Kalman filtresi ile kanal parametrelerinin kestirimi
Estimation of channel parameters with kalman filter
- Tez No: 121079
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 53
Özet
ÖZET Günümüzde telsiz haberleşme sahasına olan yoğun talep çok yollu sönümleyici kanallar üzere hızlı ve kaliteli haberleşmeyi her geçen gün daha da zorunlu kılmaktadır. Fakat telsiz iletişim, kullanılan radyo spektrumu, yol kaybı, başka kullanıcılardan olan karışmalar, çok-yol dolayısıyla oluşan sönümlenme gibi etkilerle sınırlandırılmaktadır. Dolayısıyla geleceğin telsiz sistemlerinde frekans kaynaklarının olabildiğince verimli şekilde kullanılabilmesi için birden çok katman mantığına dayanan tekniklerin geliştirilmesi gerekmektedir. Frekans spektrumunun verimli kullanımı konusunda oldukça iyi sonuçlar veren yöntemlerden biri; çok taşıyıcılı iletim, özelliklede Dikgen Frekans Bölüşümü Çoğullama(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)' dır [5]. OFDM yakın geçmişte frekans seçici sönümlemenin şiddetli bozucu etkisini azaltması bakımından kullanılan modülasyon yöntemlerine alternatif olarak çıkmış etkili bir yöntemdir. Telsiz bir iletişim kanalı üzere çalışan bir OFDM sistemi frekans seçici olmayan, semboller arası girişimi(ISI) ortadan kaldıran paralel sönümleyici kanallar oluşturur ki bu kanallar için kanal kestirim/denkleştirme işlemi oldukça kolaylaşır. Ayrıca OFDM bant genişliği bakımdan da oldukça verimlidir çünkü komşu alt-kanalların spektrumları birbiri üzerine biner fakat dikgenliğin kullanımı ile birbirine karışmazlar. OFDM in yapısı Hızlı Fourier Dönüşümü ve çokfazlı filtreleme kullanımı ile donanım olarak gerçeklemeyi de elverişli kılmaktadır. viOFDM yapısı semboller arası karışımı(ISI, Inter Symbol Interference ) engellemesine rağmen çok yollu sönümleyici kanalın oluşturduğu çarpımsal gürültü hala devam etmektedir. Bundan dolayı OFDM 'in performansını artırmak üzere herbir alt- kanaldaki değişimi/sönümlenmeyi kestirmek üzere etkili kanal kestirim tekniklerinin kullanımı gerekmektedir. Bu tezde çok yollu sönümleyici bir kanalda pilot sembol yardımlı OFDM sistemi için ortak bir kanal takip ve sembol elde edici metot önerilmektedir. Önerilen yöntem hem kanal kestirimi hem de sembol elde etme işlemi için Kalman filtre kullanmaktadır. Bu iki işlem bir kestirici yapısı içerisinde birleştirilmiştir. Kanal değişimlerinin AR(özbağlanımlı) olarak modellenmesi durum-uzay modelinin oluşturulabilmesini ve dolayısıyla kanal değişimlerinin Kalman filtre ile takibini mümkün kılmıştır. Kanal değişimlerinin AR( özbağlammlı) olarak modellenmesinde çok yollu sönümleyici kanal rasgele bir süreç olarak tasarlanılmıştır. Fakat önerilen yöntem ile Kanal değişimlerinin takip edilebilmesi için gönderilen sembollerin bilinmesi gerekmektedir. Bundan dolayı kanal değişimlerinin takibi ile birlikte gönderilen sembollerin elde edilmesi işlemini aynı anda gerçekleştiren bir kestirici yapısı oluşturmak için uygun bir durum-uzay(gözlem) modeliyle birlikte lineer bir Kalman denkleştirici önerilmiştir. Önerilen iki Kalman filtrenin gönderilen işareti elde edip kanal değişimlerini takip edebilmesi için özyineli bir algoritma oluşturulmuştur. Son olarak oluşturulan kestiricinin performansı deney sonuçları ile değerlendirilmiştir. vıı
Özet (Çeviri)
SUMMARY The rapid growth in demand for a wide range of wireless services is a major driving force to provide high-data rate and high quality wireless access over multipath fading channels. However, wireless transmission is limited by available radio spectrum and impaired by path loss, interference from other users and fading caused by destructive addition of multipath. Therefore several layers related techniques have to be developed for future wireless sistems to use the frequency resources as efficient as possible. One approach that shows real promise for substantial capacity enhancement is to employ Multicarrier transmission and, in particular, orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) [5]. OFDM has emerged as an attractive and powerful alternative to conventional modulation schemes in the recent past due to its various advantages in lessening the severe effect of frequency selective fading. An OFDM system operating over a wireless communication channel effectively forms a number of parallel frequency nonselective fading channels thereby reducing inter symbol interference (ISI) and obviating the need for complex equalization thus greatly simplifying channel estimation and equalization task. Although the structure of OFDM signalling avoids ISI arising due to channel, fading multipath channel still introduces random attenuations on each tone. Hence, vmaccurate channel estimation technique have to be used to improve the performance of the OFDM system. This thesis proposes a joint channel tracking and symbol detection scheme for pilot symbol assisted OFDM systems in multipath fading. The proposed scheme uses Kalman Filters for both channel tracking and subsequent equalization which are combined in the coupled estimator structure. Modeling the multipath fading channel as random processes to describe channels variations in a general AR(autoregressive) framework lends itself to a state-space representation that enables application of Kalman filtering for tracking of channel variations. However, the proposed tracking algorithm requires knowledge of transmitted symbols. To compose the coupled estimator structure, a linear Kalman filter equalizer with the corresponding state space model is therefore proposed for the detection of transmitted symbols. With the proposed Kalman filters, iterative structure is utilised to decode transmitted symbols and subsequently to track channel parameters. Finally, the performance of the proposed method is studied through the experimental results. tc SS^:*»*"* IX
Benzer Tezler
- Kanal istatistiği ve parametrelerinin ortak kestirimi
Joint estimation of channel statistics and parameters
BUSE BALKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Kalman filtresi temelli sensör arıza tespit, teşhis ve ayrıştırma algoritmalarının helikopter dinamik modeline uygulanması
Application of helicopter dynamic modeling of Kalman filter based sensor fault detection, isolation and accommodation algorithms
ÖZLEM DÖKME
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
- Channel estimation for FBMC/OQAM wireless system based on Kalman filter
FBMC/OQAM kablosuz için kanal kestirici kalman filtresi tabanli sistem
MAHMOUD H. K. ALDABABSA
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAl-Quds UniversityMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALI JAMOOS
- Aircraft icing detection, identification and reconfigurable control based on Kalman filtering and neural networks
Kalman filtresi ve yapay sinir ağları ile uçak buzlanmalarının tespiti, teşhisi ve yeniden şekilllendirilebilir kontrol
RAHMİ AYKAN
Doktora
İngilizce
2005
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ÇİNGİZ HACIYEV
Y.DOÇ.DR. FİKRET ÇALIŞKAN
- Integrated radio-INS altimeter development via kalman filtering
Birleştirilmiş radyo-INS altimetresinin kalman filtresi kullanılarak geliştirilmesi
REMZİ SALTOĞLU