Pilot sembolleri kullanarak kanal kestirimi ve kapasite hesaplaması : Sonlu blok durumu
Channel estimation and capacity calculation using pilot symbols : Finite frame case
Yazar: UMUT SUPHİ ŞENER
Danışman: Y.DOÇ.DR. EMRE AKTAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
PËLOT SEMBOLLERË KULLANARAK KANAL KESTËRËMË VE KAPASËTEI I III IHESAPLAMASI : SONLU BLOK DURUMUUMUT SUPHË SENERIşÖZPilot yardımlı kablosuz haberleş me sistemleri bu tezin temel çalış ma konusunu oluş -s s sturmaktadır. Günümüzde kullanılabilir kanal kapasitesini arttırmak için pilot kul-lanımını optimize etmeye yönelik araş tırmalar yapılmaktadır. Bu tezde, ilgili araş tır-s smalardan bir tanesi olan Baltersee'nin yaklaş ımı benimsenerek çalış ılmış tır. Bal-s s sğtersee'nin modelinde sonsuz uzunlukta bir veri çerçevesi, tekbiçimli dagılımlı pilotlarvardır. Ëlk önce pilotlar kullanılarak MSE anlamında optimum olan Wiener ï¬ltresiyleIkanal kestirimi yapılır. Daha sonra bu kanal kestirimlerini kullanarak bilgi taş ıyıcıssembollerin kodçözücü iş lemleri gerçekleş tirilir ve bilgi kapasitesi kanal ve kanals sgirdileri üzerinden ortalama alınarak Monte Carlo yöntemi ile hesaplanır. Benimse-nen bu yaklaş ım çerçevesinde sonsuz uzunluktaki bir veri sembolü için kanal kestir-sğimi, MSE hesabı ve buna baglı bilgi kapasite hesabı incelenir.Baltersee'de Nyquist kriterine uyulmayan durum, pilotların tekbiçimli olmayan yer-leş imleri ve sonlu pilot yerleş im varsayımları araş tırılmamış tır. Bu tezde bu üç konus s s süzerinde çalış malar yapılmış tır. Sonlu uzunlukta veri sembolü için, Wiener ï¬ltresiyles syapılan kanal kestirimleri ile analitik MSE hesalanmış ve aynı ï¬ltre ile yapılan sim-sulasyon sonuçları ile karş ılaş tırılmış tır. MSE sonuçları, pilotların tekbiçimli ve blokss sğ ğ ğyerleş im durumları, tekbiçimli yerleş imde pilot sıklıgının Nyquist kriterini sagladıgıs sğ ğve saglamadıgı durumlar için karş ılaş tırılmış tır. Ayrıca bu sonuçlar sonsuz uzun-ss sğ ğlukta sembol veri uzunlugu için Nyquist kriterini saglayan tekbiçimli pilot yerleş imissonuçlarıyla karş ılaş tırılarak incelenmiş tir. Ëncelemeler aynı durumların kanal kapa-ss sIsitesine etkisini kapsayacak sekilde geniş letilmiş tir.ş s sAnahtar Kelimeler: Pilot yardımlı iletiş im, kablosuz haberleş me, ödünleş im, orta-s s slama hata(MSE), sonlu ve sonsuz uzunlukta veriDanış man: Yrd.Doç.Dr. Emre Aktaş , Hacettepe Üniversitesi, Elektrik ve Elektroniks sğMühendisligi Bölümüi

Abstract:
CHANNEL ESTIMATION AND CAPACITY CALCULATION USING PILOTSYMBOLS : FINITE FRAME CASEUMUT SUPHË SENERIşABSTRACTThe theme of this thesis is pilot-aided wireless communication systems. There hasbeen recent work to optimize the use of pilot signals in order to increase the capac-ity. One of the recent work is by Baltersee /et al/., whose approach is adopted in thisthesis. In Baltersee?s model, there is an inï¬nite length frame with uniformly insertedpilot symbols. First, channel estimation is performed using Wiener ï¬lter, which isoptimum in the MMSE sense. The channel estimates are then used to decode theinformation conveyed by the data symbols, and information capacity is calculatedby Monte Carlo method, which performs averaging over the channel and the chan-nel inputs. Channel estimation, MSE calculation, and the information capacity areinvestigated for an inï¬nite length frame.In Baltersee?s work, the cases where pilot insertion period does not satisfy Nyquist?scriterion, where the pilots are not uniformly spaced, and where the frame is of ï¬-nite length are not investigated. In this thesis, these three cases are investigated.For ï¬nite length frame case, analytical MSE of channel estimation is obtained forWiener channel estimation, and the results are compared with simulation results.The MSE performances for uniformly and block-spaced pilot symbols are compared.For uniformly-spaced case, the cases where the pilot insertion rate does and doesnot satisfy Nyquist criterion are also compared. These results are also comparedwith the results for inï¬nite-length frame with Nyquist criterion satisfying pilot insertionrate. All these results are extended to investigate the effect of the aforementionedcases to the channel capacity.Keywords: Pilot aided transmission, wireless communication, tradeoff, mean squareerror(MSE), ï¬nite and inï¬nite data lengthAdvisor: Yrd.Doç.Dr. Emre Aktaş , Hacettepe University, Department of Electricalsand Electronics Engineeringii