Investigation towards adjacent channel interference and peak to average power ratio reduction techniques in OFDM systems using high level modulation techniques

Other Title(s)

البحث في تقنيات تخفيض النسبة بين أعلى قيمة وصول الطاقة في أنظمة مقسم التردد المتعامد باستخدام تقنيات التشكيل عالية المستوى و تأثيرها على تداخل القنوات المجاورة

Dissertant

al-Sarayirah, Razan Muhammad Khulayf

Thesis advisor

al-Zubi, Khalid Qasim Samarah

University

Mutah University

Faculty

Faculty of Engineering

Department

Electrical Engineering Department

University Country

Jordan

Degree

Master

Degree Date

2019

Arabic Abstract

تعتبر تكنولوجيا مقسم التردد المتعامد تكنولوجيا واعدة للاتصالات اللاسلكية بسبب الكفاءة الطيفية و قوة القناة من أهم المشاكل التي تجد من نظام مقسم التردد المتعامد وجود القمم المرتفعة و تداخل القنوات المجاورة الناتج عن الاشعاع خارج النطاق في هذه الأطروحة نبحث في الأنواع المختلفة لتقنيات تقليل القسم العالية مع مخططات التشكيل المختلفة تحت ظروف ثابتة و متحركة من الزمن تتفاوت فيها قنوات الانتشار متعددة المسارات.

يتم تقديم البحث من خلال أداء معدل الخطأ مقابل نسبة الاشارة الى الضوضاء وأيضا النسبة بين أعلى قيمة و معدل الطاقة بواسطة وظيفة التوزيع التراكمي التكميلي.

نظرا لأن تقنيات التشكيل المستخدمة تستخدم مسافة لا تقل عن 2 بين الرموز، فإن متوسط القدرة يزداد مع زيادة مستوى التشكيل يظهر هذا في نتائج التوزيع التراكمي التكميلي حيث تعتمد قيمة النسبة بين أعلى قيمة و معدل الطاقة على تقنية التخفيض بدلا من تغيير نظام التشكيل.

عند المقارنة بإشارة مقسم التردد المتعامد الأصلية بدون تقنيات التقليل فأن قيمة النسبة بين أعلى قيمة و معدل الطاقة تصل الى 12 ديسيبل، بحيث تشكل تقنية القطع أفضل انخفاض يصل إلى 2 ديسيبل و التقنية المختلطة تصل الى 6 ديسييل.

تؤثر تقنيات التقليل على أداء معدل الخطأ فأظهرت النتائج أن تقنية القطع تشكل أسوأ أداء لمعدل الخطا بحيث تضيف ضوضاء للإشارة كإشعاع داخل النطاق و خارجه في جميع تقنيات التشكيل، مثلا بالنسبة لنظام الطور الثنائي عندما تكون نسبة الاشارة الى الضوضاء 12 ديسيبل، فإن قيمة معدل الخطأ يساوي 10×4 هي نفس القيمة عندما يكون معدل الخطأ لتقنية القطع المحسنة حوالي 5-10.

مع زيادة مستوى التشكيل فإن أداء معدل الخطأ.

يصبح أسوأ ، حيث تكون منطقة اتخاذ القرار لإزالة الرموز أصغر.

English Abstract

Orthogonal Frequency division Multiplexing (OFDM) is a promising technique for wireless communications due to its spectrum efficiency and channel robustness.

Major limiting problems of OFDM system are high peak-to average power ratio (PAPR) and Adjacent Channel Interference (ACI) due to out of band radiation.

In this thesis, we investigate the different types of PAPR reduction techniques with different modulation schemes (i.e., BPSK, QPSK, 16QAM and 64QAM) under fixed and mobile conditions of time varying macrocells multipath propagation channels (i.e., urban, suburban and rural channels) as well as the AWGN channel.

The investigation is presented by bit error rate (BER) performance versus signal to noise ratio (SNR).

Also, PAPR is presented by complementary cumulative distribution function (CCDF).

Since the modulation techniques use a minimum distance separation of 2 between the different symbols, almost the average power is increased with increasing the modulation level.

This is obviously shown in the CCDF results where the PAPR value depends on the reduction technique rather than changing the modulation scheme.

In comparison with the desired OFDM signal without PAPR reduction technique with 12 dB PAPR, the clipping technique shows the best reduction down to 2 dB, where the hybrid technique (Improved with PTS reduction technique) results a PAPR of 6 db.

These reduction techniques affect the BER performance where the results show that clipping technique with adding extra noise to the signal as an in-band and out-of-band radiation has the worst BER performance for all modulation techniques such as, for BPSK at 12 dB SNR a BER of 4x10- 4 is obtained where the BER of the Improved Clipping technique is about 10-5.

As the level of modulation increased the BER performance get worst, since the decision area for de-mapping the symbols be smaller.

Main Subjects

Telecommunications Engineering
Electronic engineering

No. of Pages

58

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-1382229