Spectral and Power Efficient Modulation Methods in Presence of Nonlinear Distortions

Julkaisun otsikon käännös: Spektri- ja energiatehokkaat modulaatiomenetelmät epälineaaristen vääristymien läsnä ollessa

Markku Kiviranta

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Väitöskirja sisältää kirjallisuuskatsauksen ja esittää uusia tuloksia tulevaisuuden 5G-järjestelmien aaltomuodon suunnitteluun analogiaosien aiheuttamien vääristymien läsnäollessa. Tyypillisille epälineaarisuuksille lähettimessä ja vastaanottimessa esitetään järjestelmämalli, joka sisältää myös kanavan. Erityistä huomiota kiinnitetään epälineaariseen tehovahvistimeen, vaihekohinaan ja DC offsetiin. Väitöskirjassa keskitytään 4G-järjestelmissä käytettävän OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) monikantoaaltotekniikan jatkokehittämiseen, koska 4G-evoluution oletetaan olevan riittävän kypsä tulevaisuuden 5G-järjestelmien demonstroinneille. Erityistä huomiota kiinnitetään vaihemodulaation avulla saavutettavaan vakioverhokäyräiseen OFDM-modulaatioon. Suorituskykytulokset osoittavat, että vakioverhokäyräisellä OFDM-järjestelmällä on etu vastaavaan OFDM-järjestelmään nähden, kun lähettimen tehovahvistimen hyötysuhde otetaan huomioon simuloinneissa. Vakioverhokäyräinen OFDM sietää myös paremmin vaihekohinaa, koska vaihekohina muuttuu summa termiksi vaiheilmaisen lähdössä. Vakioverhokäyräinen OFDM on mielenkiintoinen vaihtoehto 5G-järjestelmille, kun energiatehokkuus on tärkeämpi kriteeri kuin spektrin tehokkuus. Väitöskirjassa esitetään myös uusia tuloksia vakioverhokäyräiselle TFM-modulaatiolle (tamed frequency modulation), jonka kaistan ulkopuolinen säteily on pieni verrattuna muihin tunnettuihin CPM-modulaatiomenetelmiin (continuous phase modulation). Vaihe- ja taajuusmodulaatiossa kaistanleveyttä ja ilmaisun suorituskykyä säädetään modulaatioindeksin avulla. TFM-modulaation yksinkertaisessa analogiatoteutuksessa modulaatioindeksi poikkeaa kuitenkin asetetusta nimellisarvosta lähetyksen aikana aiheuttaen vaihevärinää. Ilmaisun suorituskyvyn parantamiseksi tässä työssä esitetään uusi modulaatioindeksin estimaattori vastaanottimessa yhdistettynä selviytyjäkohtaista käsittelyä (per-survivor processing, PSP) hyödyntävään kantoaallon vaiheen estimointiin. Väitöskirjassa esitetään myös uusia tuloksia TCM-modulaatiolle (trellis-coded modulation), joka on yhdistetty koodaus- ja modulaatiomenetelmä teho- ja kaistarajoitetuille järjestelmille. Työssä osoitetaan, että hyödyntämällä niin sanottua moni-trelliskoodattua modulaatiota (multiple trellis-coded modulation), PSP-kantoaallon vaihesynkronointia ja Reed–Solomon (RS) koodausta voidaan TCM-modulaatio estää tulemasta katastrofaaliseksi koodiksi vaihekohinan yhteydessä. TCM- ja CPM-menetelmät voivat täydentää tulevaisuuden OFDM pohjaisia 5G-järjestelmiä.
    Julkaisun otsikon käännösSpektri- ja energiatehokkaat modulaatiomenetelmät epälineaaristen vääristymien läsnä ollessa
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Wichman, Risto, Vastuuprofessori
    • Mämmelä, Aarne, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-7356-9, 978-951-38-8526-7
    Sähköinen ISBN978-952-60-7355-2, 978-951-38-8525-0
    TilaJulkaistu - 2017
    OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

    Sormenjälki

    Sukella tutkimusaiheisiin 'Spektri- ja energiatehokkaat modulaatiomenetelmät epälineaaristen vääristymien läsnä ollessa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä