[en] BLIND CHANNEL ESTIMATION AND SIGNAL DETECTION IN OFDM TRANSMISSION SYSTEMS

Autor: FABIAN DAVID BACKX
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2009
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Druh dokumentu: TEXTO
DOI: 10.17771/PUCRio.acad.14375
Popis: [pt] O esquema OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) é um esquema de transmissão de sinais por multiplexação em freqüência e sua adoção vem mostrando-se bastante promissora no que diz respeito à transmissão de sinais em canais seletivos em freqüência. Sua relativa robustez frente a canais com múltiplos percursos é conseguida efetuando-se a transmissão paralela de dados em subportadoras ortogonais estreitas. Os receptores OFDM, de uma forma geral, necessitam de estimativas do canal de comunicação para realizar a detecção coerente dos sinais recebidos. Estimativas do canal podem ser obtidas de forma assistida por meio da utilização de pilotos que consomem preciosa banda, ou de forma cega, valendo-se apenas do conhecimento de características estatísticas dos sinais transmitidos. Esta tese segue a linha de estimação cega de canal. São propostos dois estimadores cegos de canal, para sistemas OFDM com intervalo de guarda ZP ou CP. O primeiro baseia-se no casamento de correlação, a saber: a estimativa do canal corresponde ao argumento que minimiza a norma quadrática de Frobenius da diferença entre a matriz correlação teórica parametrizada dos sinais recebidos e uma estimativa desta matriz obtida por meio das observações no receptor. O segundo estimador é desenvolvido a partir de uma modificação do método de identificação de canal por meio da estimação do subespaço de ruído, lançando mão de uma estimativa para o operador projeção no subespaço de ruído. Técnicas para resolver a ambigüidade complexa presente nas estimativas do canal que resultam dos métodos propostos são abordadas. Os estimadores propostos são estendidos para sistemas OFDM ditos com intervalo de guarda insuficiente. Resultados de simulações ilustram o desempenho, tanto em termos de erro quadrático médio dos estimadores, quanto em taxa de erro de bit dos sistemas.
[en] Orthogonal Frequency Division Multiplexing is a multi-carrier transmission technique suitable for wireless communications through frequency selective channels, thus making it an appealing scheme for next-generation applications demanding high data rates. Its robustness with respect to multipath channels is obtained by modulating a set of closely-spaced orthogonal sub-carriers. In order to coherently detect the received signals, Channel State Information must be available to OFDM receivers. Supervised channel estimation is achieved by multiplexing known pilot symbols and data symbols, thus reducing effective system throughput. On the other hand, unsupervised or blind estimation techniques rely solely on the knowledge of statistical characteristics of the transmitted signal in order to identify the channel. This thesis proposes two blind channel estimators, for OFDM systems with CP or ZP guard interval. The first estimator is based on correlation matching: a channel estimate is obtained as the argument which minimizes the Frobenius quadratic norm of the difference between the parameterized theoretical correlation matrix of the transmitted signals and an estimate of that matrix obtained by means of observations at the receiver. The second estimator is obtained by modifying the noise subspace based channel estimator and using an estimate for the noise subspace projector which relies on powers of the inverse correlation matrix. Techniques to eliminate the inherent complex ambiguity derived from the proposed blind channel estimators are addressed. The porposed estimators’ formulation is also extended to the case of OFDM systems with insufficient guard intervals. Simulation results depict Mean Square Error of the proposed estimators, as well as Bit Error Rate performance of systems using those estimators in various scenarios.
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