를 포함할 수 있다. The proposed transmission method for reducing the PAPR of the OFDM communication system to which the polar code is applied is defined in
단계(410)에서, 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합을 정의한다. In
단계(420)에서 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성한다. 아래에서 본 발명의 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하여 전송하는 과정을 더욱 상세히 설명한다. In
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하여 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a process of transmitting using a selective mapping technique according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 단계(420)에서 비동결 데이터 블록에 서로 다른 동결 데이터 블록을 삽입하여 폴로 부호화 진행 시 서로 다른 부호어를 생성한다. 폴라 부호어에 대하여 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 주파수 영역 심볼 블록을 생성하고, OFDM 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 OFDM 신호를 생성한다.In
이때, 단계(430)에서 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송한다. At this time, in
본 발명의 일 실시예에 따른 단계(430)는 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하는 단계(510), 복수의 서로 다른 동결 데이터 블록에 대하여 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하는 단계(520) 및 최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력하는 단계(530)를 포함할 수 있다. Step 430 according to an embodiment of the present invention is a
도 2에서 설명한 바와 같이 SLM 신호 선택부(230)를 통해 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송한다. As described with reference to FIG. 2, a signal having a minimum PAPR is selected for a plurality of OFDM signals having different shapes through the
본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 개의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호 를 선택하여 전송할 수 있다. 선택된 신호는 로 결정되는 인덱스 에 대하여 로써 표현 가능하다. According to an embodiment of the present invention, different Signal with minimum PAPR for 2 OFDM signals You can select and send. The selected signal Index determined by about Can be expressed as
본 발명의 일 실시예에 따른 SLM 기법은 기존 OFDM 시스템의 송신 과정을 번 반복하여 수행하거나, 개의 동결 비트 삽입기, 폴라 부호화기, 변조기, OFDM 변조기를 병렬적으로 동작 시킴으로써 실시될 수 있다. SLM technique according to an embodiment of the present invention is a conventional OFDM system transmission process Repeat once, or It can be implemented by operating two freeze bit inserters, polar encoders, modulators, and OFDM modulators in parallel.
또한, SLM 기법은 어떤 OFDM 신호가 전송되었는지에 대한 부가 정보를 활용하지 않기 때문에 수신단에서는 다음의 과정을 통하여 송신 신호를 복원할 수 있다. In addition, since the SLM technique does not utilize additional information on which OFDM signal is transmitted, the receiving end can restore the transmitted signal through the following process.
먼저, 수신 신호에 대하여 OFDM 복조, 복조 과정을 수행하고, 개의 서로 다른 동결 데이터 블록 에 대하여 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 개의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화 할 수 있다. 이후, 가장 신뢰도 높은 복호 결과에 대응되는 신호가 전송되었다고 검출한 후 해당 복호 결과를 출력할 수 있다.First, an OFDM demodulation and demodulation process is performed on the received signal, Different freeze data blocks Repeatedly perform Polar decoding on, or Information words can be decoded using two parallel decoders. Thereafter, after detecting that a signal corresponding to the most reliable decoding result has been transmitted, the corresponding decoding result can be output.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선택적 사상 기법을 이용하여 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a process of transmitting using a selective mapping technique according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단계(420)에서 비동결 데이터 블록에 영벡터로 설정된 동결 데이터 블록을 삽입하여 부호화함으로써 폴라 부호어를 생성한다. 폴라 부호어에 시퀀스를 스크램블링함으로써 서로 다른 복수의 부호어를 생성하고, 생성된 부호어는 변조기와 OFDM 변조기를 이용하여 서로 다른 복수의 OFDM 신호로 변환된다. In
이때, 단계(430)에서 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송한다. At this time, in
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단계(430)는 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하는 단계(610), OFDM 복조 과정을 통해 생성된 복수의 서로 다른 시퀀스에 대하여 디스크램블링을 반복적으로 수행하거나, 또는 복수의 디스크램블러를 이용하여 부호어를 복호화하는 단계(620), 복호화된 부호어에 대하여 복수의 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하는 단계(630) 및 최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력하는 단계(640)를 포함할 수 있다. Step 430 according to another embodiment of the present invention is a
도 3에서 설명한 바와 같이 SLM 신호 선택부(330)를 통해 서로 다른 개의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호 를 선택하여 전송한다. As described with reference to Figure 3, the SLM
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SLM 기법은 스크램블링, 변조, OFDM 변조 과정을 번 반복하여 수행하거나, 개의 스크램블러, 변조기, OFDM 변조기를 병렬적으로 동작 시킴으로써 실시될 수 있다. SLM technique according to another embodiment of the present invention is a scrambling, modulation, OFDM modulation process Repeat once, or It can be implemented by operating two scramblers, modulators, and OFDM modulators in parallel.
