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KR101528240B1 - Ofdm comunication system for reducing papr and method therof - Google Patents

Ofdm comunication system for reducing papr and method therof Download PDF

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KR101528240B1
KR101528240B1 KR1020130042966A KR20130042966A KR101528240B1 KR 101528240 B1 KR101528240 B1 KR 101528240B1 KR 1020130042966 A KR1020130042966 A KR 1020130042966A KR 20130042966 A KR20130042966 A KR 20130042966A KR 101528240 B1 KR101528240 B1 KR 101528240B1
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KR
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clipping
signal
subcarriers
clipping noise
noise suppression
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KR1020130042966A
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KR20140104315A (en
Inventor
신요안
양모찬
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 첨두대 평균전력비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 OFDM 통신 시스템은 수신장치로 전송할 데이터 신호들에 대해 역고속 푸리에 변환을 하고, 역고속 푸리에 변환된 신호들에 대해 설정된 임계 진폭값으로 클리핑을 한다. 그 후 클리핑된 신호들과 클리핑 이전 신호를 비교하여 산출된 값으로 둘 이상의 부반송파들에 대한 크기를 결정하고, 데이터 신호를 크기가 결정된 둘 이상의 부반송파들을 이용하여 수신 장치로 전송한다.
이러한, 본 발명에 따르면 클리핑 잡음을 이용하여 서로 다른 부반송파 각각에 대응하는 임계치를 산출하고, 산출한 임계치를 기초로 부반송파들의 크기를 각각 제한함으로써, 종래 클리핑 시에 주사용자에게 발생하였던 클리핑 잡음에 대한 간섭을 최소화하면서도 첨두대 평균 전력비(PAPR) 증가를 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
The present invention relates to an OFDM communication system and method for reducing the peak-to-average power ratio. The OFDM communication system of the present invention performs inverse fast Fourier transform on the data signals to be transmitted to the receiving apparatus and clipping to the set critical amplitude values for the inverse fast Fourier transformed signals. Then, the clipped signals are compared with the pre-clipping signal to determine a size of two or more subcarriers using the calculated value, and the data signal is transmitted to the receiving apparatus using two or more sized subcarriers.
According to the present invention, the threshold value corresponding to each of the different subcarriers is calculated using the clipping noise, and the sizes of the subcarriers are respectively limited based on the calculated threshold values, thereby reducing the clipping noise It is possible to effectively reduce the peak-to-average power ratio (PAPR) increase while minimizing the interference.

Description

첨두대 평균전력비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템 및 그 방법{OFDM COMUNICATION SYSTEM FOR REDUCING PAPR AND METHOD THEROF} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an OFDM communication system and a method thereof,

본 발명은 첨두대 평균전력비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인지 라디오 네트워크(Cognitive Radio Network)에서 클리핑 잡음 억제에 의해 발생하는 첨두대 평균 전력비 감소를 위한 NC-OFDM(Non-Contiguous Orthogonal Fast Frequency Division Multiplexing) 방식의 OFDM 통신 시스템을 제공하는 것이다. The present invention relates to an OFDM communication system and a method thereof for reducing a peak-to-average power ratio, and more particularly to an NC-OFDM communication system for reducing peak-to-average power ratio caused by clipping noise suppression in a Cognitive Radio Network (Non-Contiguous Orthogonal Fast Frequency Division Multiplexing) OFDM communication system.

인지 라디오 네트워크는 네트워크 또는 무선 노드의 송수신 파라미터들을 변경하여 주파수 대역의 점유 사용자들을 방해하지 않고서, 효율적으로 통신할 수 있는 패러다임이다. 이러한 파라미터들의 변경은 라디오 주파수 스펙트럼 사용, 사용자 거동 및 네트워크 상태와 같은 외부 및 내부 라디오 환경에서의 여러 인자의 능동적 모니터링에 기초한다.A cognitive radio network is a paradigm that can efficiently communicate without changing the transmission / reception parameters of a network or a wireless node, without disturbing occupiers of the frequency band. Changes in these parameters are based on active monitoring of various factors in external and internal radio environments, such as radio frequency spectrum usage, user behavior and network conditions.

무선 통신 시스템의 효율을 높이기 위해 제안된 무선 인지(Cognitive Radio) 시스템은 2차 사용자가 주사용자(primary user)의 스펙트럼을 서로 공유하는 시스템이다. 2차 사용자가 주사용자에게 간섭을 일으키지 않으면서 효율적으로 데이터를 전송하기 위해서 주로 NC-OFDM(Non-contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 방식을 사용한다. A cognitive radio system proposed to increase the efficiency of a wireless communication system is a system in which a secondary user shares a spectrum of a primary user with each other. The secondary user uses a non-contiguous orthogonal frequency division multiplexing (NC-OFDM) transmission scheme in order to efficiently transmit data without causing interference to the main user.

NC-OFDM 방식은 다수의 부반송파 중 원하는 대역을 선택하여 데이터를 효율적으로 전송하기 때문에 무선인지 시스템에 적합하다. NC-OFDM은 기존 OFDM과 마찬가지로 고속의 데이터 전송률을 가지고 있으며, 선택적 페이딩 환경에 강하다. 또한, 부반송파를 부분적으로 사용하기 때문에 기존 OFDM에 비해 신호 대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio; SNR)를 상당히 개선시킬 수 있는 장점이 있다.The NC-OFDM scheme is suitable for a wireless cognitive system because it selects a desired band among a plurality of subcarriers and efficiently transmits data. NC-OFDM, like existing OFDM, has a high data rate and is strong in selective fading environment. In addition, since the subcarrier is partially used, the signal-to-noise ratio (SNR) can be significantly improved as compared with the conventional OFDM.

그러나, NC-OFDM은 다양한 장점에도 불구하고, 몇 가지 치명적인 문제점을 포함하고 있다. 대표적인 문제점으로, 여러 부반송파를 사용하므로 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 발생시켜 시스템 성능을 상당히 저하시키는 것이다.However, NC-OFDM has several fatal problems despite its various advantages. As a typical problem, the use of multiple subcarriers causes a high peak-to-average power ratio (PAPR) to significantly degrade system performance.

이러한, NC-OFDM 시스템에서 발생하는 PAPR을 제거하기 위하여 현재 클리핑 기법을 이용하여 제거하는 방법들을 제시하고 있으나, NC-OFDM 시스템에 단지 일반적인 클리핑 기법만을 적용하여 PAPR을 제거하는 경우, 2차 사용자(Secondary User)에게 뿐만 아니라 주사용자(Primary User)에게까지 신호 왜곡을 초래하는 더욱 큰 문제점을 야기 시킬 수 있다. In order to remove the PAPR generated in the NC-OFDM system, methods of removing the PAPR using the current clipping technique are proposed. However, when the conventional clipping technique is applied to the NC-OFDM system to remove the PAPR, It may cause a further problem that causes signal distortion not only to the primary user but also to the primary user.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0841637호(2008. 06. 26 공고)에 개시되어 있다.BACKGROUND ART [0002] Techniques that constitute the background of the present invention are disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0841637 (published on Jun. 26, 2008).

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 NC-OFDM(Non-Contiguous Orthogonal Fast Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템에서 사용자별 부반송파의 클리핑 잡음 억제에 의해 발생하는 첨두대 평균 전력비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an OFDM communication system and a method thereof for reducing peak-to-average power ratio caused by suppression of clipping noise of subcarriers for each user in a non-contiguous orthogonal orthogonal frequency division multiplexing (NC-OFDM) .

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템의 첨두대 평균 전력비 감소 방법은, 수신장치로 전송할 데이터 신호들에 대해 역고속 푸리에 변환을 하는 단계; 역고속 푸리에 변환된 신호들에 대해 기 설정된 임계 진폭값으로 클리핑을 하는 단계; 클리핑된 신호와 클리핑 이전 신호를 비교하여 산출한 값으로 복수의 부반송파들 각각의 크기를 결정하는 단계; 및 부반송파들을 이용하여 데이터 신호들을 수신장치로 전송하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of reducing a peak-to-average power ratio of an OFDM communication system, comprising: performing inverse fast Fourier transform on data signals to be transmitted to a receiving apparatus; Clipping to a predetermined threshold amplitude value for the inverse fast Fourier transformed signals; Determining a size of each of the plurality of subcarriers by a value calculated by comparing a clipped signal with a previous clipping signal; And transmitting the data signals to the receiving device using the subcarriers.

여기서, 부반송파들의 크기를 결정하는 단계는, 클리핑된 신호를 이용하여 클리핑 잡음을 추출하는 단계; 추출된 클리핑 잡음을 기초로 부반송파들에 대한 클리핑 잡음 억제 임계치를 각각 산출하는 단계; 및 각각 산출된 클리핑 잡음 억제 임계치를 기초로 부반송파들의 크기를 제한하는 단계를 포함할 수 있다.The step of determining the size of the subcarriers comprises the steps of: extracting clipping noise using the clipped signal; Calculating a clipping noise suppression threshold for each of the subcarriers based on the extracted clipping noise; And limiting the size of the subcarriers based on the calculated clipping noise suppression threshold, respectively.

여기서, 클리핑 잡음을 추출하는 단계는 클리핑 이전 신호와 클리핑 수행된 신호와의 차이를 이용하여 클리핑 잡음을 추출할 수 있다.Here, the step of extracting the clipping noise may extract the clipping noise using the difference between the clipping signal and the clipping signal.

여기서, 수신장치로 전송하는 단계는, 데이터 신호들이 맵핑될 방향을 다음의 수학식에 의해 계산한 방향 벡터만큼 이동시키는 첨두대 평균전력비 감소 방법:Herein, the step of transmitting to the receiving apparatus is a method of reducing a peak-to-average power ratio by moving a direction in which data signals are mapped by a direction vector calculated by the following equation:

Figure 112013033981631-pat00001
Figure 112013033981631-pat00001

여기서, DRe는 실수 측 방향 벡터, Dim는 허수 측 방향 벡터, Xclip,k은 상기 클리핑 잡음을 고속 푸리에 변환하여 산출한 클리핑 잡음 계수를 나타낸다.Here, D Re is a real side direction vector, D im is an imaginary side direction vector, and X clip, k is a clipping noise coefficient calculated by fast Fourier transforming the clipping noise.

여기서, 수신 장치는 기 설정된 임계 진폭값과 클리핑 잡음 억제 임계치를 이용하여 수신된 신호를 복호화한다.Here, the receiving apparatus decodes the received signal using a predetermined threshold amplitude value and a clipping noise suppression threshold.

본 발명의 한 실시예에 따른 첨두대 전력 평균비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템은, 수신장치로 전송할 데이터 신호들에 대해 역고속 푸리에 변환을 하는 역고속 푸리에 변환부; 역고속 푸리에 변환부로부터 출력되는 신호들에 대해 기 설정된 임계 진폭값으로 클리핑을 하고, 클리핑된 신호와 클리핑 이전 신호를 비교하여 산출된 값으로 부반송파들 각각의 크기를 결정하는 제어부; 및 상기 크기가 결정된 복수의 부반송파들을 이용하여 데이터 신호를 수신장치로 전송하는 부반송파 할당부를 포함한다.An OFDM communication system for reducing a peak-to-average power ratio according to an embodiment of the present invention includes an inverse fast Fourier transform unit performing an inverse fast Fourier transform on data signals to be transmitted to a receiving apparatus; A controller for performing clipping on signals output from the inverse fast Fourier transform unit with a predetermined threshold amplitude value and for comparing the clipped signal with a pre-clipping signal and determining a size of each of the subcarriers based on the calculated value; And a subcarrier allocator for transmitting the data signal to the receiver using the determined plurality of subcarriers.

이와 같이 본 발명에 의하면, 클리핑 잡음을 이용하여 서로 다른 부반송파 각각에 대응하는 임계치를 산출하고, 산출한 임계치를 기초로 부반송파들의 크기를 각각 제한함으로써, 종래 클리핑 시에 주사용자에게 발생하였던 클리핑 잡음에 대한 간섭을 최소화하면서도 첨두대 평균 전력비(PAPR) 증가를 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. As described above, according to the present invention, thresholds corresponding to different subcarriers are calculated using the clipping noise, and the sizes of the subcarriers are respectively limited based on the calculated threshold values. Thus, clipping noise It is possible to effectively reduce the peak-to-average power ratio (PAPR) increase while minimizing the interference.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NC-OFDM 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신장치의 제어부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 NC-OFDM 통신 시스템 송신장치에서의 첨두대 평균전력비 감소 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방향 벡터에 의해 주파수 이동을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 클리핑 모듈에 의해 클리핑된 심벌의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치의 최종 신호의 분포를 나타낸 그래프이다.
1 is a diagram illustrating an NC-OFDM communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a control unit of a transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of reducing a peak-to-average power ratio in an NC-OFDM communication system transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a frequency shift according to a direction vector according to an embodiment of the present invention.
5A is a graph showing distribution of clipped symbols by a clipping module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a graph showing a distribution of a final signal of a transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

먼저, 개시된 기술은 NC-OFDM 신호와 같이, 높은 PAPR을 가진 신호를 전송하는 통신 시스템에 적용될 수 있다. 본 명세서에서는 NC-OFDM 기반 통신 시스템을 전제로 개시된 기술을 설명하고자 하나, 본 발명의 범주는 반드시 이에 국한되는 것은 아님은 이 분야에 종사하는 자라면 충분히 이해할 수 있다.First, the disclosed technique can be applied to a communication system that transmits a signal having a high PAPR, such as an NC-OFDM signal. Although the present disclosure describes a technique based on an NC-OFDM based communication system, the scope of the present invention is not necessarily limited to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NC-OFDM 통신 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an NC-OFDM communication system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템은 적어도 하나의 송신장치(100)와 적어도 하나의 수신장치(200)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a communication system according to an embodiment of the present invention includes at least one transmitting apparatus 100 and at least one receiving apparatus 200.

