21346

21346

تخمين كانال هاي فركانس گزين با سيگنال دهي FBMC/OQAM مبتني بر كدهاي قطبي

كارشناسي ارشد

مخابرات سيستم

1398

1398/7/23

آقاي دكتر وحيد طباطباوكيلي

برق

در سيستم هاي مخابراتي بي‌سيم، پديده فركانس گزيني و تغييرات زماني كانال هاي مخابراتي يكي از بزرگ ترين چالش ها است. يك راه كار براي مقابله با فركانس گزيني استفاده از سيستم¬هاي چندحاملي است. نسل جديدي از سيستم هاي چندحاملي كه در سال هاي اخير مورد توجه قرار گرفته‌اند، سيستم هاي مبتني بر بانك فيلتر (FBMC) هستند. بررسي عملكرد سيستم هاي چندحاملي بر مبناي بانك فيلتر تا حدودي پيچيده‌تر از سيستم OFDM، در حالي كه كارايي طيفي بيشتر از سيستم OFDM است و مطالعات كمتري بر روي اين ساختارها انجام شده است. بهره‌گيري مناسب از قابليت هاي اين سيستم ها (FBMC) به شدت وابسته به اطلاعات مربوط به كانال است. با توجه به اين كه مخابرات بي سيم مطمئن غالباً نياز به داشتن اطلاعات دقيقي از كانال مربوطه دارد در عمل، اطلاعات وضعيت كانال به ندرت براي يك سيستم مخابراتي از پيش در دسترس بوده و لذا لازم است كه اين اطلاعات در گيرنده تخمين زده شود. از اين رو تخمين مناسب ضرايب كانال هاي اين سيستم ها از اهميت فوق‌العاده‌اي برخوردار بوده و روش هاي مختلف تخمين كانال براساس ارسال دنباله هاي آموزشي (پايلوت) و يا روش هاي نيمه كور و كور براساس وضعيت كانال از لحاظ تغييرات زماني ارائه گرديده است. تخمين كانال در سيستم هاي چندحاملي يكي از مهم ترين قسمت هاي گيرنده است. دقت و صحت تخمين كانال عاملي اساسي براي طراحي مناسب گيرنده است به طوري كه كارايي سيستم FBMC/OQAM كاملاً تحقق يابد. در سال هاي اخير پژوهش هاي زيادي براي بهبود عملكرد تخمين كانال در سيستم هاي چندحاملي مبتني بر بانك فيلتر صورت گرفته است. تخمين كانال هاي FBMC/OQAM با استفاده از كدهاي قطبي يكي از زمينه¬هاي تحقيقاتي جديد است. اين كدها از لحاظ ساختار بسيار مشابه با كدهاي ريد-مولر است كه براي اولين بار توسط آريكان مطرح گرديد. از آن جايي كه مدت زمان زيادي از معرفي كدهاي قطبي نمي‌گذرد، مسائل حل نشده بسياري در مورد اين كدها وجود دارند. هدف مورد نظر در اين پايان نامه تخمين كارآمد كانال¬هاي فركانس گزين در مدولاسيون FBMC/OQAM با استفاده از كدهاي قطبي است. براي تخمين كانال روش هاي پايلوت كمكي و گسترش داده با استفاده از درون يابي خطي و MMSE در حالت عابر پياده و وسيله نقليه مورد بررسي قرار گرفته اند. روش گسترش داده نسبت به روش پايلوت كمكي عملكرد بهتري دارد، با اين حال اندكي پيچيدگي بالاتري هم دارد. نتايج شبيهسازي تخمين كانال با كدهاي قطبي كافي نيستند و نيازمند بررسي¬هاي جامع و گسترده اي در خصوص اثربخشي اين روش در تخمين كانال در سيستم‌هاي FBMC مي‌باشيم.

1398/09/06

Estimation of Frequency selective Channels in FBMC/OQAM Systems Based on Polar Codes

10/15/2019 12:00:00 AM

In wireless communication systems, the phenomenon of doubly selectivity (frequency selectivity-time selectivity) of communication channels is one of the biggest challenges. One way to deal with frequency selectivity is to use multicarrier systems. A new generation of multi-carrier systems which have been considered recently is based on Filter Bank Multicarrier (FBMC). To investigate the performance of FBMC systems is more complex than the Orthogonal Frequency division multiplexing (OFDM) system, while spectral efficiency is more than the OFDM system; and fewer studies have been done on these structures. The proper utilization of the capabilities of these systems (FBMC) is heavily dependent on channel information. Due to the fact that reliable wireless communications often require accurate information from the respective channel. In practice, channel status information is rarely available to communication systems beforehand and therefore it is necessary to estimate this information at the receiver. Thus, proper estimation of the channel coefficients of these systems is of great importance. Different estimation methods of the channel are presented based on the transmission of training sequences (pilot) or semi-blind and blind schemes according to the channel status in terms of time variation. Channel estimation in multicarrier systems is one of the most important functions of the receiver. The accuracy and validation of the channel estimation is an essential factor for the receiver's proper design, so that the performance of the FBMC/OQAM systems are fully realized. In recent years, many studies have been performed to improve the performance of channel estimation in filter bank multicarrier systems. FBMC/OQAM channel estimations using polar codes is one of the new issues. These codes are structurally similar to the Reed-Muller codes, which was first introduced by Arıkan. Since there has not been a long time of introducing polar codes, there are many unsolved issues about these codes. The purpose of this thesis is to efficiently estimate the frequency selectivity channels in FBMC/OQAM modulation using polar codes. Auxiliary pilot and data spreading methods for channel estimation have been investigated using linear and MMSE interpolation in pedestrian and vehicle channel model. The data spreading method performs better than the auxiliary pilot method, however it has a slightly higher complexity. The simulation results of the channel estimation with polar codes are not sufficient and we need extensive and comprehensive investigations on the effectiveness of this method in channel estimation in FBMC systems.