14219

12872

كارشناسي ارشد

الكترونيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

سيزده، ۹۷ص.: مصور، جدول، نمودار

رسول دهقاني

محمدجواد اميدي

مسعود سيدي، احسان يزديان

1397/10/11

كتابنامه

برق و كامپيوتر

مهندسي برق و كامپيوتر

ID12872

چکیده سيستمهای مدوالسيون چندحاملی بهخاطر مقاومت در برابر اثرات چندمسيره کانال نقش مهمی در مخابرات ديجيتال به ويژه مخابرات بیسيم ايفا میکنند و همچنان گزينه اول برای نسلهای جديد مخابرات بیسيم بهحساب میآيند با گسترش روز افزون کاربردهای اينترنت اشيا و ارتباط ماشين با ماشين و اهميت يافتن موضوعاتی چون راديوشناختگرها و برداشتگرهای انرژی ملزومات جديدی برای سيستمهای مخابرات بیسيم بهوجود آمده است از جمله اين ملزومات میتوان به انتشار خارج باند پايين برای دسترسی فرصتطلبانه به طيف و حساسيت اندک به جابجايی زمانی و فرکانسی برای کار در همزمانی نرم بهمنظور ذخيره انرژی اشاره کرد GFDM به عنوان يک مدوالسيون چندحاملی با اعمال فيلتر حوزه فرکانسی به زيرحاملها انتشار خارج باند را کاهش میدهد اعمال فيلترهای غير مستطيلی در حوزه فرکانس موجب از بين رفتن تعامد بين زيرحاملها و افزايش تداخل خودی زيرحاملها میشود گيرنده ZeroForcing با اعمال فيلتر معکوس فرستنده اين تداخلها را جبران میکند درنتيجه بهخاطر نبود قيد تعامد حساسيت سيستم به جابجايی فرکانسی کاهش میيابد وجود نداشتن گيرنده ZF برای تعداد زوج از زيرسمبلها سبب ناکارآمدی بهينهترين ساختار پيادهسازی مبنای DFT IDFT به خاطر بهوجود آمدن تبديل فوريههايی با تعداد نقاط فرد شده است در اين پاياننامه با اعمال تغييراتی به ساختار DFT IDFT راهکاری ارائه میدهيم که با وجود فرد بودن تعداد زيرسمبلها تبديل فوريههای با اندازه بزرگ توانی از دو باشند در نتيجه قابليت پيادهسازی توسط الگوريتم FFT را خواهند داشت که عالوه بر کاهش مصرف منابع موجب تطابق ساختار GFDM و SC FDMA میشود تقسيم شدن يک سمبل GFDM به چندين زيرسمبل زمانی موجب نياز به تبديل فوريههای بزرگتر میشود با بزرگ شدن اندازه تبديل فوريه برای حفظ SQNR سيگنال بايد طول کلمه پيادهسازی افزايش يابد که با توجه به بزرگ شدن اندازه تبديل فوريه موجب تاثير مضاعفی بر افزايش مصرف منابع میشود اعمال مقياس مناسب به هر طبقه تبديل فوريه با جلوگيری از سرريز و پاريز میتواند در طول کلمههای کمتر SQNR سيگنال را در حد مطلوبی نگه دارد تعيين طول کلمه و روش مقياس بهينه از جملهی بحثهای تبديل الگوريتم مميز شناور به مميزثابت است که وقت زيادی از طراحی را به خود اختصاص میدهد و استفاده از روشهای خودکار کمک شايانی به سرعت بخشيدن به طراحی و يافتن بهينهترين طول کلمه و روش مقياس میکند در اين پاياننامه با استفاده از افزونه تبديل خودکار مميزشناور به مميز ثابت متلب برای بدست آوردن طول کلمه و مقياس بهينه برای مدوالتور GFDM با پارامترهای استاندارد LTE تأثير مقياس بر عملکرد سيستم و حجم منابع مصرفی را بررسی خواهيم کرد برای مثال اعمال مقياس ثابت با طول کلمه 61 بيتی سبب 84 کاهش در تعداد جداول جستجو بلوکهای حافظه و ثباتها و 57 کاهش در تعداد بلوکهای DSP نسبت به پيادهسازی 23 بيتی میشود درحالیکه موجب 03 افزايش انتشار خارج باند میگردد در نهايت با پيادهسازی سختافزار توسط System Generator و قرار دادن سختافزار برد ZedBoard با تراشه 0207 Zynq در حلقه سيمولينک صحت اثر مقياس را در عمل مورد آزمايش قرار میدهيم کلمات کليدی 1 2 GFDM گيرنده وادارکننده صفر 3 مقياس 4 5 FPGA مدوالسيون چندحاملی 6 System Generator

98 GFDM implementation and introducing a suitable structure for zeroforcing receiver Kianoosh Keshavarz k keshavarz@ec iut ac ir Date of Submission 2018 05 19 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Rasool Dehghani dehghani@cc iut ac irAbstractMulticarrier modulation systems play an important role in digital and especially in wireless communicationdue to their robustness against channel multipath fading effects and thus they are still the first option for newgenerations of wireless communications With the growing use of the Internet of Things machine to machinecommunications and the importance of issues such as cognitive radio and energy harvesting there are newrequirements for wireless communication systems Among these requirements we can refer to low out of bandradiation for opportunistic access to the spectrum and low sensitivity to time and frequency offset towork in soft synchronization in order to save energy GFDM as a multicarrier modulation by applyingfrequency domain filter to subcarriers reduces out of band radiation applying of non rectangular filters infrequency domain causes lost of orthogonality and increase the self interference of subcarriers The zeroforcingreceiver compensates this interference by employing inverse transmitter filter which reduces system sensitivityto frequency offset due to lack of orthogonality constraint There is no zeroforcing receiver for subsymbolswith even number because it leads to Fourier transform with odd number of points and thus the optimalDFT IDFT based implementation structure can not be employed In this thesis we propose a method in whichby applying some changes in the DFT IDFT structure it will be possible to use large Fourier transform withpower of two despite odd number of subsymbols This method makes it possible to implement the structure byusing FFT algorithm which leads to reduction of resources and also results in consistency between GFDM andSC FDMA structures Splitting of one GFDM symbol into several time subsymbols brings about the need for larger Fouriertransform To avoid degradation of the signal SQNR we have to increase the size of the Fourier transformwhich leads to increase of the word length and thus the required resources for implementation is doubled Applying appropriate scaling to each Fourier transform stage we can prevent each word from overflowing andunderflowing and hence keep the signal SQNR at desirable level with shorter word length Determination ofthe word length and optimal scaling method is related to the algorithm of floating point to fixed pointconversion that takes a lot of design time The use of automated methods therefore helps to significantly speedup the design and find the optimal word length and scaling method In this thesis by using the capabilty of theMATLAB software to automatically convert the floating point to fixed point format we can achieve theoptimal word length and proper scaling factor for the GFDM modulator with LTE standard parameters Theeffect of scaling on the system performance and required resources are discussed Applying fixed scaleing

رسول دهقاني

محمدجواد اميدي

مسعود سيدي، احسان يزديان