송신장치(100)는 MPSK(M-ary Phase Shift Keying; 이하, "MPSK"라 함)부(110), 직병렬 변환부(120), 역고속 푸리에 변환부(130), CP(Cyclic Prefix; 이하, "CP"라 함) 삽입부(140), 병직렬 변환부(150), 부반송파 할당부(160) 및 제어부(170)를 포함하며, 수신하는 데이터 신호를 부반송파에 실어 수신 장치(200)로 전송한다.The transmission apparatus 100 includes an M-ary Phase Shift Keying (MPSK) unit 110, a deserialization unit 120, an inverse fast Fourier transform unit 130, a CP (Cyclic Prefix) And a control unit 170. The receiving unit 200 includes a receiving unit 140, a parallel-to-serial converter 150, a subcarrier allocator 160 and a controller 170. The receiving unit 200 receives a data signal on a subcarrier, Lt; / RTI >

MPSK부(110)는 수신하는 데이터 신호를 MPSK 변조 방식에 따라 변조하여 출력한다. 직병렬 변환부(120)는 MPSK부(110)로부터 직렬로 수신하는 신호를 병력 출력하여 역고속 푸리에 변환부(130)로 전송한다.The MPSK unit 110 modulates the received data signal according to the MPSK modulation scheme and outputs the modulated data signal. The deserialization unit 120 outputs a signal received in series from the MPSK unit 110 and transmits the signal to the inverse fast Fourier transform unit 130.

역고속 푸리에 변환부(130)는 병렬로 수신하는 신호들에 대해 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 적용하여 OFDM 신호를 생성하고, 생성된 OFDM 신호를 병렬 출력하여 CP 삽입부(140)로 전송한다. CP 삽입부(140)는 병렬로 수신하는 OFDM 신호에 각각 순환 전치(CP)를 삽입하여 출력한다.The inverse fast Fourier transform unit 130 applies an inverse fast Fourier transform to signals received in parallel to generate an OFDM signal, outputs the generated OFDM signals in parallel, Lt; / RTI > The CP inserting unit 140 inserts a cyclic prefix (CP) into the OFDM signals received in parallel and outputs them.

병직렬 변환부(150)는 CP 삽입부(140)로부터 병렬로 수신하는 OFDM 신호들을 직렬로 출력하여 부반송파 할당부(160)로 전송한다.The parallel-to-serial converter 150 serially outputs the OFDM signals received in parallel from the CP inserter 140 to the subcarrier allocator 160.

부반송파 할당부(160)는 제어부(170)의 제어에 따라 부반송파들의 크기를 결정하고, 크기가 결정된 부반송파 각각에 병직렬 변환부(150)로부터 수신하는 OFDM 신호를 실어 수신장치(200)로 전송한다. 이때, 부반송파 할당부(160)는 2차 사용자를 위해 두개의 부반송파 집합을 할당할 수 있다. 하나의 부반송파 집합은 2차 사용자를 위한 집합이고, 다른 부반송파 집합은 2차 사용자가 사용하지 않는 부반송파 집합이다.The subcarrier allocator 160 determines the size of the subcarriers under the control of the controller 170 and transmits the OFDM signals received from the parallel-to-serial converter 150 to each of the determined subcarriers to the receiving apparatus 200 . At this time, the subcarrier allocator 160 may allocate two subcarrier sets for the secondary user. One subcarrier set is a set for a secondary user, and the other subcarrier set is a subcarrier set not used by a secondary user.

제어부(170)는 역고속 푸리에 변환부(130)로부터 출력되는 신호들을 감시하고, 신호들을 분석하여 미리 설정된 임계 진폭값보다 큰 신호들을 임계 진폭값으로 제한하는 클리핑을 수행한다. 그리고, 클리핑된 신호와 클리핑 이전 신호를 비교하여 클리핑 잡음을 산출하고, 산출된 클리핑 잡음을 이용하여 두 부반송파 각각에 대응하는 클리핑 잡음 억제 임계치를 설정한다. 또한, 설정된 클리핑 잡음 억제 임계치들을 기초로 부반송파 할당부(160)를 제어하여 각각의 부반송파 크기를 제한한다. The control unit 170 monitors the signals output from the inverse fast Fourier transform unit 130 and performs clipping for limiting the signals larger than a predetermined critical amplitude value to a critical amplitude value by analyzing the signals. Then, clipping noise is calculated by comparing the clipped signal with the pre-clipping signal, and the clipping noise suppression threshold corresponding to each of the two subcarriers is set using the calculated clipping noise. In addition, the subcarrier allocator 160 is controlled based on the set clipping noise suppression thresholds to limit the size of each subcarrier.

도 1에 나타낸 바와 같이, 수신장치(200)는 부반송파 추출부(210), 직병렬 변환부(220), CP 제거부(230), 고속 푸리에 변환부(240), 등화기(250), 병직렬 변환부(260), MPSK부(270) 및 제어부(280)를 포함한다.1, the receiving apparatus 200 includes a subcarrier extracting unit 210, a deserializer 220, a CP removing unit 230, a fast Fourier transformer 240, an equalizer 250, Serial conversion unit 260, an MPSK unit 270, and a control unit 280. [

부반송파 추출부(210)는 제어부(280)의 제어에 따라 수신하는 NC-OFDM 신호로부터 클리핑 잡음 억제 이전 신호를 추출하고, 추출된 신호 심벌을 출력하여 직병렬 변환부(220)로 전송한다. 이때, 부반송파 추출부(210)는 제어부로부터 수신하는 임계 진폭값과 클리핑 잡음 억제 임계치들을 기초로 송신장치(100)의 NC-OFDM 신호를 수신하여 클리핑 잡음 억제 이전 신호를 추출한다. The sub-carrier extraction unit 210 extracts the clipping noise suppression signal from the received NC-OFDM signal under the control of the control unit 280, and outputs the extracted signal symbol to the deserialization unit 220. At this time, the sub-carrier extracting unit 210 receives the NC-OFDM signal of the transmitting apparatus 100 based on the threshold amplitude value and the clipping noise suppression thresholds received from the control unit and extracts the clipping noise suppressing signal.

