وفقی‌سازی توأمان الگوی پایلوت و تخمین کانال در سیستم‌های OFDM

نوع مقاله : مقاله پژوهشی فارسی

نویسندگان

گروه ارتباطات و فناوری اطلاعات، دانشکده فنی و مهندسی رسانه، دانشگاه صداوسیما، تهران، ایران

چکیده

در سیستم‌های مخابراتی بی‌سیم که امروزه کاربرد گسترده‌ای یافته است، تغییرات فرکانسی و زمانی کانال یکی از مشکلات اساسی است؛ از این رو مسأله تخمین کانال و جبران اثرات آن چالشی کلیدی در این سیستم‌ها محسوب می­شود. تکنیک OFDM به دلیل مقاومت در برابر فرکانس­گزینی، بهره‌وری فرکانسی و نرخ ارسال بالا مورد توجه قرار دارد. تخمین کانال بر مبنای پایلوت از پرکاربردترین روش‌هاست که در بسیاری از سیستم‌های OFDM از جمله شبکه­های موبایل و استانداردهای پخش صدا و ویدیوی دیجیتال استفاده شده است. تعداد و آرایش پایلوت‌ها در صفحه زمان- فرکانس تاثیر مستقیم در دقت و سرعت فرآیند تخمین کانال مخابراتی دارد. در ارتباطات واقعی از آرایش پایلوت ثابتی استفاده می‌شود که معمولاً 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 می‌شود. لذا در تحقیقات پیشین، پیشنهاد وفقی‌سازی آرایش پایلوت‌ها بر اساس پاسخ کانال مطرح شده است. در واقع یافتن بهترین آرایش پایلوت متناسب با پاسخ کانال، یک مسأله بهینه‌سازی است که رویکرد وفقی به دنبال دستیابی به پاسخ آن است. در این پژوهش روش جدیدی برای وفقی‌سازی آرایش پایلوت‌ها بر اساس فیلتر کالمن ارائه و با الگوریتم تخمین کانال ترکیب شده است. بدین ترتیب در روش پیشنهادی، محل پایلوت‌ها و پاسخ کانال توأم با یکدیگر تخمین زده می‌شود. این روش در شرایط  مختلف کانال شبیه‌سازی شده و عملکرد آن با معیارهای نرخ خطای بیت (BER) و درصد سربار پایلوت ارزیابی گردیده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد روش پیشنهادی با درصد سربار پایلوتی کمتر از روش‌های موجود به عملکردی مشابه دست می‌یابد که متناظر با افزایش ظرفیت انتقال داده به میزان قابل توجهی است.

کلیدواژه‌ها