FREQUENCY DOMAIN BLIND EQUALIZATION FOR UPLINK SC-FDMA. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Kabiru_10001_merged_(1).pdf Download (22MB) | Preview

Arabic Abstract

لقد اعتمدت تقنية التقسيم الترددي لحامل الإشارة المنفرد متعددة الوصول (SC-FDMA) و استخدنت من قبل الجيل الثالث من مشروع الشراكة (3GPP) كطريقة نموذجية لإرسال الإشارات الصاعدة. هذه التقنية توفر أداء مشابها لتقنية التقسيم الترددي للإشارات المتعامدة متعددة الوصول (OFDMA) لكنها تتميز بنسبة أعلى طاقة لمعدل طاقة (PAPR) أقل، مما يوفر لأجهزة الاتصال المتنقل إريالا موفرا للطاقة و فترة حياة أطول للبطارية. لكن بسبب اعتمادها على حامل إشارة منفرد، فإن أداء هذه التقنية ينخفض في القنوات ذات الاستجابة النبضية الممتدة و يصبح من الصعب تنقيتها في المجال الزماني. بالإضافة إلى ذلك، فإن واحدا من كل سبعة إشارات مرسلة في نطاق زمني واحد يتم استخدامها في استكشاف القناة، و هذه يؤدي إلى هبوط في سرعة الإرسال الفعلية بنسبة أربعة عشر بالمئة. في هذه الأطروحة، نقترح خوارزمية عمياء متعددة المعاملات بحد إرضاء مرن للتنقية في المجال الترددي تتطلب وقتا أقل للحصول على نتيجة مرضية بينما التنفيذ الأعمى، الذي يتفادى استعمال إشارات التمرين، يضمن تحسن السرعة الفعلية و فعالية استخدام الطيف الترددي. سرعة وصول الخوارزمية للنتيجة المطلوبة يتم تحسينها عن طريق تسوية كل الوحدات الترددية أثناء تحديث الوزن لكل وحدة. التجارب باستخدام الحاسوب تظهر أداء أقوى للخوارزمية المقترحة بالمقارنة مع الخوارزميات العمياء الأخرى من حيث سرعة الوصول للنتيجة المطلوبة و تقليل الخطأ. الخوارزمية المقترحة تحقق معدل خطأ (BER) أقل بقليل من تقنية فرض الصفر (Zero Forcing) و تقنية الحد الأدنى للخطأ التربيعي (MSE). النتائج المتوفرة تشير إلى أن الإشارات الصاعدة يمكن تنقيتها في أنظمة الاتصالات اللاسلكية عريضة الموجة باستخدام الخوارزمية المقترحة مع تحسن جوهري في سرعة نقل البيانات الفعلية

English Abstract

Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) has been adopted and employed as the standard in the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) LTE (Long-term Evolution) uplink multiple access scheme. It offers comparable performance and complexity to Orthogonal Frequency Division Multiple Access Scheme (OFDMA) but has lower peak to average power ratio (PAPR), offering to mobile terminals power-efficient transmission and longer battery life. However, due to its single carrier nature, SC-FDMA performance degrades in channels with long impulse response and becomes prohibitive to equalize in time domain (TD). Furthermore, of the 7 SC-FDMA symbols in the LTE uplink slot, one full symbol (training symbol) is used for channel estimation leading to about 14% throughput degradation. In this work, a frequency domain soft constraint satisfaction multimodulus blind algorithm (FDSCS-MMA) is developed and proposed for the equalization of SC-FDMA system. The frequency domain approach results in computational complexity reduction while blind implementation, which avoids the use of training symbols, ensured improved spectral efficiency and throughput. The algorithm convergence is further improved by normalizing each of the frequency bins in the weight update. Simulation results show superior performance of the developed algorithm over other blind algorithms in terms of faster convergence rate and lower residual mean square error (MSE). The proposed algorithm achieves a slightly lower bit error rate (BER) performance compared to zero-forcing (ZF) algorithm and minimum mean square error (MMSE). The results obtained suggest that SC-FDMA can be equalized in broadband wireless systems, characterized by a long channel impulse response, using the proposed algorithm with substantial throughput improvement.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Zerguine​, Azzedine
Committee Members:	Abu-Al-Saud, Wajih and Al-Ghadban, Samir
Depositing User:	KABIRU OLUWASEUN AKANDE (g201202300)
Date Deposited:	21 Jan 2015 11:00
Last Modified:	01 Nov 2019 15:44
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139437