OFDM Interference Analysis with 'Dirty RF'

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Master's thesis
Date
2009
Department
Major/Subject
Tietoliikennetekniikka
Mcode
S-72
Degree programme
Language
en
Pages
14 + 89
Series
Abstract
Kulkiessaan läpi lähetin-vastaanottimen analogisten RF-osien, informaatiosignaali altistuu lukuisille vääristymille, joita kutsutaan "dirty RF" -ilmiöiksi. Jotkin vääristymät ovat luontaisia analogisille radiolaitteille, kuten tehovahvistimille (HPA) lähettimessä ja DA/AD -muuntimille. Toiset, kuten vaihekohina ja I/Q-epätasapaino ovat puolestaan seurausta lähetin-vastaanottimen RF-etupään aiheuttamasta signaalin laadun heikkenemisestä. Riippumatta vääristymän aiheuttajasta, kukin edellä mainittu tekijä alentaa tietoliikennejärjestelmän suorituskykyä. Johtuen lukuisista eduistaan, kuten kyvystään tarjota korkeita datanopeuksia häipyvässä ympäristössä sekä verrattain yksinkertaisesta taajuusalueen ekvalisaattorin rakenteesta, OFDM:ää pidetään vahvana ehdokkaana tulevaisuuden langattomiin laajakaistajärjestelmiin. OFDM:n suorituskyky on kuitenkin erittäin herkkä yllä mainitulle RF-osien aiheuttamalle signaalin laadun heikkenemiselle, kuten tehovahvistimen, I/Q-epätasapainon, vaihekohinan jne. aiheuttamille epälineaarisille vääristymille. Vaikka RF-ilmiöt ovatkin osa jokaista lähetin-vastaanotinta, "dirty RF" -ilmiöitä kuten myös menetelmiä niiden vähentämiseksi, on analysoitu yksitt äin, muista irrallaan. Kuitenkin, vaikuttaessaan yhtäaikaa, em. ilmiöt voivat vahvistaa toistaan ja lisäksi yhden ilmiön heikentämiseen tähtäävän menetelmän käyttö voi vahvistaa toista ilmiötä. Tämän työn tavoitteena on luoda simulaatiomalli ja analysoida OFDM:ää, kun I/Q-epätasapaino-, tehovahvistin- ja vaihekohina-ilmiöt otetaan samanaikaisesti huomioon.

When passing through the RF analog electronics devices of the transceiver, the information signal is subject to various distortions named 'dirty RF' effects. Some distortions are inherent to analog radio devices, such as high power amplifiers (HPA) at the transmitter and DAC/ADC. Others, such as phase noise and I/Q imbalance, result from various impairments in the transceiver RF front end devices. Regardless of the nature, each factor degrades the communication system performance. Owning to a number of advantages, such as the ability to provide a high data rate in a fading environment and relatively simple structure of the frequency domain equalizer, OFDM is considered as a strong candidate for future wireless broadband systems. OFDM performance, however, is very sensitive to the above RF impairments, such as nonlinear distortions from HPA, I/Q imbalance, phase noise etc. While inherently observed in any transceiver, in the most of part the dirty RF effects so far have been analyzed separately and techniques for their mitigation have been elaborated separately too. Meanwhile, when affecting jointly the above impairments may strengthen each other and moreover, techniques for mitigation of one factor may enhance the impact of another one. The aim of this work is creating a simulation model and analyzing OFDM where I/Q imbalance, HPA , and phase noise effects are jointly taken into account.
Description
Supervisor
Tirkkonen, Olav
Thesis advisor
Ermolova, Natalia
Keywords
OFDM, dirty RF, I/Q imbalance, phase noise, power amplifier, OFDM, dirty RF, I/Q-epätasapaino, tehovahvistin- ja vaihekohina-ilmiöt
Other note
Citation