직병렬 변환부(220)는 부반송파 추출부(210)로부터 직렬로 수신하는 신호 열을 병렬로 출력하여 CP 제거부(230)로 전송한다. CP 제거부(230)는 직병렬 변환부(220)로부터 병렬로 수신하는 신호들 각각의 순환 전치(CP)에 해당하는 신호들을 제거한다. 고속 푸리에 변환부(240)는 병력 입력되는 신호들에 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 수행한 후 출력한다 The deserialization unit 220 outputs a series of signals received serially from the sub-carrier extraction unit 210 in parallel to the CP removal unit 230. The CP removal unit 230 removes signals corresponding to the cyclic prefix (CP) of each of the signals received in parallel from the deserialization unit 220 in parallel. The fast Fourier transform unit 240 performs Fast Fourier Transform (Fast Fourier Transform) on the signals input to the history input unit and outputs the signals

등화기(250)는 고속 푸리에 변환부(240)로부터 병렬 수신하는 각각의 신호들에 대한 보상을 하여 신호들을 균일하게 하고, 균일하게 한 신호들을 병직렬 변환부(260)로 제공한다. 병직렬 변환부(260)는 수신하는 병렬 신호들을 직렬로 출력하여 MPSK부(270)로 전송한다. MPSK부(270)는 수신하는 신호들을 송신장치(100)의 MPSK 변조 방식에 대응하는 MPSK의 복조 방식에 따라 복조하여 출력한다.The equalizer 250 compensates each signal received in parallel from the fast Fourier transformer 240 to equalize the signals and provides uniform signals to the parallel-to-serial converter 260. The parallel-to-serial converter 260 outputs the parallel signals received in series to the MPSK unit 270. The MPSK unit 270 demodulates the received signals according to a demodulation scheme of MPSK corresponding to the MPSK modulation scheme of the transmission apparatus 100 and outputs the demodulated signals.

이러한, 본 발명의 실시예에 따른 송신장치(100)는 클리핑 잡음을 이용하여 서로 다른 부반송파 각각에 대응하는 임계치를 산출하고, 산출한 임계치를 기초로 부반송파들의 크기를 제한함으로써, 종래 클리핑 시에 주사용자에게 발생하였던 클리핑 잡음에 대한 간섭을 최소화하면서도 첨두대 평균 전력비(PAPR)를 효율적으로 감소시킬 수 있는 큰 효과를 기대할 수 있다.The transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention calculates a threshold value corresponding to each of the different subcarriers using the clipping noise and limits the size of the subcarriers based on the calculated threshold value, A great effect can be expected that can effectively reduce the peak-to-average power ratio (PAPR) while minimizing the interference to the clipping noise that has occurred to the user.

다음은 도 1에 도시한 송신장치(100)의 제어부(170)에 대하여 도 2을 통해 상세히 설명한다.Next, the control unit 170 of the transmission apparatus 100 shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신장치의 제어부를 도시한 도면이다.2 is a block diagram illustrating a control unit of a transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 송신장치(100)의 제어부(170)는 클리핑 모듈(171), 임계치 산출 모듈(172) 및 제어 모듈(173)을 포함한다.2, the control unit 170 of the transmission apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes a clipping module 171, a threshold value calculation module 172, and a control module 173.

클리핑 모듈(171)은 역고속 푸리에 변환부(130)로부터 출력되는 OFDM 신호 들을 감시하고, OFDM 신호들을 분석하여 임계 진폭값보다 큰 신호들에 대해 임계 진폭값으로 제한하는 클리핑을 수행한다. The clipping module 171 monitors the OFDM signals output from the inverse fast Fourier transformer 130 and analyzes the OFDM signals and performs clipping to limit the signals to a critical amplitude value for signals larger than the critical amplitude value.

임계치 산출 모듈(172)은 클리핑 모듈(171)로부터 클리핑 수행된 OFDM 신호를 수신하고, 수신한 OFDM 신호와 클리핑 이전 신호를 이용하여 클리핑 잡음을 산출한다. 그리고 산출된 클리핑 잡음을 이용하여 서로 다른 부반송파에 대응하는 클리핑 잡음 억제 임계치를 각각 설정한다. The threshold value calculation module 172 receives the clipped OFDM signal from the clipping module 171 and calculates the clipping noise using the received OFDM signal and the pre-clipping signal. Then, clipping noise suppression thresholds corresponding to different subcarriers are set using the calculated clipping noise.

구체적으로, 임계치 산출 모듈(172)은 수신한 OFDM 신호와 클리핑 이전 신호의 차이에 대한 클리핑 잡음을 계산하고, 계산된 클리핑 잡음에 고속 패스트 푸리에 변환(FFT)을 하여 클리핑 잡음 계수를 생성하며, 생성된 클리핑 잡음 계수를 이용하여 서로 다른 부반송파 각각에 대응하는 클리핑 잡음 억제 임계치를 각각 설정하여 제어모듈(173)로 제공한다. 이때, 서로 다른 부반송파는 2차 사용자가 사용하는 부반송파 집합과 2차 사용자가 사용하지 않는 부반송파 집합을 포함한다.Specifically, the threshold value calculation module 172 calculates a clipping noise for the difference between the received OFDM signal and the pre-clipping signal, performs Fast Fast Fourier Transform (FFT) on the calculated clipping noise to generate a clipping noise coefficient, And provides clipping noise suppression threshold values corresponding to the different subcarriers to the control module 173, respectively. Here, different subcarriers include a subcarrier set used by a secondary user and a subcarrier set not used by a secondary user.

제어모듈(173)은 클리핑 모듈(171)과 임계치 산출 모듈(172)을 제어하고, 스펙트럼 센싱을 통해 얻은 정보를 이용하여 2차 사용자가 사용할 부반송파를 결정한다. 또한, 산출된 클리핑 잡음 억제 임계치들을 서로 다른 부반송파들 각각에 적용하여 부반송파 진폭의 크기를 제한한다. The control module 173 controls the clipping module 171 and the threshold value calculation module 172 and determines subcarriers to be used by the secondary user based on the information obtained through the spectrum sensing. Further, the calculated clipping noise suppression thresholds are applied to each of the different subcarriers to limit the amplitude of the subcarrier amplitudes.