제안하는 SLM 기법은 어떤 OFDM 신호가 전송되었는지에 대한 부가 정보를 활용하지 않기 때문에 수신단에서는 다음의 과정을 통하여 송신 신호를 복원할 수 있다: Since the proposed SLM technique does not utilize additional information about which OFDM signal is transmitted, the receiving end can restore the transmitted signal through the following process:
먼저, 수신 신호에 대하여 OFDM 복조, 복조 과정을 수행하고, 개의 서로 다른 시퀀스 에 대하여 디스크램블링을 반복적으로 수행하거나, 개의 디스크램블러를 이용하여 부호어를 복호화 할 수 있다. 번의 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 개의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화 할 수 있다. 이후, 가장 신뢰도 높은 복호 결과에 대응되는 신호가 전송되었다고 검출한 후 해당 복호 결과를 출력할 수 있다.First, an OFDM demodulation and demodulation process is performed on the received signal, Different sequences For descrambling repeatedly, or Codewords can be decoded using two descramblers. Repeatedly perform Polar decoding of times, or Information words can be decoded using two parallel decoders. Thereafter, after detecting that a signal corresponding to the most reliable decoding result has been transmitted, the corresponding decoding result can be output.
기존 발명에서는 위상을 다르게 적용하거나, 서로 다른 스크램블링을 적용하는 등의 접근을 통하여 선택적 사상 기법을 고려하였으나, 제안하는 폴라 부호가 적용된 OFDM 통신 시스템의 송신 장치 및 그의 PAPR 감소 방법은 폴라 부호의 특성을 활용하여 확률적으로 다른 PAPR을 갖는 OFDM 신호를 생성하는 새로운 접근을 이용한다. 이와 같은 폴라 부호를 활용한 새로운 선택적 사상 기법을 통해 폴라 부호화 과정에서 삽입되는 비동결 데이터 블록을 이용하여 서로 다른 PAPR을 갖는 OFDM 신호를 생성하는 방법을 제안한다. In the present invention, the selective mapping technique is considered through an approach such as applying a different phase or applying different scrambling, but the proposed transmission apparatus of the OFDM communication system to which the polar code is applied and the PAPR reduction method thereof have the characteristics of the polar code. It utilizes a new approach to generate OFDM signals with different PAPRs with probability. We propose a method of generating OFDM signals having different PAPRs using non-frozen data blocks inserted in a polar encoding process through a new selective mapping method using the polar codes.
따라서, 장착된 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인해 PAPR 감소 기법이 중요하므로 OFDM을 활용하는 통신 단말에 발명된 기술 적용 가능하다. 특히 다음의 이동통신 시나리오 및 애플리케이션에 적용되는 저비용 단말에 본 발명의 기술이 적용되어 부가 가치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다: 5G mMTC 시나리오에서 고려하는 저비용 단말, LPWA (low-power wide area) 애플리케이션의 저비용 단말, 저비용 전력 증폭기를 활용하는 소형기지국. Therefore, because the PAPR reduction technique is important due to the non-linear characteristics of the mounted power amplifier, the technology invented for a communication terminal utilizing OFDM is applicable. In particular, it is expected that the technology of the present invention can be applied to low-cost terminals applied to the following mobile communication scenarios and applications to create added value: low-cost terminals considered in 5GmMTC scenarios, low-power wide area (LPWA) applications Small base station that utilizes low cost terminals and low cost power amplifiers.
본 발명의 실시예에 따르면, 5G 표준의 제어 채널에 규격으로서 정의된 폴라 부호를 활용하여 OFDM이 갖는 높은 PAPR 문제를 해결할 수 있다. 또한, 5G 표준의 제어 채널에 규격으로서 정의된 폴라 부호를 활용하여 5G 표준에서 고려하는 파형인 OFDM이 갖는 높은 PAPR 문제를 해결한다는 관점에서 5G 이동통신 시스템의 단말에 적용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a high PAPR problem of OFDM can be solved by using a polar code defined as a standard for a control channel of a 5G standard. In addition, it can be applied to a terminal of a 5G mobile communication system from the viewpoint of solving a high PAPR problem of OFDM, which is a waveform considered in the 5G standard, by using a polar code defined as a standard for a control channel of the 5G standard.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 사상 기법의 PAPR 감소 효과 평가 결과를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the results of evaluating the PAPR reduction effect of the selective mapping technique according to an embodiment of the present invention.
