Title: Modeling and compensation of direct conversion transmitters and receivers
Language: English
Authors: Gadringer, Michael Ernst 
Qualification level: Doctoral
Keywords: Frequenzumsetzung; nichtlineare Störung; Nichtlinear dynamische Systeme; Mischer; Linearisierung; Vorverzerrung; Nachverzerrung; Direkt umsetzende Architekturen
Frequency conversion; nonlinear distortion; nonlinear dynamic systems; mixer; linearization; predistortion; postdistortion; direct-conversion architectures
Advisor: Magerl, Gottfried
Assisting Advisor: S chreurs, Dominique 
Issue Date: 2011
Number of Pages: 236
Qualification level: Doctoral
Abstract: 
Moderne Mobilfunksysteme sind einer ständigen Weiterentwicklung unterworfen, um den steigenden Datenraten Rechnung zu tragen. Eine Vielzahl unterschiedlicher Sende- und Empfangsstrukturen wurde entwickelt, um eine möglichst effiziente Implementierung dieser Systeme in Hardware zu ermöglichen.
Direkt umsetzenden Architekturen kommt hierbei eine große Bedeutung zu.
Sie bieten zahlreiche Vorteile im Vergleich zu dem traditionellen superheterodynen Konzept. Durch die Vermeidung bzw. Reduktion von Filtern im Hoch- und Zwischenfrequenzbereich ist die Realisierung dieser Architekturen als integrierte Schaltungen deutlich vereinfacht. Diese Vorteile stehen einer Reihe von Störmechanismen gegenüber, die sich begrenzend auf die Leistungsfähigkeit des Übertragungssystems auswirken.
Zu den wichtigsten Störquellen gehören ungleiche Verstärkung der beiden Basisbandsignale sowie die Erzeugung von Intermodulationsstörungen und harmonischen Störprodukten der Hüllkurve.
Im Rahmen dieser Dissertation wurden ein umfassendes Modell und ein Linearisierungskonzept für das Verhalten von direkt umsetzenden Architekturen für den Sender und den Empfänger entwickelt. Die entwickelten Modelle wurden in einem ersten Schritt mit dem simulierten Verhalten der betrachteten Architekturen verglichen. Daraufhin wurden Algorithmen zur Extraktion der Modellparameter anhand von Messungen des Sende- und Empfangszweigs entwickelt. Die gewonnenen Koeffizienten müssen nicht direkt mit den Parametern des eigentlichen Modells übereinstimmen, da sie nur einen isolierten Teilbereich des Verhaltens beschreiben. In einem nächsten Schritt wurden dann die gewonnenen Parameter zu einem Blockmodell zusammengesetzt und von diesem das vollständige Modell parametrisiert.
Die Entwicklung der Linearisierungskonzepte wurde ausgehend von den Koeffizienten der Modelle des Sende- und Empfangszweiges durchgeführt.
Daher können die Parameter der vollständigen Modelle direkt zur Reduktion der erzeugten Störung herangezogen werden.

Modern mobile communication systems are continuously evolved to account for the increasing data transmission rates. A large variety of transmitter and receiver concepts was proposed to allow an efficient hardware implementation of these systems.
The direct conversion transmitter and receiver architectures are important concepts for mobile communication systems. They offer several advantages over the traditional superheterodyne topology. By reducing or avoiding filters at the RF or the IF band these architectures are well suited for integration. The advantages are, however, confronted by the presence of several distortion mechanisms limiting the achievable performance. The most important distortion sources are the gain imbalance between the two baseband branches as well as the generation of intermodulation and harmonic distortion of the envelope signal.
In this doctoral thesis a comprehensive model and a linearizer for direct conversion transmitter and receiver topologies were developed.
The derived models were compared under different operating conditions to the simulated response of the architectures. Thereupon parameter extraction algorithms were developed on the basis of measurements of the transmit and receive branch. The extracted coefficients needn't coincide with the parameters of the complete model as they only represent an isolated part of the behavior of the branches.
In a next step the gathered information was used to compose a block model from which the complete model parameters were derived. The development of the linearizers was based on the parameters of the complete model for the transmit and receive branch. Thus, the same set of coefficients is used to describe the system behavior as well as to reduce the generated distortion.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-61535
http://hdl.handle.net/20.500.12708/10698
Library ID: AC07811675
Organisation: E354 - Institut für Elektrische Mess- und Schaltungstechnik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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