Lähettimen tehonsäätö adaptiivisena inverssisäätönä häipyvässä monitiekanavassa: Diplomityö

Translated title of the contribution: Adaptive power control as inverse control in multipath fading channel: Master's thesis

    Research output: ThesisMaster's thesisTheses

    Abstract

    Tässä työssä tutkitaan adaptiivista tehonsäätöä taajuusepäselektiivisessä, hitaasti häipyvässä monitiekanavassa sekä kiinteässä kanavassa. Tehonsäätö toteutetaan kohinattoman ja viiveettömän takaisinkytkennän avulla suljetun silmukan tehonsäätönä. Lähetin säätää lähetystehoa käyttäen hyväksi vastaanottimen lähettämää tietoa kanavan hetkellisestä tilasta. Lähetetyt kanavan tilan estimaatit ovat optimaalisia, harhattomia estimaatteja. Kirjallisuudessa esitettyjä täyttömenetelmää ja katkaistun kanavainversion tehonsäätöä analysoidaan ja vertaillaan toisiinsa. Havaitaan, että vakiobittinopeudella monitiekanavassa toimittaessa katkaistun kanavainversion suorituskyky on huomattavasti täyttömenetelmää parempi. Kummassakin menetelmässä on kynnysarvo, joka määrittää huonoimman kanavan tilan, jolla lähetetään. Kynnysarvo on täyttömenetelmässä matalammalla eli bittejä lähetetään syvemmissä häipymäkuopissa erittäin pienellä teholla. Tämä synnyttää paljon virheitä. Inversiossa lähetysteho on kynnysarvon lähellä suurin. Täyttömenetelmässä tilanne on päinvastoin. Työssä on kehitetty FxLMS/FxRLS-algoritmia käyttävä tehonsäätörakenne inverssisäätöön. Säädön suorituskykyä verrataan kiinteän askeleen ja vaihtuvan askeleen tehonsäätöön. Kiinteässä kanavassa säätö toimii erinomaisesti. Käytet-täessä 10 dB:n keskimääräistä lähetettyä signaali-kohinasuhdetta (SNR) ja kohtalaisen pitkää havaintoaikaväliä vastaanotetun signaalin taso voidaan pitää 0,2 dB:n tarkkuudella halutulla tasolla. Kiinteän askeleen säädössä tarvitaan paljon pidempi alkusuppenemisaika samaan tarkkuuteen pääsemiseksi. Kohinan vaikutuksen havaitaan olevan suurempi kuin FxLMS-säädössä. Hitaasti häipyvässä kanavassa FxLMS-tehonsäätö kiinteällä adaptointi-askeleella on liian hidas kompensoimaan häipymää, ellei käytetä diversiteettiä. Sama ongelma on myös FxRLS-säädössä, kun yritetään keskiarvoistaa kohinaa pitkällä havaintoaikavälillä pois. Jos sen sijaan käytetään normalisoitua versiota FxLMS-algoritmista, mikä vastaa FxRLS-algoritmia hyvin lyhyellä havaintoaikavälillä, invertointi saadaan tehtyä varsin nopeasti ja tarkasti. Vastaanotettu SNR poikkeaa halutusta maksimissaan 2–3 dB syvien häipymien kohdalla. Muuten taso pysyy noin 1 dB:n tarkkuudella halutussa. Kiinteän askeleen säätöä ei millään askelkoolla saada yhtä tarkaksi. Pienillä askeleilla ei ehditä kompensoida syviä häipymiä ja suuremmilla askelilla vastaanotettu SNR vaihtelee useita desibelejä halutun tason ympärillä koko ajan. Vaihtuvan askeleen säätö on parempi kuin kiinteän askeleen, mutta säädön tarkkuus ei silti yllä normalisoidun FxLMS-säädön tasolle. Adaptiivisten säätöjen havaitaan tarvitsevan noin 7 dB suuremman keskimääräisen lähetetyn SNR:n 10 dB:n vastaanotetun SNR:n saavuttamiseen kuin katkaistu kanavainversio. Tämä johtuu kynnysarvon puuttumisesta. Suuri osa tehoista häviää nyt syviin häipymiin, joiden aikana katkaistua kanavainversiota käytettäessä ei lähetetä.
    Original languageFinnish
    QualificationMaster Degree
    Awarding Institution
    • University of Oulu
    Place of PublicationOulu
    Publisher
    Publication statusPublished - 2005
    MoE publication typeG2 Master's thesis, polytechnic Master's thesis

      Fingerprint

    Keywords

    • FxLMS-algoritmi
    • FxRLS-algoritmi
    • adaptiivinen tiedonsiirto

    Cite this