Digital self-interference cancellation in in-band full duplex radios: FPGA implementation and extension to multiple input multiple output systems
Bant içi tam çift yönlü radyolarda sayısal özgirişim giderimi: FPGA gerçeklemesi ve çok girişli çok çıkışlı sistemlere uyarlaması
- Tez No: 821773
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR GÜRBÜZ ÜNLÜYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 54
Özet
Bant içi tam çift yönlü (IBFD) radyoların kullanımıyla, iletişim kuran alıcı-vericilerin aynı anda ve aynı frekans bandında çalışmasına izin verilerek spektral verimlilik potansiyel olarak iki katına çıkarılabilmektedir. IBFD sistemlerinin uygulanmasındaki temel sorun, cihazların aynı anda birlikte iletim yapmasından dolayı özgirişim etkilerinin yüksek olmasıdır. IBFD raydolarının çalışabilmesi için anten bastırma, analog giderim veya doğrusal giderim algoritmaları gibi çeşitli tekniklerle özgirişimin bastırılması gerekmektedir. Bu tezde, farklı dijital özgirişim giderim teknikleri uygulanmaktadır. İlk olarak, doğrusal özgirişim giderim algoritması dijital devreye yansıtılmmış ve bir Virtex 6 alanda programlanabilir kapı dizisi (FPGA) çipi içeren yazılım tanımlı radyonun (SDR) alıcı zincirine gömülür. Özgirişim giderme algoritması, SDR kartıyla birlikte yuvaya etkileşimli yama antenleri kullanılarak gerçek zamanlı olarak test edilmiştir. Gerçek zamanlı işlemin performansı, ortam erişimi üzerinde kontrol uygulamayan en basit ortam erişim kontrol mekanizması kullanılarak ölçülmüştür. Veri çerçeveleri, SDR kartının yerel trafik oluşturucusu başladığında ortama gönderilir.Tezin ikinci kısmında, MIMO radyo için doğrusal olmayan DSIC algoritması uygulanmıştır. Birden fazla vericinin doğrusal olmayan etkileri, anahtarlamalı radyo konfigürasyonu ile kestirilir. Anahtarın birinci modunda, her düğümün vericisi ve alıcısı arasına bir geri döngü kablosu bağlanır. Donanım etkilerinin kestirimi için Bellek Polinom modeli kullanılmaktadır. Birinci modda doğrusal olmayan donanım etkilerinin eğitimi ve kestiriminden sonra, ikinci mod etkinleştirilir. İkinci modda, iletilecek olan tabanbant sinyaline doğrusal olmayan etkiler uygulanır. Ardından, yeniden oluşturulan sinyal, doğrusal giderim algoritmasına bir referans sinyali olarak verilir. Anahtarlamalı MIMO kurulumunun performansı ölçülüp ve yaygın DSIC algoritmalarıyla karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
With the use of in-band full-duplex (IBFD) radios, spectral efficiency is potentially doubled by allowing communicating transceivers to work at the same time and in the same frequency band. The main problem with implementing IBFD systems is the self-interference of the devices due to their transmission at the same time together. For IBFD radios to operate, self-interference must be suppressed with various techniques such as antenna suppression, analogue cancellation or linear cancellation algorithms. In this thesis, different digital self-interference cancellation (DSIC) techniques are implemented. First, the linear self-interference cancellation algorithm is projected into digital circuitry and embedded into the receiver chain of a software-defined radio(SDR) which includes a Virtex 6 field programmable gate array(FPGA) chip. Self-interference cancellation algorithm is tested in real-time using slot-coupled patch antennas along with the SDR board. The performance of the real-time operation is measured by using the simplest medium access control mechanism which implements no control over medium access. Data frames are sent to the medium when the local traffic generator of the SDR board starts. Secondly, the nonlinear DSIC algorithm is implemented for MIMO radio. The non-linear effects of multiple transmitters are estimated by switched radio configuration. In the first mode of the switch, a loop-back cable is connected between each node's transmitter and receiver. For estimation of the hardware effects, the Memory Polynomial model is used. After training and estimation of the non-linear hardware effects in the first mode, the second mode is activated. In the second mode, non-linearities are applied to the baseband signal which is to be transmitted. Then, the reconstructed signal is fed to the linear cancellation algorithm as a reference signal. The performance of the switched MIMO setup is measured and compared with conventional DSIC algorithms.
Benzer Tezler
- Digital self-interference cancellation for in-band full-duplex communication
Bant içi tam çift yönlü haberleşme için sayısal özgirişim giderimi
HAYRETTİN AYAR
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiPROF. DR. ÖZGÜR GÜRBÜZ ÜNLÜYURT
- An experimental and theoretical study on the utilization of observation channel for transmitter noise cancellation in in-band full-duplex radios
Bant-içi tam çift yönlü radyolarda gözlem hattının verici gürültü giderimi için kullanılmasına yönelik deneysel ve teorik bir çalışma
ALTUĞ KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN MUZAFFER GÜVENSEN
- Dual port microstrip patch antennas and circuits with high interport isolation for in-band full duplex (IBFD) wireless applications
IBFD kablosuz uygulamaları için portlar arası izolasyonu yüksek, çift portlu mikro şerit yama antenlerin ve devreleri
HAQ NAWAZ
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM TEKİN
- On self-interference cancellation in wireless full duplex
Kablosuz full duplekste öz-girişim bastırma üzerine
AKSAY FATİH ÖNCEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÖZGÜR YILMAZ
YRD. DOÇ. DR. FATİH KOÇER
- Sayısal işaret işlemci ile V32 modem
V32 modem with digital signal processor
ÖMER DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK