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Design of Computer-Optimized Pseudorandom Maximum Length Signals for Linear Identification in the Presence of Nonlinear Distortions
The design of pseudorandom maximum length (PRML) signals for linear identification in the presence of nonlinear distortions is considered. For this application, it is advantageous for the signal to have harmonic multiples of two and three suppressed, in order to minimize the effect of nonlinearity, thus resulting in a better estimate of the underlying linear dynamics. Such signals may be designed through exhaustive search for the sequence-to-signal conversions. However, for signals generated from Galois fields GF(q) with q large, this method is computationally inefficient. An alternative technique is proposed where a primitive version of the signal, the period of which is considerably shorter than that of the required PRML signal, is first generated as a computer-optimized signal. The primitive signal is then used to define the conversions for the generation of the required PRML signal, which is a member of a new class of hybrid signal
Contribuição ao estudo do impacto das não linearidades nos sistemas de telecomunicações
Doutoramento em Engenharia ElectrotécnicaEsta tese insere-se na área de Electrónica de Rádio Frequência e Microondas
e visa o desenvolvimento de ferramentas que permitam a melhor compreensão
e análise do impacto da distorção não linear produzida em amplificadores de
potência no desempenho de um sistema de telecomunicações sem fios.
Devido à crescente complexidade dos amplificadores a simulação baseada em
representações de circuito equivalente tornou-se extremamente pesada do
ponto de vista computacional. Assim têm surgido várias técnicas de simulação
de sistemas baseadas em modelos comportamentais, ou seja, que tentam
aproximar a resposta do sistema a um sinal de entrada, independentemente
dos elementos físicos que implementam o circuito.
Neste trabalho foram estudadas as principais técnicas de modelação
comportamental existentes assim como as principais características de um
amplificador de potência que o modelo comportamental deve ser capaz de
prever.
Uma nova formulação de um modelo comportamental baseado na série de
Volterra é apresentada em conjunto com o método de extracção ortogonal dos
seus coeficientes. A principal vantagem deste novo método de extracção é
permitir a determinação independente de cada valor coeficiente na série,
garantindo-se deste modo um modelo com uma capacidade de aproximação
óptima. A determinação dos coeficientes na série de modo independente é
conseguida com base na reorganização dos termos da série e na identificação
ortogonal de cada componente de saída.
Adicionalmente, a identificação das componentes de saída de uma não
linearidade é ainda utilizada na definição de uma métrica que permite avaliar
de modo simples qual é a degradação imposta à qualidade do sinal ao ser
passado num amplificador não linear. Esta métrica contabiliza
simultaneamente a degradação imposta pelo ruído e pela distorção.This thesis is related to the RF and Microwave Electronics field and the main
goal of this thesis is to develop tools that can contribute to understand and
analyse the impact of nonlinear distortion generated by power amplifiers on
wireless communication systems.
Due to the growing complexity of amplifiers, equivalent circuit based
simulations become a heavy computational task due to the large number of
nonlinear elements to account for. So, several system simulation techniques
have been proposed based on behavioural modelling, that is, models that can
approximate the system’s response to a given input signal regardless of the
physical circuit implementation description.
In this thesis, the most important behavioural modelling techniques have been
studied as well as the main power amplifier characteristics that the behavioural
model should account for.
A new formulation of a Volterra series based behavioural model is presented as
well as the corresponding coefficient orthogonal extraction procedure. The
main advantage of this new extraction method is to allow the independent
determination of the exact value of each coefficient, guaranteeing this way an
optimum approximation condition. The exact coefficient determination is
achieved by reorganizing the series terms to reach independent subsets and by
identifying separately each of systems’ output components.
In addition, nonlinearity output component separation is also used to define a
Figure of Merit that allows the simple evaluation of signal quality degradation
when passed through a nonlinear amplifier. This Figure takes into account
simultaneously the impact of noise and distortion.FCTFS