Estudo de técnicas de estimação de canal para sistemas OFDM

Resumo

OFDM é uma técnica que utiliza modulação multi portadora. A técnica consiste na divisão da largura de banda total em N subcanais menores, utilizando subportadoras ortogonais entre si. A divisão em N subcanais faz com que a taxa de transmissão seja reduzida N vezes em cada subcanal, com isso 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 (dispersão temporal) causada pela característica dos canais móveis.

As técnicas OFDM particularmente estão sendo implementadas em muitos sistemas de comunicação nos dias atuais como ADSL, Wireless LAN (IEEE 802.11a/g), Tecnologias 4G (Quarta Geração de Telefonia Móvel), Televisão e rádio digital, entre outros. São constantes a perda de sincronismo em sistemas OFDM, causando problemas na recepção do sinal sendo essencial o uso de técnicas de estimação de canal para minimizar esse efeito.

Apesar do OFDM ser um sistema robusto com relação aos efeitos presentes nos canais de comunicação e, durante a geração do sinal, garantir ortogonalidade entre as subportadoras, este sinal ainda pode ser afetado por rotações de fase e atenuações inseridas pelo canal em cada subportadora. O perfeito sincronismo de frequência entre o transmissor e o receptor é e um ponto fundamental para garantir a ortogonalidade entre as subportadoras. A inserção de um intervalo de guarda maior que o máximo atraso esperado pelo canal de comunicação minimiza o problema da interferência intersimbólica, porém os símbolos ainda estão sujeitos as interferências de suas replicas atrasadas, a auto-interferência. Para corrigir este problema utilizamos estimação e equalização de canal.

O canal de comunicação é desconhecido pelo receptor. Desta forma é necessário estima-lo de forma que as subportadoras possam ser estimadas e equalizadas corrigindo os problemas causados pela auto-interferência dos símbolos OFDM, assim como por possíveis perdas de ortogonalidade que é a responsável pelo aparecimento da interferência entre subportadoras (ICI).

Na estimação o receptor reconstrói o canal com as informações enviadas pelo transmissor. Uma forma de estimação é a transmissão de informação conhecida no receptor através das chamadas subportadoras pilotos (SP) e assim junto com técnicas de interpolação obtém a função transferência do canal que é o que a estimação determina.

Objetivo

O trabalho consiste em estudar técnicas de estimação de canal para sistemas OFDM através do desenvolvimento de algoritmos no software Matlab. O objetivo da estimação de canal seguido pela equalização é corrigir as distorções e atenuações introduzidas ao sinal na transmissão por um canal de comunicação móvel.

As técnicas de estimação a serem estudadas nesse trabalho são baseadas a dois métodos de subportadoras pilotos. O primeiro é conhecido como Block Type onde são inseridos símbolos OFDM inteiros com subportadoras treinadas e transmitidas periodicamente entre os símbolos de informação útil, muito apropriado a canais com grande desvanecimento seletivo junto com variações lentas. No segundo método, chamado de Comb Type, as subportadoras pilotos são transmitidas em todos os símbolos e separadas uma das outras em uma determinada frequência , bastante apropriada a canais com variações rápidas.

Serão estudadas diferentes técnicas de interpolação como linear, 1D, 2D, por Filtragem Passa-baixas entre outras e através de simulações avaliar seus desempenhos e resultados relacionado com o estimador de canal empregado.

Cronograma

Etapas/Mês	Setembro	Outubro	Novembro	Dezembro
Pesquisa Bibliográfica	x	x
Elaboração do Documento de Avaliação Final		x	x
Desenvolvimento de Projeto				x

Referências

ARNDT, D. M. Analise Comparativa entre os sistemas OFDM e FBMC na transmissão de TV Digital. Universidade Federal de Santa Catarina - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrica,2012.

ALBUQUERQUE, C. P; PINTO, E. L. A Técnica de Transmissão OFDM. Revista Científica Periódica - Telecomunicações, 2002.

ISHINI, A. K; AKAMINE, A. Técnicas de Estimação de Canal para o Sistema ISDB-Tb. Revista de Radiodifusão - Volume 03, N° 03, 2009.

SHEN, Y; MARTINEZ, E. Channel Estimation in OFDM Systems - Rev. 0,1/2006

RAMASAMI, V. C. Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 2001.