Digital power estimation using subsampling analog-to-digitalconverters for communication receivers
Dijital güç tahmini kullanarak analog-to- iletişim alıcıları için dijital dönüştürücüler
- Tez No: 482490
- Danışmanlar: Assoc. Prof. Dr. ERTAN ZENCİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, İletişim Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Communication Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Kablolu ve kablosuz haberleşme alıcı zincirlerinde sinyal gücünün hesaplanması, alıcının toplam kazancının güç tahminlerine dayalı olarak karar verilmesinden dolayı önemli bir fonksiyondur. Alıcı kazancının ayarlanması, alıcının gürültü faktörünü ve alıcının çıkışındaki bozulma miktarını etkiler (Analog-Dijital çevirici girişi). Alıcının tamamının kazancını belirlemek için birçok RF (Radio Frequency) ve IF (Intermediate Frequency) blokların kazancının ayarlanması otomatik kazanç kontrol döngüleri sayesinde gerçekleştirilir. Kazanç control döngüleri analog güç bulma ve tahmin etme teknikleri kullanan analog bloklar kullanılarak icra edilir. RF frekanslarında kullanılan yonga-üstü analog güç hesaplama devreleri zarf bulma ve logaritmik yükseltme gibi teknikler temel alınarak tasarlanmaktadır. Bu teknikler proses, voltaj, sıcaklık (PVT) serpilmelerine (özellikle ana transistor transkondaktans değişimlerinden kaynaklı hassasiyet problemlerine) maruz kalmaktadır. Bu durum güç-optimize tasarımların gerçekleşmesine engel teşkil etmektedir. Bu tezde sunulan alt-örnekleme güç tahmini metodu sadece-analog usüllerin aksine çok sıkı control edilebilen güç tahmini karakteristiklerine sahiptir. Alt-örnekleme yaklaşımı çok düşük PVT serpilmesine sahiptir. Bu serpilmenin kaynağı da temelde analog bir blok olan ve Analog-Dijital Çeviricinin girişinde yer alan örnekle-ve-tut yükseltecidir. Sıcaklık değişimlerinden kaynaklı güç hesaplama hataları kendi-kendine kalibrasyon kullanılmasıyla telafi edilebilir. Bu kalibrasyon Analog-Dijital Çevirici çıkışındaki“güç tahminine”karşılık“dijital kod”tablosunu dinamik olarak değiştiren bir“look-up”tablosu sayesinde sağlanabilir. Alt- örnekleme metodunun geçerliliğini doğrulamak maksadıyla, genlik modulasyonlu (AM) ve kuadratik genlik modülasyonlu (QAM) bir ses sinyalinin gücünün hesaplanması için bir MATLAB kodu geliştirildi. Nyquist örnekleme ve alt- örnekleme güç tahmini değerleri arasındaki hata alt-örnekleme metodunun geçerliliğini ölçmek için temel parametre olarak tanımlandı. Simülasyonlarda genlik modülasyonlu sinyalin güç tahmini için yaklaşık +0.1 dB'lik ve kuadratik genlik modülasyonlu sinyal için ise -0.148 dB'lik hatalar elde edildi. Elde edilen sonuçlar, RF taşıyıcı frekanslarda modulasyona tabi tutulmuş sinyallerin güç tahminlerinin Nyquist örnekleme hızlarından çok daha aşağı hızlarda başarılabileceğini doğrulamaktadır. Bu doğrulama sayesinde, güç tahmini devrelerinin karmaşıklıklarının azaltılabileceği ve bunun da daha düşük maliyetli tasarımlara kapı aralayacağı söylenebilir.
Özet (Çeviri)
The estimation of received signal power in wireline and wireless communication receiver chains is an important task since the total gain of the receiver chain is decided based on the power estimates. The setting of the receiver gain affects the noise figure of the receiver and the amount of distortion at the output of the receiver (Analog-to-Digital converter input). Adjusting the gain of several RF (Radio Frequency) and IF (Intermediate Frequency) blocks to set the overall receiver gain is carried out with Automatic Gain Control (AGC) loops, which are usually implemented as analog blocks employing analog power detection and estimation techniques. On-chip analog power estimation circuits used in RF frequencies are based on techniques such as envelope detection, and logarithmic amplification. These techniques suffer from accuracy issues such as process, voltage, temperature (PVT) spreads (primarily due to transconductance variation of core transistors), which prevents the realization of power-optimum designs. This work proposes an alternative method of measuring the power of an RF or IF signal with a subsampling analog-to-digital converter (ADC). This method presented in this thesis, which is called subsampling power estimation, being mainly digital, has a very tightly controlled power estimation characteristic unlike analog-only methods. The subsampling approach has a very low PVT spread due mainly to the sample and hold amplifier at the input stage of the ADC. Power estimation errors due to temperature variations may be compensated through self-calibration by generating a dynamically changing look-up table that would contain the power estimate vs. the digital code at the ADC output. In order to verify the validity of the xiisubsampling method, an MATLAB code was developed to find the power of a voice signal with amplitude modulation (AM) and quadrature amplitude modulation (QAM). The error between the Nyquist sampling and subsampling approaches is defined as the main parameter to verify the validity of the subsampling method. In simulations, it was found that the error was within approximately +0.1 dB for the power estimation of AM modulated signal, and - 0.148 dB for the QAM modulated signal. Results confirm that the estimation of power of RF signals could be achieved at much lower sampling rates rather than Nyquist rate. This would reduce the complexity of power estimation circuits which results in lower design cost.
Benzer Tezler
- HDTV işaretlerinin uydu üzerinden iletiminde özel problemler
Special problems in transmitting the HDTV signals by satellite
RAMAZAN BAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. BİNGÜL YAZGAN
- İki boyutlu sistemlerin yüksek mertebeden istatistik ile modellenmesi
Modelling of two-dimensional systems using higher order statistics
A. MAHİR ÖZDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. AHMET H. KAYRAN
- Güç sistemleri için digital frekans ölçme algoritmaları
Başlık çevirisi yok
KARABET ŞENYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER USTA
- Enerji iletim hattı parametrelerinin kestiriminin incelenmesi
An examination of power transmission line parameters' estimation
ESRA KARAER
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
- Improving indoor positioning system by using wi-fi fingerprint with machine learning methods
Wi-fi parmak izi kullanarak kapalı konumlandırma sisteminin makine öğrenmesi yöntemleri ile geliştirilmesi
YADGAR AHMED HASSAN HASSAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSiirt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YILMAZ KAYA