Forskning

Ylva Jungs forskning behandlar systemidentifiering av dynamiska olinjära system, eller mer precist att ta fram en invers för sådana system. Detta är intressant exempelvis inom Predistortion, där ett filter skall designas för att minska påverkan från olinjäriteter. I detta fall skall inversen appliceras på effektförstärkare av outphasing-typ.

Huvudhandledare är Martin Enqvist.

Populärvetenskaplig sammanfattning

Matematiska beskrivningar, här kallade modeller, används i många tekniska tillämpningar. Med hjälp av modellen kan man exempelvis utföra simuleringar för att utvärdera olika designval på ett kostnadseffektivt sätt. Dessa modeller kan byggas från uppmätt data från systemet, vilket kallas systemidentifiering. Ett system är den avgränsade del av världen som vi är intresserade av, i mitt fall effektförstärkare. I systemidentifiering är målet att finna en modell som så bra som möjligt beskriver utsignalen, baserat på tidigare in- och utsignaler som har kunnat mätas. En insignal är något som användaren kan styra, och en utsignal är något mätbart.

En modell är ofta ett samband som beskriver hur en insignal påverkar utsignalen (vilken uteffekt fås för en viss ineffekt?). Ibland är det av intresse att studera hur en given önskad utsignal påverkar valet av insignal (vilken ineffekt krävs för att uppnå en önskad uteffekt?). I detta fall är det en omvänd, invers, modell som krävs. I min forskning undersöker jag olika sätt att modellera inversa system med hjälp av systemidentifiering. Detta val av metod påverkar modellen genom att olika egenskaper hos systemet fångas, och kan därför ha en stor inverkan på slutresultatet.

En tillämpning av inversa system är förkompensering av effektförstärkare. Effektförstärkare används i många tillämpningar, bland annat mobiltelefoni, och dess uppgift är att förstärka en signal vid överföring av information. I mobiltelefoner kan det exempelvis vara en persons röst som är den signal som ska överföras från telefonen via luften och vidare till mottagaren. Ofullkomligheter i tillverkningen av effektförstärkare kan medföra att de sprider effekt till närliggande frekvensband. För den som ska sända i de frekvensbanden uppfattas detta som brus, och det finns gränser för hur mycket spridning som får ske. Genom systemidentifiering kan förstärkarens ofullkomligheter och fel modelleras. Om felmodellen kan inverteras vet man hur insignalen ska ändras för att få ett system som inte sprider effekt i frekvensbandet. I detta sammanhang säger man att fördistorsion används.

Jag har tillämpat fördistorsion på en typ av olinjär effektförstärkare, som kallas outphasing-förstärkare. Fördelen med olinjära effektförstärkare är att dessa kan göras mer effektsnåla, vilket innebär längre batteritid för en mobiltelefon. Olika metoder utvärderas på fysiska förstärkare i mätningar, och visar att spridning av brus kan minskas vid användning av fördistorsion.

Publications

Theses

[Diss] Ylva Jung. Inverse system identification with applications in predistortion. [diva]

[Lic] Ylva Jung. Estimation of Inverse Models Applied to Power Amplifier Predistortion. [pdf]

Journal Papers

[J2] Ylva Jung, Jonas Fritzin, Martin Enqvist, Atila Alvandpour. Least-Squares Phase Predistortion of a +30dBm Class-D Outphasing RF PA in 65nm CMOS. IEEE Transactions on Circuits and Systems - Part I: Regular Papers, Vol 60, No 7, pp 1915-1928, July 2013. [pdf]

[J1] Jonas Fritzin, Ylva Jung, Per N. Landin, Peter Händel, Martin Enqvist, Atila Alvandpour. Phase predistortion of a class-D outphasing RF amplifier in 90nm CMOS. IEEE Transactions on Circuits and Systems - Part II: Express Briefs, Vol 58, pp 642-646, 2011. [pdf]

Peer-reviewed Conference Papers

[C3] Ylva Jung and Martin Enqvist. On estimation of approximate inverse models of block-oriented systems. To be presented at the 17th IFAC Symposium on System Identification (SYSID), October 2015.

[C2] Ylva Jung and Martin Enqvist. Estimating models of inverse systems. Presented at the 52nd Conference on Decision and Control (CDC), Florence, December 2013. [pdf]

[C1] André Carvalho Bittencourt, Patrik Axelsson, Ylva Jung and Torgny Brogårdh. Modeling and Identification of Wear in a Robot Joint under Temperature Uncertainties. Presented at the 18th IFAC World Congress 2011, Milan, August-September 2011.

Other Papers

[O1] Svante Gunnarsson, Ylva Jung, Clas Veiback and Torkel Glad. IO (Implement and Operate) First - An Alternative Way to Approach the Automatic Control Subject. Presented at the 5:e Utvecklingskonferensen for Sveriges ingenjorsutbildningar (Ingkonf), Uppsala, Sweden, February 2016.

Technical Reports

[TR2] Ylva Jung. Predistortion of a radio frequency power amplifier. Department of Electrical Engineering, Linköping University, Sweden. Technical Report nr: LiTH-ISY-R-2974, October 2010. [pdf]

[TR1] Patrik Axelsson and Ylva Jung. Lego Segway Project Report. Department of Electrical Engineering, Linköping University, Sweden. Technical Report nr: LiTH-ISY-R-3006, March 2011. [pdf]

Master's thesis

Funding

The research is funded by Excellence Center at Linköping - Lund in Information Technology (ELLIIT), Center for Industrial Information Technology at Linköping University (CENIIT) and Swedish Research Council (VR) Linneaus Center CADICS.