한편, 제어모듈(173)은 클리핑 수행 시 이용하였던 임계 진폭값과 산출한 클리핑 잡음 억제 임계치들을 별도의 제어 채널 또는 일반 트래픽 채널을 통하여 수신장치(200)의 제어부(280)로 제공한다. 이 경우, 제어부(280)는 임계 진폭값과 클리핑 잡음 억제 임계치를 이용하여, 수신하는 부반송파로부터의 신호에서 클리핑 잡음이 억제되기 전의 신호를 복구한다.Meanwhile, the control module 173 provides the control unit 280 of the receiving apparatus 200 with the critical amplitude value used in the clipping and the calculated clipping noise suppression thresholds on the separate control channel or the general traffic channel. In this case, the control unit 280 uses the critical amplitude value and the clipping noise suppression threshold to recover the signal before the clipping noise is suppressed in the signal from the received sub-carrier.

이하에서는 도 3을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 NC-OFDM 통신 시스템 송신장치(100)의 제어부(170)가 수행하는 첨두대 평균 전력비 감소 방법에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of reducing the peak-to-average power ratio performed by the controller 170 of the NC-OFDM communication system transmitting apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 NC-OFDM 통신 시스템에 포함된 송신장치에서의 첨두대 평균전력비 감소 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of reducing a peak-to-average power ratio in a transmitting apparatus included in an NC-OFDM communication system according to an embodiment of the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 첨두대 평균 전력비 감소 방법은 제어부(170)에 포함된 각 모듈(171, 172, 173)의 동작을 통해 설명한다.As shown in FIG. 3, the peak-to-average power ratio reduction method according to the embodiment of the present invention will be described through the operation of each module 171, 172, 173 included in the controller 170.

먼저, 클리핑 모듈(171)은 역고속 푸리에 변환된 OFDM 신호(또는 "OFDM 심벌"이라고도 함)를 감시한다. 이때, 클리핑 모듈(171)이 감시한 신호는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.First, the clipping module 171 monitors the inverse fast Fourier transformed OFDM signal (or "OFDM symbol"). At this time, the signal monitored by the clipping module 171 can be expressed by the following Equation (1).

Figure 112013033981631-pat00002
Figure 112013033981631-pat00002

여기서, Xk는 QAM 변조 심벌을 나타내며, fk는 Xk를 전송하기 위한 k번째 부반송파 주파수 성분으로서

Figure 112013033981631-pat00003
이다. Here, Xk denotes a QAM modulation symbol, fk denotes a k-th subcarrier frequency component for transmitting Xk
Figure 112013033981631-pat00003
to be.

한편, x(t)를 심벌 간격인 Ts 단위로 t=nTs (n=0, … , N-1) 마다 표본화한 이산 시간 시스템에서 기저대역 전송 신호는 다음의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.On the other hand, in the discrete time system in which x (t) is sampled for every t = nTs (n = 0, ..., N-1) in units of Ts as a symbol interval, the baseband transmission signal can be expressed by the following Equation 2 .

Figure 112013033981631-pat00004
Figure 112013033981631-pat00004

클리핑 모듈(171)은 다음의 수학식 3과 같이 주파수 영역 NC-OFDM 심벌 X=[X0,...,XN-1]의 IFFT 출력 신호 x=[x0,...,xN-1]에 대해 클리핑을 수행한다(S100). 이러한, 클리핑 모듈(171)에 의해 클리핑된 심벌에 대하여 도 4를 통해 후술한다.The clipping module 171 calculates the IFFT output signal x = [x 0 , ..., x N ] of the frequency domain NC-OFDM symbol X = [X 0 , ..., X N-1 ] -1 ] (S100). Such a clipped symbol by the clipping module 171 will be described later with reference to FIG.

Figure 112013033981631-pat00005
Figure 112013033981631-pat00005

여기서,

Figure 112013033981631-pat00006
이다. 따라서, 클리핑된 신호
Figure 112013033981631-pat00007
의 크기는 최대 진폭 Amax를 넘지 않으며 위상 성분은 보존된다. Amax는 다음의 수학식 4에서와 같이 시스템에서 요구하는 클리핑율(Clipping Ratio)인 r에 의해 결정된다. 클리핑율은 미리 결정된 값이다.here,
Figure 112013033981631-pat00006
to be. Thus, the clipped signal
Figure 112013033981631-pat00007
Does not exceed the maximum amplitude A max and the phase component is preserved. A max is determined by the clipping ratio r required by the system as shown in Equation (4). The clipping rate is a predetermined value.

Figure 112013033981631-pat00008
Figure 112013033981631-pat00008

여기서,

Figure 112013033981631-pat00009
는 입력신호 x(n)의 평균 전력을 의미한다.here,
Figure 112013033981631-pat00009
Means the average power of the input signal x (n).

임계치 산출 모듈(172)은 클리핑 모듈(171)에 의해 클리핑 수행된 신호와 클리핑 이전 신호를 비교하여 클리핑 잡음

Figure 112013033981631-pat00010
을 산출한다(S110). 그 후, Xclip,n에 FFT를 취하여 클리핑 잡음 계수인 Xclip,k (k=0, … , N-1)을 계산한다.The threshold value calculation module 172 compares the signal clipped by the clipping module 171 with the signal before clipping,
Figure 112013033981631-pat00010
(S110). Then, the clipping noise coefficient X clip, k (k = 0, ..., N-1) is calculated by taking an FFT for X clip, n .

그리고, 계산한 Xclip,k 값을 기초로 서로 다른 부반송파 집합인 A와 Ac에 대하여 서로 다른 값을 갖는

Figure 112013033981631-pat00011
Figure 112013033981631-pat00012
로 클리핑 잡음 억제 임계치를 각각 정하여 제어모듈(173)로 제공한다(S120). 이때, 부반송파 집합인 A와 Ac는 각각 2차 사용자(SU)가 사용하는 부반송파 집합(A) 및 2차 사용자가 사용하지 않는 부반송파 집합(Ac)을 나타내며,
Figure 112013033981631-pat00013
는 2차 사용자가 사용하는 서브캐리어에 대한 상수이고,
Figure 112013033981631-pat00014
는 1차 사용자가 사용하는 서브케리어에 대한 상수입니다. 이러한, 클리핑 잡음 억제 임계치인 두 상수
Figure 112013033981631-pat00015
Figure 112013033981631-pat00016
는 각각 임계치 산출 모듈(172)이 Xclip,k 값을 이용하여 결정하게 된다.Then, based on the computed X clip, k values, different values for different subcarrier sets A and A c
Figure 112013033981631-pat00011
Wow
Figure 112013033981631-pat00012
And the clipping noise suppression threshold values are provided to the control module 173 (S120). At this time, the sub-carrier sets A and A c represent the sub-carrier set A used by the secondary user (SU) and the sub-carrier set A c used by the secondary user, respectively,
Figure 112013033981631-pat00013
Is a constant for the subcarrier used by the secondary user,
Figure 112013033981631-pat00014
Is a constant for the subcarrier used by the primary user. These two constants, the clipping noise suppression threshold
Figure 112013033981631-pat00015
Wow
Figure 112013033981631-pat00016
Are determined by the threshold value calculation module 172 using X clip, k .

