Efficient phase rotation techniques in PAPR reduction of OFDM symbols

Abstract

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is an efficient digital multi-carrier wireless communication method that offers high-speed data rate, high spectral capability, and robustness to multipath fading. In spite of their enormous features, OFDM systems have high peak to average power ratios (PAPRs) which create serious problems for their use in practical communication systems. In this thesis we inspect multiple signaling PAPR reduction methods for OFDM communication systems. Multiple signaling PAPR reduction techniques include the partial transmit sequence (PTS), the tone injection (TI) and the tone reservation (TR) which has two implementation algorithms; the clipping based (TR-C) and the Kernel-based (TR-K) methods. We also tried a new PAPR reduction approach. The new method is based on the rotation of the information symbols before inverse fast Fourier transform (IFFT) processing. Via computer simulations, we compared the performances of classical multiple signaling and new optimum phase rotation tone PAPR reduction methods to each other.

Dikgen frekans bölmeli çoğullama yöntemi (DFBÇ) kablosuz haberleşmede kullanılan etkili haberleşme yöntemlerinden biridir. Bu haberleşme yöntemi yüksek iletişim hızlarına ulaşmada bant aralığını verimli kullanmada ve çoklu yol iletişimlerinde bizlere avantajlar sağlamaktadır. Diğer yandan DFBÇ yönteminin dezavantajları da mevcuttur. Doruk enerjisinin ortalama enerjiye bölümü (DOEB) sonucu DFBÇ sinyalleri için yüksek değerler almaktadır. Bu da iletişim sistemlerinde sorunlara sebep olmaktadır. Bu tez çalışmamızda yüksek DOEB değerlerinin düşürülmesi için literatürde önerilen çoklu sinyalleme tekniklerinin performanslarını bilgisayar benzetim yöntemleri ile elde edeceğiz. Çoklu sinyalleme tekniklerine örnek olarak kısmı gönderim dizinleri (KGD), ton enjekte etme (TE), ton rezervasyon (TR) verilebilir. Ton rezervasyon yöntemi iki değişik yöntemle yapılabilir. Bu yöntemler kırpma ve çekirdek tabanlı ton rezervasyon yöntemleri olarak verilebilir. Belirtilen tekniklere ek olarak yeni bir DOEB azaltma tekniği de denenecektir. Yeni teknik optimum faz dönüşümü tekniği olarak isimlendirilmekte ve zaman alanında kırım FFT algoritmasını göz önüne alarak veri sembollerinin döndürülmesini içermektedir. Bilgisayar benzetimleri ile önerilen ve var olan tekniklerin performansları birbirleri ile karşılaştırılmıştır.