제안하는 SLM 기법은 어떠한 부가 정보도 활용하지 않기 때문에 전송률 저하가 발생되지 않는다. 또한, 개의 서로 다른 PAPR을 갖는 OFDM 신호를 생성한 후 최소의 PAPR을 갖는 신호를 확률적으로 선택하여 전송하기 때문에 PAPR 감소시킬 수 있다. 또한, 단일 폴라 부호화기를 이용하여 한 번의 부호화 과정을 수행할 경우, 송신단의 장치 비용 절감 및 구동 효율을 향상시킬 수 있다. Since the proposed SLM technique does not utilize any additional information, there is no decrease in transmission rate. Also, After generating OFDM signals having different PAPRs, the PAPR can be reduced because a signal having a minimum PAPR is randomly selected and transmitted. In addition, when a single encoding process is performed using a single polar encoder, it is possible to reduce a device cost of a transmitting end and improve driving efficiency.
표 1은본 발명의 실시예에 따른 PAPR 감소 효과를 검증하기 위한 실험 환경을 나타낸 표이다. Table 1 is a table showing an experimental environment for verifying the PAPR reduction effect according to an embodiment of the present invention.
<표 1><Table 1>
도 7을 참조하면, PAPR에 대한 CCDF(Complementary cumulative distribution function)를 관찰함으로써 제안된 SLM 기법의 PAPR 감소 효과를 확인 할 수 있다. 기존 OFDM 시스템() 대비 제안된 SLM 기법() 적용 시 특정 PAPR을 가질 확률이 낮아짐을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7, PAPR reduction effect of the proposed SLM technique can be confirmed by observing a complementary cumulative distribution function (CCDF) for PAPR. Existing OFDM system( ) Compared to the proposed SLM technique ( ) It can be seen that the probability of having a specific PAPR decreases when applied.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or combinations of hardware components and software components. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors (micro signal processors), microcomputers, field programmable arrays (FPAs), It may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person having ordinary skill in the art, the processing device may include a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. In addition, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. Can be embodied in The software may be distributed on networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and constructed for the embodiments or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 단계; 및
서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 단계
를 포함하는 OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 방법. Defining a set of a plurality of different frozen data blocks;
Generating a plurality of OFDM signals including the same information for each of a plurality of different sets of frozen data blocks but having different forms; And
Selecting a signal having a minimum PAPR for a plurality of OFDM signals having different forms and transmitting them using a selective mapping (SLM)
Method for reducing PAPR OFDM transmission system comprising a.
복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 단계는,
비동결 데이터 블록에 서로 다른 동결 데이터 블록을 삽입하여 폴로 부호화 진행 시 서로 다른 부호어를 생성하고, 폴라 부호어에 대하여 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 주파수 영역 심볼 블록을 생성하고, OFDM 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 OFDM 신호를 생성하는
OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 방법. According to claim 1,
Generating a plurality of OFDM signals having the same information but different forms for each set of a plurality of different frozen data blocks,
By inserting different frozen data blocks in the non-freezing data block, different code words are generated during polo encoding, and modulation is performed on the polar code words to generate a plurality of different frequency domain symbol blocks and OFDM modulation is performed. Thereby generating a plurality of different OFDM signals
Method for reducing PAPR of an OFDM communication system transmitting device.
서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 단계는,
서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하는 단계;
복수의 서로 다른 동결 데이터 블록에 대하여 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하는 단계; 및
최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력하는 단계
를 포함하는 OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 방법.According to claim 2,
The step of selecting a signal having a minimum PAPR for a plurality of OFDM signals having different forms and transmitting them using a selective mapping (SLM) method includes:
Performing an OFDM demodulation process on a plurality of OFDM signals having different forms;
Repetitively performing polar decoding on a plurality of different frozen data blocks or decoding an information word using a plurality of parallel decoders; And
Transmitting a signal corresponding to the decoding result with the highest reliability, and outputting the decoding result
Method for reducing PAPR OFDM transmission system comprising a.
복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 단계는,
비동결 데이터 블록에 영벡터로 설정된 동결 데이터 블록을 삽입하여 부호화함으로써 폴라 부호어를 생성하고, 폴라 부호어에 시퀀스를 스크램블링함으로써 서로 다른 복수의 부호어를 생성하고, 생성된 부호어는 변조기와 OFDM 변조기를 이용하여 서로 다른 복수의 OFDM 신호로 변환되는
OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 방법. According to claim 1,
Generating a plurality of OFDM signals having the same information but different forms for each set of a plurality of different frozen data blocks,
A polar codeword is generated by inserting and encoding a frozen data block set as a zero vector into a non-freezing data block, and a plurality of different codewords are generated by scrambling a sequence in the polar codeword, and the generated codeword is a modulator and an OFDM modulator. To be converted into a plurality of different OFDM signals
Method for reducing PAPR of an OFDM communication system transmitting device.