제어 모듈(173)은 임계치 산출 모듈(172)로부터 수신한 클리핑 잡음 억제 임계치를 기초로 부반송파 할당부(160)를 제어하며, 역고속 푸리에 변환부(130)로 입력되는 신호들 중 Xclip,k의 전력 크기가 임계치를 벗어나는 심벌에 대해서 수학식 5 내지 수학식 8과 같이 부반송파의 크기를 클리핑 잡음 억제 임계치로 제한한다(S130).The control module 173 controls the subcarrier allocating unit 160 based on the clipping noise suppression threshold received from the threshold value calculating module 172 and controls the subcarrier allocating unit 160 to select one of the signals input to the inverse fast Fourier transform unit 130 as X clip, The subcarrier size is limited to the clipping noise suppression threshold value as shown in Equations (5) to (8) for symbols whose power magnitudes are out of the threshold value (S130).

Figure 112013033981631-pat00017
Figure 112013033981631-pat00017

Figure 112013033981631-pat00018
Figure 112013033981631-pat00018

Figure 112013033981631-pat00019
Figure 112013033981631-pat00019

Figure 112013033981631-pat00020
Figure 112013033981631-pat00020

여기서,

Figure 112013033981631-pat00021
이며, 본 발명의 실시예에서
Figure 112013033981631-pat00022
는 1/4를 적용하였다.here,
Figure 112013033981631-pat00021
, And in the embodiment of the present invention
Figure 112013033981631-pat00022
Was applied.

그리고 나서, 제어 모듈(173)은 클리핑 잡음 신호를 이용하여 심벌이 맵핑될 방향을 아래의 수학식 9와 같이 결정한다(S140). 이때, 수학식 9에 의해 결정되는 방향 벡터에 대하여 도 4를 통해 후술한다.
Then, the control module 173 determines the direction in which the symbol is to be mapped using the clipping noise signal according to Equation (9) below (S140). At this time, the direction vector determined by Equation (9) will be described later with reference to FIG.

Figure 112013033981631-pat00023
Figure 112013033981631-pat00023

여기서, D는 클리핑된 신호에서 클리핑 이전 신호를 뺀 방향 벡터(Direction)값이고, Im은 허수이고, Re는 실수이다. Here, D is a direction vector value obtained by subtracting the signal before clipping from the clipped signal, Im is an imaginary number, and Re is a real number.

최종적으로 다음의 수학식 10과 같이 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 감소된 신호를 획득하게 된다. Finally, a signal having a reduced Peak to Average Power Ratio (PAPR) is obtained as shown in Equation (10).

Figure 112013033981631-pat00024
Figure 112013033981631-pat00024

이러한, 본 발명의 실시예에 따라 출력되는 최종 신호에 대하여 도 5를 통해 후술한다.The final signal output according to the embodiment of the present invention will be described later with reference to FIG.

이와 같이, 제어부(170)의 제어에 따라 송신장치(100)는 수학식 10과 같은 신호를 생성하여 수신장치(200)로 전송하고, 수신장치(200)는 수신하는 신호를 복호화하여 원 신호를 얻게 된다.In this way, under the control of the control unit 170, the transmitting apparatus 100 generates a signal as shown in Equation (10) and transmits it to the receiving apparatus 200. The receiving apparatus 200 decodes the received signal, .

본 발명에 실시예에 따르면, 수신장치(200)는 최대 우도 검파 기법(ML Detection; Maximum Likelihood Detection) 방식을 통하여 복호화를 진행한다. 구체적으로, 수신장치(200)는 송신장치(100)로부터 수신된 임계 진폭값과 클리핑 잡음 억제 임계치를 기초로 수신하는 NC-OFDM 신호에 대하여 복호화 진행한다. 복호화 진행 과정은 송신장치(100)의 첨두대 평균 전력비 감소 방법에 역순에 의해 당업자라면 충분히 알 수 있는 범주의 내용이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다. According to an embodiment of the present invention, the receiving apparatus 200 proceeds to decoding through a maximum likelihood detection (ML detection) scheme. Specifically, the receiving apparatus 200 proceeds to decode the NC-OFDM signal received based on the threshold amplitude value received from the transmitting apparatus 100 and the clipping noise suppression threshold value. The decoding process is a category that can be known to a person skilled in the art by a reverse order to the peak-to-average power ratio reduction method of the transmission apparatus 100, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방향 벡터에 의해 주파수 이동을 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a frequency shift according to a direction vector according to an embodiment of the present invention.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 송신장치(100)의 제어부(170)에 의해 상기 수학식 9와 같이 계산된 방향 벡터(D)만큼 클리핑된 신호(1.3, 1.3)가 (1.0, 1.0)으로 이동하여 허수, 실수 분포도상에서 클리핑 잡음 억제 임계치 내에 위치하게 된다. 이는 첨두대 평균 전력비를 클리핑 잡음 억제 임계치만큼으로 제한할 수 있으므로, 클리핑 시에도 첨두대 평균 전력비를 효율적으로 낮출 수 있게 한다.4, the signal (1.3, 1.3) clipped by the direction vector D calculated by Equation (9) by the controller 170 of the transmitting apparatus 100 according to the embodiment of the present invention is 1.0, 1.0) and is located within the clipping noise suppression threshold on the imaginary, real distribution. This allows the peak-to-average power ratio to be limited by the clipping noise suppression threshold, thereby effectively reducing the peak-to-average power ratio even during clipping.

다음의 도 5a 및 도 5b을 통해, 본 발명의 실시예에 따라 출력되는 심벌에 대하여 설명한다.5A and 5B, the output symbols will be described according to an embodiment of the present invention.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 클리핑 모듈에 의해 클리핑된 심벌의 분포를 나타낸 그래프이다.5A is a graph showing distribution of clipped symbols by a clipping module according to an embodiment of the present invention.

도 5a에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(170)의 클리핑 모듈(171)에 의해 클리핑된 신호는 확산된 출력을 갖는다. 이는 신호의 클리핑 기능을 갖는 OFDM의 송수신 장치(100)가 출력하는 최종 신호 분포와 동일한 결과를 나타낸다. 이러한, 확산 분포는 첨두대 평균 전력비가 크게 발생하고 있음을 나타내므로, 단지 클리핑하여 신호를 출력하는 경우에, 첨두대 평균 전력비가 크게 발생하여 채널 간섭을 일으키는 문제가 있다.As shown in FIG. 5A, the signal clipped by the clipping module 171 of the control unit 170 according to the embodiment of the present invention has a diffused output. This shows the same result as the final signal distribution output from the OFDM transceiver 100 having the signal clipping function. This diffusion distribution indicates that the peak-to-average power ratio is largely generated. Therefore, when clipping and outputting a signal, there is a problem that a peak-to-average power ratio is large and channel interference occurs.

도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치의 최종 신호의 분포를 나타낸 그래프이다.FIG. 5B is a graph showing a distribution of a final signal of a transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 송신장치(100)에 의해 출력된 신호들은 임계치 내에 모든 신호가 분포하게 된다. 모든 신호가 임계치 안에 분포됨으로써, 클리핑 시에 발생하였던 첨두대 평균 전력비를 효율적으로 감소시킬 수 있다. As shown in FIG. 5B, all the signals output by the transmission apparatus 100 according to the embodiment of the present invention are distributed within a threshold value. All signals are distributed within the threshold, so that the peak-to-average power ratio that occurred during clipping can be effectively reduced.

이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 송신 장치는 클리핑 잡음에 대응하여 설정한 임계치를 부반송파의 크기를 제한함으로써, 종래 클리핑 시에 발생하였던 첨두대 평균 전력비를 감소시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the transmitting apparatus can reduce the peak-to-average power ratio that occurred at the time of clipping by limiting the size of the subcarrier by setting the threshold value corresponding to the clipping noise.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 송신장치 110: MPSK부
120: 직병렬 변환부 130: 역고속 푸리에 변환부
140: CP 삽입부 150: 병직렬 변환부
160: 부반송파 할당부 170: 제어부
200: 수신장치 210: 부반송파 추출부
220: 직병력 변환부 230: CP 제거부
240: 고속 푸리에변환부 250: 등화기
260: 병직렬 변환부 270: MPSK 부
280: 제어부
100: transmitting apparatus 110: MPSK unit
120: serial-parallel conversion unit 130: inverse fast Fourier transform unit
140: CP inserting unit 150:
160: subcarrier allocating unit 170:
200: Receiving apparatus 210: Subcarrier extracting unit
220: serial force conversion unit 230: CP removal
240: Fast Fourier transformer 250:
260 serial-to-parallel conversion unit 270 MPSK unit
280:

Claims (9)

OFDM 통신 시스템의 첨두대 평균 전력비 감소 방법에 있어서,
수신장치로 전송할 데이터 신호들에 대해 역고속 푸리에 변환을 하는 단계;
상기 역고속 푸리에 변환된 신호들에 대해 기 설정된 임계 진폭값으로 클리핑을 하는 단계;
상기 클리핑된 신호와 클리핑 이전 신호를 비교하여 산출한 값으로 복수의 부반송파들 각각의 크기를 결정하는 단계; 및
상기 부반송파들을 이용하여 상기 데이터 신호들을 상기 수신장치로 전송하는 단계를 포함하며,
상기 부반송파들의 크기를 결정하는 단계는,
상기 클리핑된 신호를 이용하여 클리핑 잡음을 추출하는 단계;
상기 추출된 클리핑 잡음을 기초로 서로 다른 부반송파 집합인 A와 Ac에 대한 클리핑 잡음 억제 임계치(
Figure 112015029752937-pat00032
Figure 112015029752937-pat00033
)를 각각 산출하는 단계; 및
상기 각각 산출된 클리핑 잡음 억제 임계치를 기초로 상기 부반송파들의 크기를 제한하는 단계를 포함하며,
상기 A는 2차 사용자가 사용하는 부반송파 집합이고, 상기 Ac는 1차 사용자가 사용하는 부반송파 집합이며, 상기
Figure 112015029752937-pat00034
는 상기 2차 사용자가 사용하는 서브캐리어에 대한 클리핑 잡음 억제 임계치이고, 상기
Figure 112015029752937-pat00035
는 상기 1차 사용자가 사용하는 서브캐리어에 대한 클리핑 잡음 억제 임계치인 첨두대 평균 전력비 감소 방법.
In a peak-to-average power ratio reduction method of an OFDM communication system,
Performing an inverse fast Fourier transform on data signals to be transmitted to a receiving apparatus;
Clipping the inverse fast Fourier transformed signals to a predetermined threshold amplitude value;
Determining a size of each of the plurality of subcarriers by a value calculated by comparing the clipped signal with a pre-clipping signal; And
And transmitting the data signals to the receiving device using the subcarriers,
The step of determining the size of the sub-
Extracting clipping noise using the clipped signal;
Based on the extracted clipping noise, a clipping noise suppression threshold value for the A and Ac sub-carrier sets
Figure 112015029752937-pat00032
Wow
Figure 112015029752937-pat00033
Respectively; And
Limiting the size of the subcarriers based on the respective calculated clipping noise suppression thresholds,
A is a subcarrier set used by a secondary user, Ac is a subcarrier set used by a primary user,
Figure 112015029752937-pat00034
Is a clipping noise suppression threshold value for the subcarrier used by the secondary user,
Figure 112015029752937-pat00035
Is a clipping noise suppression threshold for a subcarrier used by the primary user.
제1항에 있어서,
상기 각각 산출된 클리핑 잡음 억제 임계치를 기초로 상기 부반송파들의 크기를 제한하는 단계는,
다음의 수학식을 이용하여 상기 부반송파들의 크기를 제한하는 첨두대 평균전력비 감소 방법:
Figure 112015029752937-pat00036

Figure 112015029752937-pat00037

Figure 112015029752937-pat00038

Figure 112015029752937-pat00039

여기서,
Figure 112015029752937-pat00040
이며,
Figure 112015029752937-pat00041
는 1/4이다.
The method according to claim 1,
Wherein the limiting the size of the subcarriers based on the calculated clipping noise suppression threshold comprises:
A method for reducing the peak-to-average power ratio by limiting the size of the subcarriers using the following equation:
Figure 112015029752937-pat00036

Figure 112015029752937-pat00037

Figure 112015029752937-pat00038

Figure 112015029752937-pat00039

here,
Figure 112015029752937-pat00040
Lt;
Figure 112015029752937-pat00041
Lt; / RTI >
제1항에 있어서,
상기 클리핑 잡음을 추출하는 단계는,
클리핑 이전 신호와 상기 클리핑 수행된 신호와의 차를 이용하여 상기 클리핑 잡음을 추출하는 첨두대 평균전력비 감소 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the extracting the clipping noise comprises:
And extracting the clipping noise using a difference between the clipping previous signal and the clipping performed signal.
제2항에 있어서,
상기 수신장치로 전송하는 단계는,
상기 데이터 신호들이 맵핑될 방향을 다음의 수학식에 의해 계산한 방향 벡터만큼 이동시키는 첨두대 평균전력비 감소 방법:
Figure 112013033981631-pat00025

