وفقی سازی توامان الگوی پایلوت و تخمین کانال در سیستم های OFDM

در سیستم های مخابراتی بی سیم که امروزه کاربرد گسترده ای یافته است، تغییرات فرکانسی و زمانی کانال یکی از مشکلات اساسی است؛ از این رو مساله تخمین کانال و جبران اثرات آن چالشی کلیدی در این سیستم ها محسوب می­شود. تکنیک OFDM به دلیل مقاومت در برابر فرکانس­گزینی، بهره وری فرکانسی و نرخ ارسال بالا مورد توجه قرار دارد. تخمین کانال بر مبنای پایلوت از پرکاربردترین روش هاست که در بسیاری از سیستم های OFDM از جمله شبکه­های موبایل و استانداردهای پخش صدا و ویدیوی دیجیتال استفاده شده است. تعداد و آرایش پایلوت ها در صفحه زمان- فرکانس تاثیر مستقیم در دقت و سرعت فرآیند تخمین کانال مخابراتی دارد. در ارتباطات واقعی از آرایش پایلوت ثابتی استفاده می شود که معمولا با فرض شرایط نوعی برای محوشوندگی کانال طراحی می­گردد. این امر منجر به سربار پایلوت غیرضروری در وضعیت خوب کانال (نزدیک به محوشوندگی کند و تخت) و همچنین تخریب عملکرد در بدترین وضعیت کانال می شود. لذا در تحقیقات پیشین، پیشنهاد وفقی سازی آرایش پایلوت ها بر اساس پاسخ کانال مطرح شده است. در واقع یافتن بهترین آرایش پایلوت متناسب با پاسخ کانال، یک مساله بهینه سازی است که رویکرد وفقی به دنبال دستیابی به پاسخ آن است. در این پژوهش روش جدیدی برای وفقی سازی آرایش پایلوت ها بر اساس فیلتر کالمن ارائه و با الگوریتم تخمین کانال ترکیب شده است. بدین ترتیب در روش پیشنهادی، محل پایلوت ها و پاسخ کانال توام با یکدیگر تخمین زده می شود. این روش در شرایط  مختلف کانال شبیه سازی شده و عملکرد آن با معیارهای نرخ خطای بیت (BER) و درصد سربار پایلوت ارزیابی گردیده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد روش پیشنهادی با درصد سربار پایلوتی کمتر از روش های موجود به عملکردی مشابه دست می یابد که متناظر با افزایش ظرفیت انتقال داده به میزان قابل توجهی است.

Keywords:

تخمین کانال , آرایش پایلوت وفقی , سربار پایلوت , فیلتر کالمن , سیستم های چندحاملی فرکانس متعامد