Design of channel estimation and equalization for OFDM systems

Abstract

Dikey frekans bölmeli çoğullama (DFBÇ) sistemi hızlı Fourier dönüşümü kullanarak alıcılarda ve ters hızlı Fourier dönüşümü kullanarak vericilerde çok kolay uygulanan ve semboller arası girişime, çok yollu sönümlemeye karşı dayanıklı çok taşıyıcılı tekniklerden birisidir. İletişim sistemlerinde, veri tespiti için kanal kestirimi çok önemli bir konudur. Evre uyumlu algılamada, popüler tekniklerden biri pilot tonları DFBÇ sembollerinde referans sinyalleri gibi kullanmaktadır. Tarak tipi pilot ton eklemede, pilot tonlar her bir OFDM sembollerine yerleştirilir, ancak çok sayıda pilot tonlarının eklenmesi kanal kapasitesinin azaltılmasına veya bant genişlemesine yol açacaktır [1-2]. Bu tezde; bu iletim kaybının üstesinden gelmek için, OFDM sistemi için QAM sinyallerinde, tarak tipi pilot diziliminde hızlı zamanla değişen kablosuz ağlar için iyileştirilmiş en küçük kareler (ModLS) algoritması önerilmiştir. Önerilen algoritma, her DFBÇ sembollerinde pilot tonlarının sayısını azalttı. 1/100, pilot oranı elde edilmiştir. Bu oran, diğer çalışmalarda 1/16 dan 1/18'e kadar değişmektedir. Ayrıca, önerilen algoritma ile düşük sinyal-gürültü oranlarında bit hata oranını iyileştirdik. Önerilen algoritmadan elde edilen simülasyon sonuçları gürültülü kablosuz kanallarda iyi performans gösterdi. İlaveten, önerilen algoritma farklı sinyal gürültü oranlarında en düşük kareler yöntemi ile karşılaştırıldı. Buna ek olarak, algoritmanın performansının değerlendirilmesi için, bu gürültü oranı için farklı sinyal ile en küçük kareler (LS) algoritması ile karşılaştırılır. Karşılaştırma sonuçları önerilen algoritmanın en az kare algoritması karşı üstün olduğunu gösterdi.

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system is one of the multicarrier techniques which is robust against Inter-symbol-Interference, multipath fading and very easy to apply in transmitters by using inverse fast Fourier transform IFFT and at the receivers by using fast Fourier transform FFT. In a communication system, channel estimation is very important issue for the data detection. In coherent detection, one of the popular techniques is to use pilot tones as a reference signal in OFDM symbols. In the comb-type pilot tones insertion, pilot tones are inserted into each OFDM symbols, but inserting a large number of pilot tones will lead to channel capacity reduction or bandwidth expansion [1-2]. In this thesis, to overcome this transmission loss, a modified least square (ModLS) algorithm for fast time varying wireless channel at comb-type pilot arrangement in QAM signals for OFDM system is proposed. The proposed algorithm has reduced number of pilot tones in each OFDM symbol. 1/100 pilot ratio has been achieved. This ratio ranges from 1/16 to 1/18 in other studies. Also, we have improved bit error rate (BER) in low signal to noise ratio (SNR) by the proposed algorithm. The simulation results obtained from the proposed algorithm showed a good performance in noisy wireless channels. In addition, it has been compared with least square (LS) algorithm in different signal to noise ratios and different channel tabs. The comparison results showed that the proposed algorithm was superior to least square algorithm.