OFDM 시스템에서 부가전송이 없는 PTS 기반 PAPR 감소기법에 관한 연구

Abstract

OFDM을 포함한 대부분의 무선통신 시스템은 송신단에서 충분한 송신 전력을 얻기 위하여 고출력 증폭기 (HPA: High Power Amplifier)를 사용하게 되는데, 이러한 HPA로부터 최대 출력 전력을 얻기 위해서는 일반적으로 포화 영역 근처에 동작점을 설정하여야 하며 이로 인해 발생되는 비선형 왜곡은 시스템 성능을 크게 저하시키는 요인이 된다. 이러한 HPA의 비선형 특성은 전송 신호의 진폭 변화에 매우 민감하기 때문에, 다수의 부반송파로 변조된 신호를 결합하여 전송하는 OFDM 시스템의 경우 전송 신호 진폭이 매우 크게 변하게 되어 결국 전송 신호에 대한 첨두대평균전력비 (PAPR: Peak-to-Average Power Ratio)가 단일 반송파 시스템에 비해 매우 큰 단점을 갖게 된다. 이 논문은 OFDM 시스템에서 파일럿을 사용함으로써 부가전송이 없는 PTS 기반 PAPR 감소 기법을 제안한다. 기존의 PTS 기법은 부가정보를 별도로 보내야 하기 때문에 데이터 전송률이 낮아진다는 단점이 있다. 제안된 기법은 파일럿을 사용해서 부가정보를 동시에 보내기 때문에 데이터 전송률 저하를 막을 수 있다. 제안된 기법에서는 부블록 내의 파일럿의 수가 증가함에 따라 부가정보 검파 성능이 좋아지지만, PAPR 감소 성능이 떨어진다는 trade-off가 발생하게 된다. 따라서 이 논문에서는 BER의 열화없이 PAPR을 감소시킬 수 있는 부블록의 크기를 제안한다. 모의실험은 제안된 기법을 사용했을 때, 수신단의 복잡도가 조금 증가하지만, BER과 데이터 전송률의 열화 없이 효과적으로 PAPR을 줄일 수 있음을 보여준다. 더 나아가 제안된 기법을 현재 이슈가 되고 있는 WiBro 시스템에 적용해 보았다. WiBro 시스템에서도 제안된 기법을 적용하였을 때, 60km/h의 속도에서도 FER의 열화없이 효율적으로 PAPR을 감소시킴을 확인할 수 있다.