서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 단계는,
서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하는 단계;
OFDM 복조 과정을 통해 생성된 복수의 서로 다른 시퀀스에 대하여 디스크램블링을 반복적으로 수행하거나, 또는 복수의 디스크램블러를 이용하여 부호어를 복호화하는 단계;
복호화된 부호어에 대하여 복수의 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하는 단계; 및
최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력하는 단계
를 포함하는 OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 방법. According to claim 4,
The step of selecting a signal having a minimum PAPR for a plurality of OFDM signals having different forms and transmitting them using a selective mapping (SLM) method includes:
Performing an OFDM demodulation process on a plurality of OFDM signals having different forms;
Performing descrambling repeatedly on a plurality of different sequences generated through the OFDM demodulation process, or decoding a codeword using a plurality of descramblers;
Repetitively performing a plurality of polar decoding on the decoded codeword, or decoding the information word using a plurality of parallel decoders; And
Transmitting a signal corresponding to the decoding result with the highest reliability, and outputting the decoding result
Method for reducing PAPR OFDM transmission system comprising a.
복수의 서로 다른 동결 데이터 블록의 집합 각각에 대하여 같은 정보를 포함하지만 서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호를 생성하는 OFDM 신호 생성부; 및
서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 최소의 PAPR을 갖는 신호를 선택하고 선택적 사상 기법(Selective mapping; SLM)을 이용하여 전송하는 SLM 신호 선택부
를 포함하는 OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 장치. A frozen data block set generation unit defining a set of a plurality of different frozen data blocks;
An OFDM signal generator for generating a plurality of OFDM signals having the same information but different forms for each of a plurality of different sets of frozen data blocks; And
SLM signal selection unit for selecting a signal having a minimum PAPR for a plurality of OFDM signals having different forms and transmitting using a selective mapping (SLM)
PAPR reduction apparatus of an OFDM communication system transmitting apparatus comprising a.
OFDM 신호 생성부는,
동결 데이터 블록 집합 생성부의 서로 다른 동결 비트 블록에 의해 폴로 부호화 진행 시 서로 다른 부호어를 생성하고, 폴라 부호어에 대하여 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 주파수 영역 심볼 블록을 생성하고, OFDM 변조를 수행함으로써 복수의 서로 다른 OFDM 신호를 생성하는
OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 장치. The method of claim 6,
OFDM signal generation unit,
When the polo encoding is performed by different frozen bit blocks of the frozen data block set generation unit, different code words are generated, and modulation is performed on the polar code words to generate a plurality of different frequency domain symbol blocks and OFDM modulation is performed. Thereby generating a plurality of different OFDM signals
PAPR reduction device of an OFDM communication system transmission device.
SLM 신호 선택부는,
서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하고;
복수의 서로 다른 동결 데이터 블록에 대하여 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하고;
최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력하는
OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 장치. The method of claim 7,
SLM signal selector,
OFDM demodulation is performed on a plurality of OFDM signals having different forms;
Repeatedly performing polar decoding on a plurality of different frozen data blocks, or decoding an information word using a plurality of parallel decoders;
Transmit the signal corresponding to the decoding result with the highest reliability, and output the decoding result.
PAPR reduction device of an OFDM communication system transmission device.
OFDM 신호 생성부는,
비동결 데이터 블록에 영벡터로 설정된 동결 데이터 블록을 삽입하여 부호화함으로써 폴라 부호어를 생성하고, 폴라 부호어에 시퀀스를 스크램블링함으로써 서로 다른 복수의 부호어를 생성하고, 생성된 부호어를 변조기와 OFDM 변조기를 이용하여 서로 다른 복수의 OFDM 신호로 변환하는
OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 장치. The method of claim 6,
OFDM signal generation unit,
A polar codeword is generated by inserting and encoding a frozen data block set as a zero vector into a non-freezing data block, a plurality of different codewords are generated by scrambling a sequence in the polar codeword, and the generated codeword is modulator and OFDM. Converting a plurality of different OFDM signals using a modulator
PAPR reduction device of an OFDM communication system transmission device.
