Channel estimation for FBMC/OQAM wireless system based on Kalman filter
FBMC/OQAM kablosuz için kanal kestirici kalman filtresi tabanli sistem
- Tez No: 889103
- Danışmanlar: PROF. DR. ALI JAMOOS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Al-Quds University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Çok taşıyıcılı (MC) modülasyon, tek taşıyıcılı sistemlere kıyasla daha düşük karmaşıklığı ve uzun gecikme yayılımına karşı sağlamlığı nedeniyle yüksek veri hızlı iletişim sistemleri için dikkat çekici bir teknolojidir. En yaygın kullanılan MC modülasyon tekniği ortogonal frekans bölmeli çoğullamadır (OFDM). Bu teknik, semboller arası (ISI) ve taşıyıcılar arası (ICI) girişim sorunlarını çözmek amacıyla sözde döngüsel önek kullanır (CP). Bununla birlikte, CP kullanımı iletimin enerji verimliliğinde azalmaya neden olur. CP kullanımı gerektirmeyen diğer bir alternatif ise filtre bankası çoklu taşıyıcı (FBMC) modülasyonudur. FBMC ve OFDM arasındaki temel fark, dikdörtgen bir pencere yerine daha gelişmiş bir prototip filtrenin kullanılmasıdır. Böylelikle, ISI ve ICI'nın göz ardı edilmesiyle sonuçlanan OFDM'nin spektral sızıntı sorunu azaltılabilir. Ayrıca, FBMC'nin ofset karesel genlik modülasyonu (FBMC/OQAM) ile kombinasyonu daha yüksek veri iletim hızını sağlar. Bu tezde, pilot sembol tabanlı FBMC/OQAM kablosuz sistemlerde sönümlemeli kanal kestirimi sorunu ele alınmıştır. Bu sorunun standart çözümü, en küçük kare (RLS) algoritması veya en küçük ortalama kare (LMS) algoritmasını kullanan olası adaptif uygulama ile en küçük kare (LS) kestirici veya minimum ortalama kare hatası (MMSE) kestiricisidir. Bununla birlikte, bu adaptif filtreler sönümlenen kanal istatistiklerini uygun bir şekilde kullanamaz. Sönümlenen kanal istatistiklerinden yararlanmak için, sönümlenen kanalın evrimi bir otoregresif (AR) süreç ile modellenir ve optimal Kalman filtresi ile izlenir. Ancak, bu süreç genellikle bilinmeyen otoregresif parametreler gerektirir. Bu nedenle, FBMC/OQAM sönümleme kanallarını ve bunların otoregresif parametrelerini ikili Kalman filtresine dayalı olarak birlikte tahmin etmeyi öneriyoruz. Pilot sembol konumlarında sönümlenen kanal katsayıları önerilen yöntemle tahmin edildikten sonra, veri sembol konumlarında sönümlenen kanal katsayıları doğrusal, spline veya alçak geçiren enterpolasyon gibi bazı enterpolasyon yöntemleri kullanılarak tahmin edilir. FBMC/OQAM kablosuz sistem modeli Matlab programı kullanılarak uygulanmıştır ve simülasyon sonuçları ikili Kalman filtresi tabanlı kestiricinin LMS ve RLS tabanlı kestiricilerden daha iyi performans gösterdiği ortaya koymuştur. Ayrıca, alçak geçiren enterpolasyonun hem spline hem de doğrusal enterpolasyondan daha iyi performans gösterdiği doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Multicarrier (MC) modulation is an attractive technology for high data rate communication systems due in part to their robustness against long delay spread and lower complexity when compared to single carrier systems. The most widely used MC modulation technique at the time is the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). This technique uses the so-called cyclic prefix (CP) to solve inter-symbol interference (ISI) and inter-carrier interference (ICI) problems. Nevertheless, using the CP implies a reduction of the energy efficiency of the transmission. An alternative to OFDM, which does not require the use of CP, is the filter bank multicarrier (FBMC) modulation. The main difference between FBMC and OFDM is that instead of using a rectangular window a more advanced prototype filter is employed. This can reduce the spectral leakage problem of OFDM resulting in negligible ISI and ICI. In addition, the combination of FBMC with offset quadrature amplitude modulation (FBMC/OQAM) leads to a higher data transmission rate. This thesis deals with the problem of fading channel estimation in FBMC/OQAM wireless systems based on pilot symbols. The standard solution to this problem is the least square (LS) estimator or the minimum mean square error (MMSE) estimator with possible adaptive implementation using recursive least square (RLS) algorithm or least mean square (LMS) algorithm. However, these adaptive filters cannot well exploit fading channel statistics. To take advantage of fading channel statistics, the evolution of the fading channel is modeled by an autoregressive (AR) process and tracked by an optimal Kalman filter. Nevertheless, this requires the autoregressive parameters which are usually unknown. Thus, we propose to jointly estimate the FBMC/OQAM fading channels and their autoregressive parameters based on dual Kalman filters. Once the fading channel coefficients at pilot symbol positions are estimated by the proposed method, the fading channel coefficients at data symbol positions are then estimated by using some interpolation methods such as linear, spline, or low-pass interpolation. FBMC/OQAM wireless system model implemented using Matlab program and the simulation results showed that dual Kalman filters based estimator outperforms the LMS and RLS based ones. In addition, the low-pass interpolation is confirmed to outperform both spline and linear interpolation.
Benzer Tezler
- FBMC'de iç-girişim ve öncül tabanlı kanal kestirimi
Intrinsic interference and channel estimation in FBMC
UMUT KAYIKCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE AKTAŞ
- Çok taşıyıcılı çok kullanıcılı MIMO sistemlerin kanal kestirim hatası ve güç yükselteci etkisi altındaki performansı
Performance of multi-carrier multi-user MIMO systems under channel estimation error and power amplifier effect
UMUT KAYIKCI
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE AKTAŞ
- KD kanalında genişbant haberleşme teknikleri
Wideband communication techniques in the HF channel
ÖMER ÖZDİL
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENK TOKER
- Tek kullanıcılı çok girdi çok çıktı akıllı yansıtıcı yüzey sistemi için kanal kestirimi
Channel estimation for single user multiple input multiple output intelligent reflecting surface system
BİLGE BAYAZİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE AKTAŞ
- Channel estimation for spatial media-based modulation
Uzaysal ortam-tabanlı modülasyon için kanal kestirimi
AKİF KABACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN