جبران‌سازي تطبيقي عدم توازن IQ در سيستم OFDM با استفاده از تركيب بروزرساني انتخاب‌گر داده و انتخاب‌گر ضرايب در حوزه‌ي ويولت

Adaptive wavelet domain compensation of OFDM IQ imbalance using combined data selective and selective coefficient updating

در اين مقاله تأثير توأم عدم توازن IQ فرستنده و گيرنده تحت CP كوتاه و بلند مطالعه شده است. استفاده از CP با طول كوتاه اگر چه باعث افزايش نرخ ارسال اطلاعات يا سمبل‌ها خواهد شد ولي از طرفي تداخل بين سمبل‌هاي OFDM را افزايش مي‌دهد. از طرفي وجود عدم توازن IQ در فرستنده و گيرنده خود باعث ايجاد اعوجاج در سيگنال دريافتي شده كه اين نيز به نوبه‌ي خود نرخ خطاي بيتي را به مراتب افزايش خواهد داد. براي جبران خرابي ناشي از كانال و عوامل ذكر شده استفاده از فيلترهاي تطبيقي مبتني بر ساختار PTEQ امري ضروري است. ولي با توجه به توپولوژي اين ساختار، ميزان محاسبات پردازش‌هاي مربوطه حتي با بكارگيري ساده‌ترين الگوريتم تطبيقي نيز زياد مي‌باشد. در اين مقاله به‌منظور كاهش محاسبات ابتدا الگوريتم تطبيقي مبتني بر به‌روزرساني انتخاب‌گر ضرايب (SCU) در اين سيستم ارائه مي‌شود. علارغم تاثير اندكي كه اين الگوريتم در سرعت همگرايي دارد در فاز دوم روش پيشنهادي براي افزايش سرعت همگرايي، از تبديل ويولت بسته‌اي در اين ساختار استفاده مي‌شود. سپس از روش به‌روزرساني انتخاب‌گر ضرايب بر مبناي ميزان آنتروپي موجود در بسته‌هاي ويولت، استفاده خواهد شد.در اين روش نه تنها ميزان محاسبات تا حد زيادي كاهش مي‌يابد بلكه عمل‌كرد سيستم جبران‌ساز ارائه شده از لحاظ نرخ خطاي بيت تا حدي بهبود مي‌يابد. در فاز سوم الگوريتم پيشنهادي، استفاده از روش انتخاب‌گر داده (DSU) براي افزايش هر چه بيشتر سرعت همگرايي و كاهش ميزان متوسط محاسبات در كنار روش SCU پيشنهاد مي‌شود. استفاده‌ي هم‌زمان از دو روش مذكور در حوزه‌ي ويولت بسته‌اي براي جبران‌سازي اثرات كانال و عدم توازن IQ، مناسب خواهد بود و نتايج شبيه‌سازي نشان دهنده‌ي عمل‌كرد بهتر روش پيشنهادي مي‌باشد.

In this paper joint effect of transmitter and receiver IQ imbalance under insufficient and sufficient cyclic prefix (CP) is studied. The case of insufficient CP length leads to increase in the rate of symbol transmission, on the other hand it causes inter-symbol-interference. Morever, existence of IQ imbalance in the transmitter and receiver causes distortion in the received signals. So this problem leads to increase of bit error rate. To compensation of this effect and other impairments, simultaneously, per-tone equalization (PTEQ) structure implementation is necessary. Regarding to topology of this structure and required high length filters, the system computations will be very high, even using simplest adaptive algorithms. In this work to reduce the computational burden, an adaptive algorithm based on selective coefficient updating (SCU) has been presented. In addition, to increase of the convergence speed of adaptive algorithms,wavelet packet transform (WPT) is applied to branches of PTEQ structure in second stage. Then SCU method based on the rate of wavelet papcket entropy has been used. It must be mentioned that in this method not only computational complexity has been reduced but also bit error rate has been improved. In the third stage, the combination of both SCU and data selective updating (DSU) to increase of convergence speed and to reduce of computational complexity have been derived. Simultaneous using of two DSU and SCU methods besides WPT, is suitable for compensation ofchannel effect and IQ imbalance. Simulation results show that this algorithm not only causes considerably reduction on amount of calculations, but also have better performance