Técnicas de reducción del factor de cresta aplicadas a señales 5G New Radio

Abstract

En este trabajo se propone una técnica para la reducción del factor de cresta o Crest Factor Reduction (CFR) y se analizan los resultados obtenidos al aplicarla sobre señales Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM). En primer lugar, se introduce este tipo de modulación, haciendo énfasis en el problema de su elevado factor de cresta o Crest Factor (CF) y se explican las no linealidades existentes en los amplificadores de potencia, las cuales afectan de manera importante en las señales con un alto valor de relación potencia pico a potencia promedio o Peak-to-Average Power Ratio (PAPR). A continuación se expondrá la solución adoptada para solventar esto, la predistorsión, la cual se basa en las series de Volterra para modelar los amplificadores. Además, es posible combinar esto con técnicas CFR las cuales optimizan la solución. Se ha realizado una revisión de las diferentes técnicas más utilizadas en la actualidad con el objetivo de seleccionar una para aplicarla. Para finalizar, se han llevado a cabo las pruebas experimentales en las que se emplean señales 5G New Radio a las que se les aplican predistorsión y la técnica Scaled Peak Cancellation (SPC) para reducir sus factores de cresta.

This work proposes a technique to apply Crest Factor Reduction (CFR) and analyzes the results obtained when applying it on Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) signals. First of all, this type of modulation is introduced, emphasizing the problem of its high crest factor (CF), and the non-linearities existing in power amplifiers are explained, which significantly affect signals with high Peak-to-Average Power Ratio (PAPR). Next, the solution adopted to solve this will be presented, the predistortion, which is based on Volterra series to model the amplifiers. Furthermore, it is possible to combine this with CFR techniques which optimize the solution. A review of the different techniques currently used has been performed in order to select one to apply. Finally, experimental tests have been carried out using 5G New Radio signals to which predistortion and the Scaled Peak Cancellation (SPC) technique are applied to reduce their crest factors.