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Titelaufnahme

Titel
Digital pre-distortion for multiple antenna transmitters / eingereicht von: Padmanabhan Madampu Suryasarman
VerfasserPadmanabhan, Suryasarman
Begutachter / BegutachterinSpringer, Andreas ; Marsalek, Roman
GutachterSpringer, Andreas
Erschienen2015
UmfangIX, 95 S. : Ill., zahlr. graph. Darst.
HochschulschriftLinz, Univ., Diss., 2015
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)digitale Vorverzerrung / Mobilfunkleistungsverstärker / Mehrantennen-Systemen / Übersprechen in Mehrantennen-Systemen
Schlagwörter (EN)digital pre-distortion / power amplifiers / multiple-input multiple-output (MIMO) transceivers / cross-talk in multi-antenna transmitters
Schlagwörter (GND)Mobilfunk / Vorverzerrung / Antennengruppe / Nebensprechen / Leistungsverstärker
URNurn:nbn:at:at-ubl:1-1810 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Dateien
Digital pre-distortion for multiple antenna transmitters [4.49 mb]
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Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Der Bedarf an immer höheren Datenraten in modernen drahtlosen Kommunikationssystemen hat zu der Verwendung von Modulationsschemata geführt welche spektral effizient sind aber nicht konstante Hüllkurven besitzen. Deshalb sind Linearisierungstechniken für Mobilfunkleistungsverstärker (PA) entscheidend für die effiziente, lineare Verstärkung dieser Signale. Die Digitale Vorverzerrung (DPD) ist eine der kosteneffektiven und flexibelsten Linearisierungstechniken.

Moderne drahtlose Kommunikationssysteme verbessern die Spektrale-Effizienz und Ausfallssicherheit durch den Einsatz von Mehrantennen-Systemen (MIMO). An der Sendeseite des Mehrantennen-Systems entsteht ein Übersprechen in den unterschiedlichen am Chip integrierten Sendepfaden welches die Leistungsfähigkeit herkömmlicher Vorverzerrung Methoden nachteilig beeinflusst. Die Cross-over-Vorverzerrung (CO-DPD) kompensiert gemeinsam das Übersprechen und die Nichtlinearität des Leistungsverstärkers und verbessert damit die Qualität der Linearisierung im Vergleich zur herkömmlichen Vorverzerrung erheblich. Allerdings ist CO-DPD eine problematische Wahl wenn die Anzahl von Übertragungswege groß ist, weil ihr Rechenaufwand quadratisch mit der Anzahl der Übertragungswege steigt. Wir präsentieren daher einen Übersprechunterdrückenden Vorverzerrer (CTCDPD) der das Übersprechen und die Nichtlinearität getrennt kompensiert. Der Schwerpunkt dieser Dissertation ist die Untersuchung der Parameteridentifikation, Linearisierungsleistung und des Rechenaufwands von CO-DPD und CTC-DPD. Wir verwendeten die Methode der kleinsten Fehlerquadrate (LS) zur Parameteridentifikation für CTC-DPD Koeffizienten und verglichen die Linearisierungsleistung und den Rechenaufwand mit der CO-DPD. Die elektromagnetische und kapazitive Kopplung zwischen den einzelnen Sendepfaden ist ein frequenzabhängiger Prozess. Diese Frequenzabhängigkeit kann auf die Linearisierungsleistung bzw. auf die Koeffizienten erhebliche Auswirkung haben. Die CTC-DPD-Struktur kann so erweitert werden dass das frequenzselektive Übersprechen berücksichtigt werden kann, wozu die CO-DPD nicht fähig ist. Wir wenden weiters auch adaptive Algorithmen wie den RLS-Algorithmus und den LMS-Algorithmus zur Identifikation der Entzerrerkoeffizienten an und verglichen die Ergebnisse der CTC-DPD mit den Ergebnissen der CO-DPD. Die Linearisierungsleistung der CTC-DPD ist vergleichbar mit der CODPD, jedoch besitzt die CTC-DPD einen niedrigeren Rechenaufwand.

Zusammenfassung (Englisch)

The requirement for high data rates in modern wireless communication systems has led to the use of spectrally efficient modulation schemes, which result in nonconstant envelope communication signals. Thus, linearization techniques for nonlinear microwave power amplifiers (PA) are crucial for the efficient, linear amplification of such signals.

Digital predistortion (DPD) is one of the most cost effective and flexible ways among all linearization techniques. Modern wireless communication systems employ multiple-input multiple-output (MIMO) technology to improve spectral efficiency and link-reliability. At the transmit side of a MIMO communication system, RF cross-talk which occur before the PAs between the different paths which are integrated on the same chip-set adversely affects the performance of conventional DPD techniques. A cross-over predistortion (CO-DPD) compensates the cross-talk and non-linearity of the PAs jointly and improves the quality of predistortion significantly compared to the conventional DPD. However, CO-DPD becomes a problematic choice when the number of transmit paths is large because its computational complexity increases quadratically with the number of transmit paths. We present a cross-talk canceling predistorter (CTC-DPD) which compensates the cross-talk and PA non-linearity separately. The focus of this dissertation is the parameter identification, linearization performance and computational complexity of CO-DPD and CTC-DPD. We applied the least squares (LS) method for parameter identification for CTC-DPD coefficients and compared its linearization performance and computational complexity to CO-DPD. The electromagnetic and capacitive coupling between the transmit paths are frequency dependent processes and sometimes its effect can be considerable. The CTC-DPD structure can be extended to pre-cancel frequency selective cross-talk, while CO-DPD can not. We also applied the recursive least squares (RLS) and least mean squared (LMS) adaptive algorithms for CTC-DPD and similarly compared it to adaptive CO-DPD.

CTC-DPD is found to be performing equally good as CO-DPD, while it is computationally much simpler.