여기서, DRe는 실수 측 방향 벡터, Dim는 허수 측 방향 벡터, Xclip,k는 상기 클리핑 잡음을 고속 푸리에 변환하여 산출한 클리핑 잡음 계수를 나타낸다.
3. The method of claim 2,
Wherein the transmitting to the receiving device comprises:
A peak-to-average power ratio reduction method for shifting a direction in which the data signals are mapped by a direction vector calculated by the following equation:
Figure 112013033981631-pat00025

Here, D Re is a real side direction vector, D im is an imaginary direction vector, and X clip, k is a clipping noise coefficient calculated by fast Fourier transforming the clipping noise.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신 장치는,
상기 기 설정된 임계 진폭값과 상기 클리핑 잡음 억제 임계치를 이용하여 수신된 신호를 복호화하는 첨두대 평균전력비 감소 방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The receiving apparatus includes:
And decodes the received signal using the predetermined threshold amplitude value and the clipping noise suppression threshold.
첨두대 전력 평균비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템에 있어서,
수신장치로 전송할 데이터 신호들에 대해 역고속 푸리에 변환을 하는 역고속 푸리에 변환부;
상기 역고속 푸리에 변환부로부터 출력되는 신호들에 대해 기 설정된 임계 진폭값으로 클리핑하고, 클리핑된 신호와 클리핑 이전 신호를 비교하여 산출된 값으로 부반송파들 각각의 크기를 결정하는 제어부; 및
상기 크기가 결정된 복수의 부반송파들을 이용하여 상기 데이터 신호를 수신장치로 전송하는 부반송파 할당부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 역고속 푸리에 변환부로부터 출력되는 신호를 감시하여 상기 기 설정된 임계 진폭 값보다 큰 신호들에 대해 상기 임계 진폭값으로 제한하는 클리핑을 수행하는 클리핑 모듈;
상기 클리핑된 신호와 상기 클리핑 이전 신호를 비교하여 클리핑 잡음을 산출하고, 상기 산출된 클리핑 잡음을 기초로 서로 다른 부반송파 집합인 A와 Ac에 대한 클리핑 잡음 억제 임계치(
Figure 112015029752937-pat00042
Figure 112015029752937-pat00043
)를 설정하는 임계치 산출 모듈; 및
상기 클리핑 모듈과 상기 임계치 산출 모듈을 제어하며, 상기 설정된 클리핑 잡음 억제 임계치들을 이용하여 상기 부반송파들 각각의 크기를 결정하는 제어 모듈을 포함하며,
상기 A는 2차 사용자가 사용하는 부반송파 집합이고, 상기 Ac는 1차 사용자가 사용하는 부반송파 집합이며, 상기
Figure 112015029752937-pat00044
는 상기 2차 사용자가 사용하는 서브캐리어에 대한 클리핑 잡음 억제 임계치이고, 상기
Figure 112015029752937-pat00045
는 상기 1차 사용자가 사용하는 서브캐리어에 대한 클리핑 잡음 억제 임계치인 첨두대 평균전력비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템.
An OFDM communication system for reducing the peak-to-average power ratio,
An inverse fast Fourier transform unit performing an inverse fast Fourier transform on data signals to be transmitted to a receiving apparatus;
A controller for clipping the signals output from the inverse fast Fourier transformer to predetermined threshold amplitude values and for comparing the clipped signals and the pre-clipping signals to determine the size of each of the subcarriers; And
And a subcarrier allocator for transmitting the data signal to a receiver using the determined plurality of subcarriers,
Wherein,
A clipping module for monitoring a signal output from the inverse fast Fourier transformer and performing clipping for limiting signals having a predetermined threshold amplitude value to the threshold amplitude value;
Clipping noise is calculated by comparing the clipped signal with the pre-clipping signal, and a clipping noise suppression threshold value for the A and Ac sub-carrier sets based on the calculated clipping noise
Figure 112015029752937-pat00042
Wow
Figure 112015029752937-pat00043
A threshold value calculation module for setting a threshold value; And
And a control module controlling the clipping module and the threshold calculation module and determining the size of each of the subcarriers using the set clipping noise suppression thresholds,
A is a subcarrier set used by a secondary user, Ac is a subcarrier set used by a primary user,
Figure 112015029752937-pat00044
Is a clipping noise suppression threshold value for the subcarrier used by the secondary user,
Figure 112015029752937-pat00045
Is a clipping noise suppression threshold for subcarriers used by the primary user.
제6항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
다음의 수학식을 이용하여 상기 부반송파들의 크기를 결정하는 첨두대 평균전력비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템:
Figure 112015029752937-pat00046

Figure 112015029752937-pat00047

Figure 112015029752937-pat00048

Figure 112015029752937-pat00049

여기서,
Figure 112015029752937-pat00050
이며,
Figure 112015029752937-pat00051
는 1/4이다.
The method according to claim 6,
The control module includes:
An OFDM communication system for reducing the peak-to-average power ratio by determining the size of the subcarriers using the following equation:
Figure 112015029752937-pat00046

Figure 112015029752937-pat00047

Figure 112015029752937-pat00048

Figure 112015029752937-pat00049

here,
Figure 112015029752937-pat00050
Lt;
Figure 112015029752937-pat00051
Lt; / RTI >
제7항에 있어서,
상기 임계치 산출 모듈은,
상기 클리핑 이전 신호와 상기 클리핑된 신호와의 차를 이용하여 상기 클리핑 잡음을 추출하는 첨두대 평균전력비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템.
8. The method of claim 7,
The threshold value calculating module calculates,
Wherein the clipping noise is extracted using a difference between the clipped signal and the clipped signal.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신장치는,
상기 기 설정된 임계 진폭값과 상기 클리핑 잡음 억제 임계치를 이용하여 수신된 신호를 복호화하는 첨두대 평균 전력비 감소를 위한 OFDM 통신 시스템.
9. The method according to any one of claims 6 to 8,
The receiving apparatus includes:
And for reducing the peak-to-average power ratio to decode the received signal using the predetermined threshold amplitude value and the clipping noise suppression threshold.
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논문(Mochan Yang et al, "An adaptive tone injection for OFDM PAPR reduction", IEICE Electronics Express, Vol.8, No.15, pp.1234-1239, 2011.08.10.) *
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논문(양모찬 외 3명, "차세대 이동통신을 위한 OFDM 시스템에서 클리핑 잡음 억제를 이용한 PAPR 감소 기법", 한국통신학회 종합 학술 발표회 논문(동계) 2011, pp. 988-989, 2011.02.) *
논문(양모찬 외 3명, "차세대 이동통신을 위한 OFDM 시스템에서 클리핑 잡음 억제를 이용한 PAPR 감소 기법", 한국통신학회 종합 학술 발표회 논문(동계) 2011, pp. 988-989, 2011.02.)*

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