Estudo da Estimativa de Canal para Sistemas OFDM Baseado no Arranjo comb-type
Autor: Rogério Pereira Junior
Resumo: A OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) é uma técnica multi-portadora bastante difundida em sistemas digitais, principalmente nos sistemas sem fio devido sua robustez contra a seletividade em frequência do canal. A técnica consiste na divisão da largura de banda total em subcanais menores, utilizando subportadoras ortogonais entre si, possibilitando a sobreposição espectral das mesmas. A divisão em subcanais faz com que a taxa de transmissão seja reduzida em cada subcanal. Assim tem-se um aumento da duração do símbolo transmitido em cada subportadora, o que implica em uma diminuição da sensibilidade ao desvanecimento seletivo em frequência. Porém, apesar da OFDM ser um sistema robusto com relação aos efeitos presentes nos canais de comunicação, os símbolos ainda estão sujeitos a interferências de suas réplicas atrasadas e ainda podem ser afetados por rotações de fase e atenuações inseridas pelo canal em cada subportadora. Assim é necessária a utilização de estimação e equalização de canal para detecção coerente do sinal recebido. O foco do trabalho dá-se ao estudo de técnicas de estimação de canal, utilizando sub-portadoras com informação conhecida pelo receptor, chamadas de pilotos, distribuídas de acordo com o arranjo comb-type. Para este, são necessárias técnicas de interpolação para estimação completa do canal. Primeiramente estimamos a resposta ao impulso do canal nas mesmas e em seguida com o auxílio de técnicas de interpolação estimamos para as demais subportadoras. Foram analisadas 5 técnicas de interpolação, sendo 4 implementadas para eventuais simulações, relatando o desempenho de cada uma individualmente. Os resultados das simulações apresentados neste trabalho, mostram o quão é importante o uso de estimação de canal em sistemas OFDM, bem como a eficiência das subportadoras pilotos para a realização do mesmo.
Abstract OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) is a multi-carrier technique widespread in digital systems, especially in wireless systems because of its robustness against channel frequency selectivity. The technique consists in the total bandwidth divided into smaller subchannels using subcarriers orthogonal to each other, enabling the spectral overlap of the same. The division in subchannels causes the transmission rate is reduced in each subchannel. Thus it has been an increase in the transmitted symbol duration in each subcarrier, which implies a decrease in sensitivity to frequency selective fading. However, despite the OFDM is a robust system with respect to the present purposes in the communication channels, the symbols are still subject to interference from your late replicas and can still be affected by phase rotations and attenuation inserted by the channel in each subcarrier. Thus it is necessary to use channel estimation and equalization for coherent detection of the received signal. The focus of the work is given to the study of channel estimation techniques using subcarriers with information known by the receiver, called pilots, distributed according to the comb type arrangement. For this, it is necessary interpolation techniques to estimate the full channel. First estimate the impulse response on the same channel and then with the aid of interpolation techniques to estimate the remaining subcarriers. 5 interpolation techniques were analyzed, 4 implemented for possible simulations, reporting the performance of each one individually. The results of the simulations presented herein, show how it is important to use channel estimation in OFDM systems as well as the efficiency of the pilot subcarriers for the realization thereof.
Palavras chave:estimação de canal, portadora piloto, arranjo Comb type, OFDM.
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