Kanal istatistiği ve parametrelerinin ortak kestirimi
Joint estimation of channel statistics and parameters
Yazar: BUSE BALKAL
Danışman: DOÇ.DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
ÖZETKANAL İSTATİSTİĞİ VE PARAMETRELERİNİN ORTAK KESTİRİMİBu tezde çok yollu sönümleyici bir kanalda pilot semboller ile dikgen frekans bölüşümüçoğullama (OFDM) sistemi için sembol bulmayı sağlayıcı ve kanal takip edici metodönerilmektedir. OFDM'in yapısı kanal belleğinden dolayı semboller arası girişimiengellemesine rağmen, çok yollu sönümleyici kanal her bir ton üzerinde rasgelezayıflamalar ortaya çıkarmaktadır. Bundan dolayı, OFDM sistemlerinin performansınıarttırmak için doğru kanal kestirim teknikleri kullanılmalıdır.Önerilen yöntemde kanal katsayıların kestirimi, kanal değişimlerinin izlenimi vesembol elde etme işlemi Kalman filtresi ile yapılmaktadır. Kanal değişimleriözbağlanımlı (AR) olarak modellenmekte ve bu modele ait parametrelerin elde edilmesiiçin kanal ilinti fonksiyonu alınan işaretten elde edilmektedir. Sonuç olarak, bu iki işlemortak bir kestirici yapısının içinde birleştirilmiştir ve bu yöntem ile kanal kovaryansınınönceden bilinmesine gerek duyulmamaktadır.Teorik sonuçların verdiği bilgilere göre çok yollu sönümlemeli kanallarda; düşükdereceli AR modeller yeterli derecede doğru sonuçlar sağlamaktadır. Kanaldeğişimlerinin takibi için AR modellemenin durum-gözlem modelini oluşturabilmesiKalman filtresi uygulamasını mümkün kılmıştır. Fakat önerilen yöntem ile kanaldeğişimlerinin takibi için gönderilen sembollerin bilinmesi gerekmektedir. OFDMsisteminde kanal değişimlerinin takibi ile gönderilen sembollerin elde edilmesi işleminibirlikte gerçekleştiren ortak bir kestirimci oluşturmak için lineer bir Kalmandenkleştirici tekniği önerilmiştir. Önerilen iki Kalman filtrenin gönderilen işareti eldeedip, kanal değişimlerini takip edebilmesi için özyinelemeli bir algoritmaoluşturulmuştur. Sonuçta, oluşturulan ortak kestirimcinin performansı simulasyonsonuçları ile sunulmuştur.vi

Abstract:
SUMMARYJOINT ESTIMATION OF CHANNEL STATISTICS AND PARAMETERSThis thesis proposes a joint symbol detection scheme and channel tracking fororthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems with pilot symbols in amultipath fading channel. Although the structure of OFDM signalling avoids ISI arisingdue to channel memory, fading multipath channel still introduces random attenuationson each tone. Hence, accurate channel estimation techniques have to be used to improvethe performance of the OFDM systems.Kalman filter is used for the estimation of channel coefficients, channel tracking andsymbol detection in proposed scheme. Channel tracking is modelled as autoregressive(AR) and the channel correlation function is got from the received signal for finding theparameters that belong to AR model. In conclusion, channel estimation and symboldetection scheme are combined in a joint estimator model without assuming channelcovariance matrix is known.The information from theoretical results have shown that the lower order AR modelsprovide a sufficiently accurate model for multipath fading channel. The AR modellinglends itself to a state-space representation that enables the application of Kalmanfiltering for tracking of channel variations. However, the proposed tracking algorithmrequires knowledge of transmitted symbols. To compose the coupled estimatorstructure, a linear Kalman filter equalizer with the corresponding state space model istherefore proposed for the detection of transmitted symbols. With the proposed Kalmanfilters, iterative structure is utilised to decode transmitted symbols and subsequently totrack channel parameters. Finally, the performance of the proposed method is studiedthrough the simulation results.vii