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A low complexity iterative equalization technique for OFDMA and SC-FDMA uplink systems with Tx-Rx IQ imbalance and CFO under doubly selective channels
Physical Communication ( IF 2.2 ) Pub Date : 2020-07-28 , DOI: 10.1016/j.phycom.2020.101170
Sanoopkumar P.S. , Muneer P. , Sameer S.M.

The next-generation wireless communication systems must address the compensation of in-phase and quadrature phase imbalance (IQI), carrier frequency offset (CFO), and doubly selective channel (DSC) to provide a high quality of service for high mobility users with low-cost radio . None of the existing works consider all these RF impairments under DSC for multi-user scenario. To address this gap, in this paper, we propose an iterative equalization technique to compensate the multi-user interference (MUI) and self inter-carrier interference (S-ICI) induced by the joint effect of transmitter IQI, receiver IQI, CFO and DSC for single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) and orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) uplink systems. In each iteration of the proposed equalization technique, the extrinsic information from the decoder is used to cancel the MUI and S-ICI from the received signal. After interference cancellation, each mirror subcarriers pairs are equalized simultaneously. Additionally, unlike existing works, our proposed technique does not put any restriction on the carrier assignment scheme (CAS) used with OFDMA/SC-FDMA systems. Further, to validate the performance of the proposed compensation scheme analytically, we derive an upper bound on the bit error rate (BER) of coded OFDMA and SC-FDMA system without MUI and S-ICI. It is established that the system BER with the proposed technique satisfies the derived upper bound as the iteration converges, demonstrating the effective cancellation of MUI and S-ICI due to all the impairments.



中文翻译:

双选择性信道下具有Tx-Rx IQ不平衡和CFO的OFDMA和SC-FDMA上行链路系统的低复杂度迭代均衡技术

下一代无线通信系统必须解决同相和正交相位不平衡(IQI),载波频率偏移(CFO)和双选择信道(DSC)的补偿问题,以便为低移动性的高移动用户提供高质量的服务成本收音机。对于多用户方案,现有的工作都没有考虑DSC下的所有这些RF损伤。为了解决这一差距,本文提出了一种迭代均衡技术,以补偿由于发射机IQI,接收机IQI,CFO和IFO的共同影响而引起的多用户干扰(MUI)和自载波间干扰(S-ICI)。用于单载波频分多址(SC-FDMA)和正交频分多址(OFDMA)上行链路系统的DSC。在提出的均衡技术的每次迭代中,来自解码器的外部信息用于从接收信号中消除MUI和S-ICI。在干扰消除之后,每个镜像副载波对被同时均衡。此外,与现有工作不同,我们提出的技术对与OFDMA / SC-FDMA系统一起使用的载波分配方案(CAS)没有任何限制。此外,为了分析地验证所提出的补偿方案的性能,我们推导了没有MUI和S-ICI的编码OFDMA和SC-FDMA系统的误码率(BER)的上限。建立了具有所提出技术的系统BER,当迭代收敛时,它满足了导出的上限,证明了由于所有损伤而导致的MUI和S-ICI的有效消除。在干扰消除之后,每个镜像副载波对被同时均衡。此外,与现有工作不同,我们提出的技术对与OFDMA / SC-FDMA系统一起使用的载波分配方案(CAS)没有任何限制。此外,为了分析地验证所提出的补偿方案的性能,我们推导了没有MUI和S-ICI的已编码OFDMA和SC-FDMA系统的误码率(BER)的上限。建立了具有所提出技术的系统BER,当迭代收敛时,它满足了导出的上限,证明了由于所有损伤而导致的MUI和S-ICI的有效消除。在干扰消除之后,每个镜像副载波对被同时均衡。此外,与现有工作不同,我们提出的技术对与OFDMA / SC-FDMA系统一起使用的载波分配方案(CAS)没有任何限制。此外,为了分析地验证所提出的补偿方案的性能,我们推导了没有MUI和S-ICI的已编码OFDMA和SC-FDMA系统的误码率(BER)的上限。建立了具有所提出技术的系统BER,当迭代收敛时,它满足了导出的上限,证明了由于所有损伤而导致的MUI和S-ICI的有效消除。我们提出的技术对OFDMA / SC-FDMA系统使用的载波分配方案(CAS)没有任何限制。此外,为了分析地验证所提出的补偿方案的性能,我们推导了没有MUI和S-ICI的已编码OFDMA和SC-FDMA系统的误码率(BER)的上限。建立了具有所提出技术的系统BER,当迭代收敛时,它满足了导出的上限,证明了由于所有损伤而导致的MUI和S-ICI的有效消除。我们提出的技术对OFDMA / SC-FDMA系统使用的载波分配方案(CAS)没有任何限制。此外,为了分析地验证所提出的补偿方案的性能,我们推导了没有MUI和S-ICI的已编码OFDMA和SC-FDMA系统的误码率(BER)的上限。建立了具有所提出技术的系统BER,当迭代收敛时,它满足了导出的上限,证明了由于所有损伤而导致的MUI和S-ICI的有效消除。

更新日期:2020-07-28
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