22144

ارائه الگوريتمي جهت كاهش PAPR در سيستم FBMC

كارشناسي ارشد

مخابرات - سيستم

1394 - 1398

1398/07/23

دكتر وحيد طباطباوكيلي

برق

استفاده از رو¬ش¬هاي مدولاسيون چند حاملي در كانالهاي بي سيم علاوه بر غلبه بر پديده فيدينگ ناشي از چند مسيره بودن كانال باعث افزايش نرخ ارسال داده در اين كانال ها مي گردد OFDM و FBMC به عنوان متداول¬ترين مدولاسيون چند حاملي مطرح است كه مزيت¬هاي فراواني ايجاد كرده و معايبي نيز دارد كه عمده¬ترين آن وجود قله¬هاي بالا در سيگنال حوزه زماني است و اين امر به دليل وجود طبقات تقويت كننده و مبدل¬هاي ديجيتال به آنالوگ، باعث اعوجاج و افزايش نرخ خطاي بيت مي¬گردد و كارايي سيستم را پائين مي¬آورد. لذا استفاده از روشي كه بتواند نسبت بيشينه دامنه سيگنال به ميانگين را كاهش دهد، ضرورت دارد. روش¬هاي SLM و PTS و همچنين روش كوونهو و دونگون از روشهاي موثر در كاهش PAPR هستند. يك مساله اساسي در سيستم¬هاي FBMC كاهش ميزان PAPR است و روش¬هاي متفاوتي تاكنون براي آن ارائه شده است كه يكي از آنها روش كوونهو و دونگون مي باشد. به عنوان نقطه شروع، ابتدا شرايطي خاص بايد استخراج شود، كه شرايط چندحامل انتقال يافته زمان يكسان ناميده مي شود. سپس براساس اين شرايط، يك الگوريتم بهبود يافته FBMC براي PAPR كم در نظر گرفته مي¬شود. ابتدا به منظور تقويت بيشتر مقدار كاهش PAPR، چهار نسخه كانديد DFT گسترده ، شرايط ITSM و در ادامه شكل موج FBMC توليد مي¬شود و شكل موج با كمترين ماكزيمم توان انتخاب مي¬شود. در روش SLM با تغيير فاز هر يك از زيرحامل¬هاي موجود در بلوك داده ورودي، سيگنال¬هاي جديد با PAPR متفاوت با سيگنال اصلي توليد مي¬شوند، با مقايسه مقدار PAPR سيگنال اصلي و نسخه هاي تغيير فاز يافته آن سيگنال با كمترين مقدار PAPR جهت ارسال انتخاب مي¬شود. SLM دقت و كارايي بالايي در كاهش PAPR دارد و در ازاي آن پيچيدگي محاسباتي زيادي به سيستم تحميل مي¬كند. نحوه كار در روش PTS شبيه به روش SLM با اين تفاوت كه بلوك داده ورودي به زيربلوك¬هاي كوچكتر و برابر تقسيم شده و تمامي زير حامل¬هاي موجود در زيربلوك توسط فاز يكسان تغيير فاز داده مي¬شوند. روش PTS علاوه بر كاهش قابل توجه در مقدار PAPR بار محاسباتي كمتري به سيستم تحميل مي¬نمايد. در اين پايان نامه هدف كاهش PAPR مي¬باشد. روش ارائه شده از تركيب سه روش، PAPR كم درFBMC ، SLM و PTS است. در اين روش ابتدا شكل موج FBMC جديدي كه ذاتا PAPR كمي داشته باشد توليد شده و سپس دو روش مطرح شده به آن اعمال مي¬شود. همانطور كه در نتايج شبيه¬سازي¬ها مشاهده خواهد گرديد روش پيشنهادي PAPRكمتري را در مقايسه با روش كوونهو و دونگون خواهد داشت. اما داراي پيچيدگي بيشتري مي¬باشد.

1399/04/05

An algorithm to Reduce PAPR in FBMC System

10/15/2019 12:00:00 AM

Employing multi-carrier modulation technique in wireless channels not only resolves the phenomenon of feeding caused by multipath channel but also enhances the rate of data transmission in these channels. Known as the most common multi-carrier modulation, OFDM is associated with strengths and weaknesses. Presence of high peaks in the time domain signal is one of the major weaknesses, which causes distortions and an increase in bit error rate and reduces the efficiency of the system due to existence of amplifiers and digital-to-analog converters. Therefore, it is necessary to employ a method that can reduce Peak-to-Average Power Ratio (PAPR). SLM and PTS are among efficient methods to reduce PAPR. we first derive this condition which we call the ITSM (identically-time-shifted multicarrier) condition. Then, based on this condition, we propose a new type of FBMC for low PAPR. The main features of the proposed scheme are summarized as follows. Firstly, in order to further enhance the amount of PAPR reduction, we generate the four candidate versions of the DFT-spread and ITSM-conditioned FBMC waveform and select the one with minimum peak power. In SLM method, a change in the phase of each subcarrier available in input-data block, new signals with different PAPR from the main signal are produced. By comparing the amount of PAPR of the main signal with its changed-phase versions, a signal with minimum amount of PAPR will be selected to be sent. SLM has a high level of precision and efficiency in reducing PAPR; however, it imposes a lot of calculation complexities on the system. The procedure in PTS is like the one in SLM with this difference that in PTS the input-data block is divided into equal smaller sub-blocks, and all subcarriers available in the sub-blocks are phase-changed using an equal phase. PTS method not only reduces the amount of PAPR but also imposes less calculation load on the system. In this paper, an effective PAPR reduction scheme has been proposed. The proposed method is a combination of LOW PAPR FBMC,SLM and PTS . In this method first generate a FBMC waveform which has low PAPR and then apply the other two methods on It . As the results of simulation indicated, the proposed method has a low PAPR compare with Kwonhue and Dongjun methed , but it has more complexity .