A Study on Polynomial Pre-Distortion Technique Using PAPR Reduction Method in the Next Generation Mobile Communication System

차세대 이동통신 시스템에 PAPR 감소기법을 적용한 다항식 사전왜곡 기법에 관한 연구

  • Kim, Wan-Tae (Dept. of Inform. & Telecom. Eng., Graduate School of Korea Aerospace University) ;
  • Park, Ki-Sik ;
  • Cho, Sung-Joon (Dept. of Inform. & Telecom. Eng., Graduate School of Korea Aerospace University)
  • Received : 2010.09.18
  • Accepted : 2010.10.30
  • Published : 2010.10.31

Abstract

Recently, the NG(Next Generation) system is studied for supporting convergence of various services and multi mode of single terminal. And a demand of user for taking the various services is getting increased, for supporting these services, many systems being able to transmit a large message have been appeared. In the NG system, it has to be supporting the CDMA and WCDMA besides the tele communication systems using OFDM method with single terminal An intergrated system can be improved with adopting of SoC technique. For adopting SoC technique on the intergrated terminal, we have to solve the non linear problem of HPA(High Power Amplifier). Nonlinear characteristic of HPA distorts both amplitude and phase of transmit signal, this distortion cause deep adjacent channel interference. We adopt a polynomial pre-distortion technique for this problem. In this paper, a noble modem design for NG mobile communication service and a method using polynomial pre-distorter with PAPR technique for counterbalancing nonlinear characteristic of the HPA are proposed.

차세대 이동통신 시스템은 다양한 서비스의 융합과 멀티모드를 지원하기 위한 구조로 연구되고 있다. 또한 다양한 서비스를 제공받기 위한 사용자의 요구는 점차 증가되고 있으며, 서비스 지원을 위한 대용량 데이터 전송을 위한 많은 통신방식들이 출현하고 있다. 그 중 대표적인 시스템으로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하는 WiBro(Wireless Broadband), WLAN(Wireless Local Area Network) 등이 있다. 하지만 차세대 이동통신 시스템에서는 하나의 단말로 OFDM 방식을 이용한 통신방식 이외 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA) 방식을 동시에 지원 받고자한다. 통합된 시스템은 SoC(System on Chip) 기술 적용으로 빠른 발전을 이루고 있지만, 무선통신 시스템에서 필수적으로 요구되는 요소 중 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인한 신호의 왜곡을 유발시켜 인접채널 간섭을 성화 시키고 시스템의 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결해야 한다. 전력증폭기의 문제점을 해결하기 위해 많은 선형화 기법들이 제시되었으며, 다항식 사전왜곡 기법은 증폭기로 입력되는 신호가 증폭기의 역 특성을 갖도록 하는 기법으로 다항식을 통하여 증폭기를 모델링하기 때문에 수렴 속도가 빠르고 다른 기법들과 비교하여 우수한 성능을 보인다. 본 논문에서는 차세대 이동통신 서비스를 위한 모뎀 구조를 제시하고 OFDM 방식 사용에 있어 발생 되는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 감소 기법을 적용한 후 다항식 사전왜곡 기법을 적용하여 차세대 이동통신 시스템을 분석하였다.

Keywords

References

  1. 김경호 "LTE 단말 모뎀 기술 및 동향," 대한전자공학회 논문집, 36(2). pp. 105-120, 2009년2월.
  2. Sanchez, J.J., Morales-Jimenez, D., Gomez, G., and Enbrambasagues, J.T., "Physical layer performance of long term evolution cellular technology," Mobile and Wireless Communications Summit. 2007. 16th IST, 1-5 Jun 2007.
  3. R. Van Nee and R. Prasad, OFDM for Wireless Multimedia Communications, Artech House Publishers, 2000.
  4. H. Ochiai and H. Imai, "Performance analysis of deliberately clipped OFDM signals," IEEE Transactions, vol. 50, no. 1, pp. 89-101, Jan. 2002. https://doi.org/10.1109/26.975762
  5. W. T. Kim, J. B. Ahn, J. K. Ahn, and S, J, Cho, "A study of structural improvement for reducing PAPR," Conference of Korean Institure of Communication and Sciences, vol. 29, pp. 438, 2004.
  6. Adel A. M. Saleh, "Frequency-independent and frequency-dependent nonlinear models of TWT amplifiers," IEEE Transaction on Communications, vol. 29, no. 11, pp. 1715-1750, Nov. 1981. https://doi.org/10.1109/TCOM.1981.1094911
  7. Joel H. K. Vuolevi, "Measurement technique for characterizing memory effects in RF power amplifier," IEEE Transaction on Microwove theory and techniques, vol. 49, no. 8, Aug. 2001.
  8. Lei Ding, "A robust digital baseband pedistorter constructed using memory polynomials," IEEE Transaction on Communications, vol. 52, no. 1, Jan. 2004.
  9. Lok-Kee Ting, "LMS coefficient filtering for time-varying chirped signals," IEEE Transaction on Signal processing, vol. 52, no. 11, Nov. 2004.
  10. Scott C. Douglas, "Analysis of the multiple-error and block least-mean-square adaptive algorithms," IEEE Transaction on Circuits and sysrems, vol. 42, no. 2, Feb. 1995.