Vícetónová modulace realizovaná bankou filtrů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
\abstrakt{Práce je zaměřena vícetónové modulace realizované bankou filtrů, které jsou alternativními modulacemi k modulacím DMT a OFDM. V práci jsou popsány dvě navržené modulační schémata, FMT bez překryvu subkanálů a FMT s překryvem půl subkanálu. Využívají implementačních výhod algoritmu FFT ve spojení s bankou polyfázových filtrů, které jsou odvozeny polyfázovou dekompozicí od prototypového filtru. Pro návrh prototypového filtru byl vytvořen nástroj v prostředí Matlab. Pro obě modulace byly vytvořeny simulační modely, a to jak pro xDSL systémy, tak pro bezdrátový přenosový kanál. Modulace FMT s oddělenými subkanály se ukázala jako vhodné modulační schéma pro kanály s úzkopásmovým rušením a ostrými změnami v přenosové funkci kanálu. To bylo umožněno dokonalým oddělením jednotlivých subkanálu a zachováním ortogonality mezi subkanály použitím algoritmu FFT a vhodným návrhem filtrů. Modulace FMT s překryvem půl subkanálu umožňuje stejně jako DMT modulace optimálně využít poskytované pásmo, neboť výsledná spektrální výkonová hustota signálu je plochá. Není však vhodná pro přenosové kanály s ostře tvarovanými změnami v přenosové funkci a úzkopásmovým rušením. Byla navržena optimalizace implementace využívající paralelního zpracování na signálových procesorech Texas Instruments řady TMS320C67x. Bylo tak dosaženo téměř desetinásobného snížení výpočetní náročnosti. Obě varianty modulace FMT zajistí zvýšení odstupu signálu od šumu a tím umožní použití konstelačních schémat s větším počtem signálových prvků při zachování stejného vysílacího výkonu, čímž bude umožněno i zvýšení dosažitelných rychlostí.
The work is focused on multitone modulation implemented by filter banks, which are alternative modulations to DMT and OFDM modulations. The paper describes the two proposed modulation schemes, non-overlapped FMT and half-overlapped FMT. This modulations utilize the benefits of implementing FFT algorithm in conjunction with a bank of polyphase filters that are derived from the prototype filter. To design the prototype filter a Matlab tool is developed. For both modulations the simulation models were created for xDSL systems and for wireless transmission channel. Non-overlapped FMT modulation proved to be a suitable modulation scheme for channels with narrowband interference and sharp edges in the transmission function of the channel. It was allowed by perfect separation of each subchannel and with preserving the orthogonality between subchannels using the FFT algorithm and utilization of appropriate filters. Half-overlapped FMT modulation allows as well as the DMT modulation optimal utilization of provided transmittion band, because the power spectral density of the signal is flat. But it is not suitable for transmission channels with roughly shaped by changes in the transmission function and narrowband interference. Optimization implementations were designed using parallel processing on the DSP Texas Instruments TMS320C67x series. It thus achieved almost ten-fold reduction in computational complexity. In FMT modulation both options ensure increased signal to noise ratio and thus allow the use of constellation diagrams with a large number of signal elements with the same transmit power and also higher transmission speed.
The work is focused on multitone modulation implemented by filter banks, which are alternative modulations to DMT and OFDM modulations. The paper describes the two proposed modulation schemes, non-overlapped FMT and half-overlapped FMT. This modulations utilize the benefits of implementing FFT algorithm in conjunction with a bank of polyphase filters that are derived from the prototype filter. To design the prototype filter a Matlab tool is developed. For both modulations the simulation models were created for xDSL systems and for wireless transmission channel. Non-overlapped FMT modulation proved to be a suitable modulation scheme for channels with narrowband interference and sharp edges in the transmission function of the channel. It was allowed by perfect separation of each subchannel and with preserving the orthogonality between subchannels using the FFT algorithm and utilization of appropriate filters. Half-overlapped FMT modulation allows as well as the DMT modulation optimal utilization of provided transmittion band, because the power spectral density of the signal is flat. But it is not suitable for transmission channels with roughly shaped by changes in the transmission function and narrowband interference. Optimization implementations were designed using parallel processing on the DSP Texas Instruments TMS320C67x series. It thus achieved almost ten-fold reduction in computational complexity. In FMT modulation both options ensure increased signal to noise ratio and thus allow the use of constellation diagrams with a large number of signal elements with the same transmit power and also higher transmission speed.
Description
Citation
KRAJSA, O. Vícetónová modulace realizovaná bankou filtrů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2011.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Teleinformatika
Comittee
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc. (předseda)
doc. Ing. Otto Dostál, CSc. (člen)
Doc. Ing. Rastislav Róka, Ph.D. - oponent (člen)
Prof. Ing. Čestmír Vlček, CSc. - oponent (člen)
prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc. (člen)
doc. Ing. Miloš Orgoň, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ladislav Pospíchal, CSc. (člen)
Date of acceptance
2011-12-20
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení