Original title: Nedokonalosti frontendů a kompenzace interferencí v FDM systémech
Translated title: Frontend Impairments and Interference Compensation in FDM Systems
Authors: Harvánek, Michal ; Wang, Yide (referee) ; Gazda,, Juraj (referee) ; Maršálek, Roman (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2023
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Nelinearita výkonového zesilovače způsobuje u filtrovaných modulací s více nosnými vyzařování do sousedního pásma. Jedním ze způsobů eliminace takovéhoto vlivu na kvalitu signálu je digitální předzkreslení aplikované na vysílači. Úvodní část práce prezentuje vliv vybraných nedokonalostí vysílače na linearizátory. V práci se věnujeme identifikaci a modelování výkonového zesilovače na základě dat získaných pomocí dostupné platformy softwarově definovaného rádia. Dále jsme ověřili schopnost číslicového předzkreslení potlačit vyzařování výkonového zesilovače do sousedního pásma při použití filtrovaných modulací s více nosnými. Výsledkem je zjištění, že nedokonalosti frontendu mohou významně ovlivnit účinnost předzkreslovačů. Interference mezi uživateli v sousedních kanálech negativně ovlivňuje dosažitelnou propustnost mobilních sítí. Složitost číslicového předzkreslení může být překážkou pro jeho implementaci v mobilních terminálech a vyzařování do sousedních kanálů generované nelinearitou může vést k vážným problémům. Jádro práce se tak zabývá potlačením interferencí na straně přijímače, způsobených nelineárním výkonovým zesilovačem sousedního uživatele. Navržená metoda je založena na odečítání signálu kmitočtově sousedícího uživatele od přijímaného signálu. Na rozdíl od jiných state-of-the-art přístupů využívá metoda odhad parametrů modelu výkonového zesilovače z měření po průchodu kanálem a metodu filtrace ve frekvenční oblasti, která umožňuje generovat data potřebná pro odhad modelu zesilovače. Pro ověření funkce využíváme zobecněnou modulaci s více nosnými (GFDM) a výsledek demonstrujeme na test-bedu založeném na platformě softwarově definovaného rádia. The out-of-band (OOB) performance of advanced, filter-based multicarrier waveforms can easily be deteriorated by the nonlinearity of Power Amplifier (PA). One of the common ways to eliminate such signal quality degradation is a Digital PreDistortion (DPD) applied in the transmitter. The introductory part of the thesis presents the study of the impact of selected transceiver imperfections on the performance of DPD linearizers. Starting from the PA model identification based on the data captured using the low-cost Software Defined Radio (SDR) platform, we evaluate the performance in terms of OOB signal emissions at the PA output for the case of typical representatives of frequency-localized multicarrier signals. We highlight the fact that frontend imperfections can significantly affect the performance of predistorters. Interference between users in adjacent channels negatively affects the achievable throughput of mobile networks. The complexity of DPD implementation is sometimes a showstopper for its implementation in mobile terminals, and the OOB radiation generated by nonlinearity could result in serious problems. Thus, the core of the thesis deals with the receiver-side cancellation of interference caused by a nonlinear PA. The proposed interference cancellation method subtracts the OOB emissions from the received signal. In contrast to the state-of-the-art approaches, our method employs over-the-air estimation of PA model parameters together with a particular frequency domain filtering method that allows to generate the required training data. As an exemplary waveform, we use a Generalized Frequency Division Multiplex (GFDM), and we also evaluate the method on the SDR-based test-bed.
Keywords: DC offset; DPD; FBMC; FOFDM; GFDM; IQ imbalance; nelineární výkonový zesilovač; potlačení interferencí; výpočetní náročnost.; computational complexity.; DC offset; DPD; FBMC; FOFDM; GFDM; interference cancellation; IQ imbalance; nonlinear PA

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/213513

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-531726


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses