ITERATIVE SC-FDMA FREQUENCY DOMAIN EQUALIZATION & PHASE NOISE MITIGATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Thesis.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

في أنظمة الاتصالات الممتازة ، تكون البيانات المستلمة متطابقة مع البيانات المرسلة. ومع ذلك ، ليس هذا هو الحال بالنسبة لأنظمة الاتصالات الحقيقية حيث في أنظمة الاتصالات اللاسلكية وجود الأشياء الطبيعية والتي من صنع الإنسان يجعل الإشارات المرسلة تنتقل في الوقت نفسه عبر مسارات متعددة إلى المستقبل.كل أشارة تصل على مسار معين تعانى من توهين وتاخير مختلفين . وتتمثل القضية الناتجة في تشتت الإشارة المرسلة عبر القناة متعددة المسارات.سوف تقوم القناة متعددة المسارات بتوليد (ISI) تداخل بين الرموز المرسلة عندما تكون الفترة الزمنية للرمز اصغر من الفترة الزمنية لتشتت القناة مما يجعل من الصعب جدا اعادة توليد الرموز مرة اخرى عند المستقبل. إن زيادة معدل الإرسال والموثوقية هي دائمًا أحد الأشياء الأساسية لتطوير تقنيات الاتصال اللاسلكي. علاوة على ذلك ، للحصول على معدل إرسال عالي ، تكون معدلات الرموز العالية ضرورية وهذا يقلل من مدة الرموز بالمقارنة مع تشتت القناة مما يؤدى الى مزيد من التداخل (ISI) عند المستقبل . وفقا لذلك، فكيفية استعادة الرموز التي تضررت من (ISI) هي النقطة الأساسية في الأنظمة اللاسلكية. للتخفيف من الآثار الضارة لل(ISI) يتم استخدام التسوية بشكل عام .وقد أعطيت كمية ضخمة من البحوث لتحسين تقنيات التسوية العملية. إن إحدى عوائق التردد الراديوي الرئيسية التي تولد تغيرات في إشارات المستقبِلات وأجهزة إرسال المرسلات ، والناشئة من أخطاء في عملية تصنيع المزبزب المحلى ، العملية العشوائية التى تسمى ضوضاء الطور .تؤثر الضوضاء الطورية فى انظمة الاتصالات احادية القناة (SC-FDMA) بازحة زاوية كل رمز على حدة بالاضافة الى تمتد طاقة جميع الموجات الحاملة الفرعية فوق بعضها البعض وبالتالي تنتج تأثيرًا ضارًا على أداء النظام. يجب تحليل تأثيرات الضوضاء الطورية بدقة وفحصها عند إنشاء نظام اتصالات لاسلكي قياسي لأن التنبؤ الموثوق به لمستوىات الضوضاء الطورية المقبولة يسمح لمخططات الاتصالات اللاسلكية ومصممي الترددات اللاسلكية بتحقيق المواصفات اللازمة . في هذه الأطروحة ، نقترح أولاً الجمع بين التسوية الترددية والتعويض الطورى للنظام احادى القناة بصفة تكرارية اعتمادا على الانظمة التكرارية للتسوية الموجودة فى الادبيات .ثم بعد ذلك نقوم بعمل تحسين لطريقة التسوية عن طريق التغلب على معضلة الاخطاء المنتشرة اعتمادا على موثوقية الرموز المكتشفة العكسية . و بما أن الفكرة الأساسية لتحسين أداء التسوية التكرارية الترددية يعتمد على موثوقية الرموز العكسية التى تكون مختفية عند المستقبل فانه سوف يتم تقديم إجراءات حسابية للموثوقية.

English Abstract

The presence of natural and man-made objects made the transmitted signals simultaneously travel over multi-paths to the receiver. Each signal arriving along each path suffering from different attenuations and propagation delays. The multi-path channel will generate inter-symbol interference (ISI) between the transmitted symbols. When the symbol period becomes shorter than the period of dispersion, that makes it very hard to reproduce symbols at the receiver. Increasing the transmission rate is always one of the basic objects for the development of the new wireless communication techniques but this will increase ISI at the receiver side. Accordingly, how to restore symbols damaged by ISI is an essential point in wireless systems. To alleviate the harmful effects of ISI, equalization is generally used. One of the principal radio frequency (RF) impairments that generate shifts of the transmitter and receiver oscillators signals, and emerging from errors in the fabrication process of the local oscillator (LO), is a random process called phase noise (PHN). In SC-FDMA PHN impact every symbol by very little rotation, in addition, to stretch the energy of all of the sub-carriers over each other and consequently produces a harmful effect on the system's performance. PHN influences and considerations must be accurately analyzed and examined when creating a standard wireless communication system because a reliable forecasting of the acceptable PHN level allow the wireless communication schemes and RF designers to relax specifications. A Discrete Fourier Transform (DFT) precoded OFDM scheme called the Single-Carrier-FDMA (SC-FDMA) is an excellent design that has been adopted for up-link transmission in the Long-Term Evolution (LTE) standard. The presence of LO impairments (PHN) and bad environment (deep fading), if not taken into account, have deleterious effects on the performance of the SC-FDMA system. In this thesis, we propose a new approach to mitigate both of the PHN and the deep fading effects in the SC-FDMA system iteratively. This is achieved by exploiting the nature of the PHN in both time and frequency domains in addition to the iterative nature of the frequency domain equalization algorithm. Also, we will propose a novel two approaches to alleviate the error propagation in the decision feedback. Our simulation results prove our findings in a vehicular A channel model.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Zerguine, Azzedine
Committee Members:	Iqbal, Naveed and Nasir, Ali
Depositing User:	MOHAMMED MOHAMMED (g201409720)
Date Deposited:	27 May 2018 09:52
Last Modified:	31 Dec 2020 08:34
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140737