Low-Complexity Blind SLM and PTS Schemes for PAPR Reduction of OFDM Systems

Abstract

본 논문은 직교주파수분할다중화 시스템의 최대전력대평균전력비를 감소시키는 블라인드 SLM 및 PTS 기법들을 제안한다. 먼저 서두에서는 직교주파수분할다중화 시스템의 기본원리와 성능 및 구현방법 등을 살펴본다. 다음으로 비선형고출력전력증폭기의 특성을 직교주파수분할다중화 시스템의 큰 단점인 최대전력대평균전력비을 고려하여 분석 설명한다. 직교주파수분할다중화 시스템의 최대전력대평균전력비를 감소시키는 기법에 관한 연구가 지금까지 활발히 진행되어 왔으며 대표적인 방법으로는 클리핑기법, 피크 제거 기법, 부호화기법, 선택 사상 기법, 부분 전송 수열 기법, 톤 예약 기법, 톤 삽입 기법 등이 있다.

본 논문에서 제안한 최대전력대평균전력의비 감소 방법들은 다음과 같다. 먼저, 적은 복잡도를 가지는 새로운 블라인드 SLM 기법을 제안한다. 이 방법은 적은 복호 복잡도를 가지고 있고 약간의 비트오류율 성능만을 열화 시킨다. 부가 정보를 OFDM 심볼에 실어 전송하기 위해 구간 분할과 위상 회전을 이용한다. 수신단에서 부가 정보를 찾기 위해서는 최대 우도 복호기를 이용한다. 이 블라인드 SLM 방법은 BER 성능 열화가 거의 없고 기존의 SLM과 동일한 PAPR 감소 성능을 가지고 있다.

다음으로는 제안된 블라인드 SLM 기법을 확장시킨 새로운 블라인드 PTS 기법을 제안한다. 블라인드 SLM에 적용했던 알고리듬을 PTS의 회전 인자에 적용하여 대안의 신호의 회전 인자마다 정해진 위상 오프셋을 주고 수신단에서는 이러한 위상 오프셋으로부터 부가 정보를 찾기 위해 최대 우도 복호기를 이용한다.

상기의 방법 중 PTS의 송신단 복잡도를 감소시키기 위해 이산 신호 성질을 이용한 부분할 행렬을 제안한다. 이 방법을 이용하면 단 한번의 IFFT 및 추가적인 연산만으로 송신단에서 부분할 신호 시퀀스들을 얻어낼 수 있어 적은 연산량으로 PTS 구현이 가능하고 SFBC와 OFDMA 시스템으로도 확장이 가능한 장점을 가진다.