SLM 신호 선택부는,
서로 다른 형태를 가진 복수의 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조 과정을 수행하고;
OFDM 복조 과정을 통해 생성된 복수의 서로 다른 시퀀스에 대하여 디스크램블링을 반복적으로 수행하거나, 또는 복수의 디스크램블러를 이용하여 부호어를 복호화하고;
복호화된 부호어에 대하여 복수의 폴라 복호를 반복적으로 수행하거나, 복수의 병렬 복호기를 이용하여 정보어를 복호화하고;
최고 신뢰도를 갖는 복호 결과에 해당하는 신호를 전송하고, 해당 복호 결과를 출력하는
OFDM 통신 시스템 송신 장치의 PAPR 감소 장치.The method of claim 9,
SLM signal selector,
OFDM demodulation is performed on a plurality of OFDM signals having different forms;
Descrambled repeatedly for a plurality of different sequences generated through the OFDM demodulation process, or a codeword is decoded using a plurality of descramblers;
Decoding a plurality of polar decoding iteratively on the decoded codeword or decoding the information word using a plurality of parallel decoders;
Transmit the signal corresponding to the decoding result with the highest reliability, and output the decoding result.
PAPR reduction device of an OFDM communication system transmission device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190004537A KR102179659B1 (en) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | Apparatus and method for PAPR reduction in polar-coded OFDM communication systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190004537A KR102179659B1 (en) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | Apparatus and method for PAPR reduction in polar-coded OFDM communication systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200088036A true KR20200088036A (en) | 2020-07-22 |
KR102179659B1 KR102179659B1 (en) | 2020-11-17 |
Family
ID=71893079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190004537A KR102179659B1 (en) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | Apparatus and method for PAPR reduction in polar-coded OFDM communication systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102179659B1 (en) |
-
2019
- 2019-01-14 KR KR1020190004537A patent/KR102179659B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
3GPP R1-1717690 * |
3GPP R1-1717998 * |
Ajith Cyriac and Gayathri Narayanan, "Polar Code Encoder and Decoder Implementation,"in IEEE 2018 3rd ICCES(International Conference on Communication and Electronics Systems)* * |
Yan Xin and Ivan J. Fair, "Error-control selective mapping coding for PAPR reduction in OFDM systems," in 2004 IEEE 60th VTC(Vehicular Technology Conference)* * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102179659B1 (en) | 2020-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jawhar et al. | A review of partial transmit sequence for PAPR reduction in the OFDM systems | |
Yang et al. | Peak-to-average power control in OFDM using standard arrays of linear block codes | |
US7660360B2 (en) | Peak-to-average power ratio reduction with threshold limited selection for coded OFDM systems | |
US11025470B2 (en) | Communication system and method using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) with non-linear transformation | |
KR20220061091A (en) | Systems, methods and apparatuses for modulation-agnostic unitary braid division multiplexing signal conversion | |
EP0815677A1 (en) | Multicarrier communication system and method for peak power control | |
CN114448768B (en) | Transmitting apparatus and transmitting method | |
CN103391171A (en) | Improved selective mapping judgment peak-to-average-power-ratio suppression method based on decision feedback | |
Gupta et al. | Peak to average power ratio reduction in OFDM using higher order partitioned PTS sequence and Bose Chaudhuri Hocquenghem Codes | |
JP7565309B2 (en) | Modulation-agnostic conversion using unitary braid division multiplexing (UBDM) | |
Jie et al. | A modified selected map ping technique to reduce the peak-to-average power ratio of ofdm signal | |
US10778385B2 (en) | Systems and methods for spreading and co-orthogonal multi-stream spreading | |
Vaiyamalai et al. | PAPR reduction in SLM–OFDM system using Lehmer sequence without explicit side information | |
KR101497618B1 (en) | Apparatus and method for scrambling in a wireless communication system | |
CN112579045B (en) | Pseudo-random sequence generation method, pseudo-random sequence generation device and storage medium | |
US9112757B2 (en) | Communication device and communication method | |
JP2023530724A (en) | Data modulation method, apparatus, apparatus and storage medium | |
KR102179659B1 (en) | Apparatus and method for PAPR reduction in polar-coded OFDM communication systems | |
Ilic et al. | Papr reductioni in ofdm using kashin's representation | |
WO2008152596A2 (en) | System and method of transmitting and receiving an ofdm signal with reduced peak -to -average power ratio using dummy sequence insertation | |
KR20140048055A (en) | Method for transmitting and receiving data in wireless communication and apparatus for the same | |
CN111385234B (en) | OFDM radar communication integrated waveform processing method, device, terminal and storage medium | |
CN110213188B (en) | Peak-to-average power ratio restraining method based on cyclic displacement selective mapping | |
Sengupta et al. | PAPR reduction in OFDM using Goppa codes | |
Taha et al. | An adaptive coding technique for PAPR reduction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |