رسالة ماجستير في هندسة بابل لتحليل تأثيرات التضخيم الغير خطي في نظام OFDM



نوقشت في جامعة بابل رسالة الماجستير الموسومة((تحليل تأثيرات التضخيم الغير خطي في نظام(OFDM)المقدمة إلى كلية الهندسة في كجزء من متطلبات نيل درجة الماجستير في علوم الهندسة الكهربائية/الكترونيك واتصالات من قبل الطالب محمد عبد العالي عبد الكاظم بأشراف الأستاذ المساعد الدكتور ايهاب عبد الرزاق حسين.



وبينت الدراسة أن مضخمات القدرة تعد من المكونات الرئيسة في أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكي وتكون وظيفتها في تضخيم الإشارة وتوليد الترددات الراديوية (Radio Frequencies (RF)) المطلوبة بقدرة تسمح لانتقال الإشارة عبر النطاق المناسب كما ان أنظمة مقسم التردد المتعامد المتعدد (OFDM) حساسة للغاية للتشويه غير الخطي، الذي يدخله المضخم عالية القدرة (HPA) وان اللاخطية للمضخم عالية القدرة سوف تسبب تشويه داخل وخارج الحزمة (DistortionsIn-Band &Out-of-Band).



وتم في الدراسة استخدم التقنيات الخطية للتعويض عن الآثار غير الخطية للمضخم عالية القدرة وبالتالي تصحيح آثار التشويه الناتجة منه على الإشارة المرسلة وتم اقتراح العديد من التقنيات الخطية لتحسين الخطية لمضخم القدرة وتقليل معدل نسبة الخطأ (BER) ونسبة التسرب للقناة المجاورة (ACLR) وأن الفكرة الأساسية في هذا العمل، هي تشغيل المضخم عالي القدرة في المنطقة غير الخطية، ومن ثم تحليل الإشارة الناتجة منه من حيث معدل نسبة الخطأ (BER) ونسبة التسرب للقناة المجاورة (ACLR)،ومن ثم توظيف بعض التقنيات الخطية للحد من التشويه الذي أدخل في هذه المنطقة كما ان التقنيات الخطية التي تم استخدامها هي تقنية التغذية الامامية (Feedforward) وتقنية قبل التشويه(Predistortion) ودوائر التقنيات للدوائر الخطية ومرسلات ومستقبلات نظام التردد المتعامد المتعدد التقسيمي، وفقا لنظام البث الفيديو الرقمي – الأرضي (DVB-T) القياسية، حيث تم تصميمها وتنفيذها من خلال استخدام المحاكاة لـبرنامج (AWR Design Environment 2009).



وبينت نتائج المحاكاة أن معدل نسبة الخطأ (BER) ونسبة التسرب للقناة المجاورة (ACLR) تزداد كلما ازدادت مدخلات القدرة لنظام التردد المتعامد المتعدد التقسيمي (OFDM) وان التقنيات المقترحة تساعد على تحسين الخطية للمضخم عالية القدرة (HPA) وبالتالي الحد من تأثير ارتفاع نسبة القمة إلى متوسط القدرة الكهربائية (PAPR) لنظام التردد المتعامد المتعدد التقسيمي على سبيل المثال لاحظت الدراسة أن BER لـ (64QAM، SNR = 20 ومدخلات القدرة = 15dBm) يساوي 14.416e-6 بوجود تقنية التغذية الامامية (Feedforward)، في حين وصلت قيمة BER الى 0.361 بدون استخدام هذه التقنية.ان تقنية التغذية الامامية الخطية مستقرة وأداء الخطية فيها جيدة ومع ذلك فإنها تعاني من ضعف كفاءتها لأنه هناك حاجة إلى استخدام مضخم قدرة الخطأ.



وبينت الدراسة ان التقنية قبل التشويه الخطية هي تقنية شائعة بسبب الاستقرارية والكفاءة العالية، ولكن أداء التصحيح الخطي فيها أقل من تقنية التغذية الأمامية.أيضا، وقد بينت النتائج أن الخطية لمضخم القدرة العالية يتوقف على نوع التضمين الرقمي المستخدمة في أنظمة مقسم التردد المتعامد المتعدد، حيث لوحظ أن طريقة التضمين QAM (تضمين سعوي رباعي) أفضل من PSK(تعديل الازاحة الزاوي) للحد من معدل نسبة الخطأ (BER).



بقلم / عادل الفتلاوي