Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10923/10772
Type: masterThesis
Title: Estimação de canal em sistemas OFDM utilizando redes neurais artificiais RBF com transmitância de fase
Author(s): Baloi Junior, Hélder Robélcio Agostinho
Advisor: Castro, Maria Cristina Felippetto de
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Graduate Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Issue Date: 2017
Keywords: REDES NEURAIS (COMPUTAÇÃO)
COMUNICAÇÕES SEM FIO
TELECOMUNICAÇÕES
ENGENHARIA ELÉTRICA
Abstract: O canal de comunicação sem fio (wireless) apresenta severos efeitos de degradação de sinal resultantes da usual multiplicidade de caminhos de propagação originados por reflexão da onda eletromagnética em pontos específicos ao longo do caminho do enlace entre transmissor e receptor digital. Estruturas metálicas de construções civis, por exemplo, constituem pontos de reflexão da onda. Esta multiplicidade de caminhos de propagação, denominada multipercurso, gera interferência do sinal sobre ele mesmo quando os múltiplos sinais chegam ao receptor, degradando a inteligibilidade do sinal recebido em consequência dos múltiplos ecos do sinal, o que aumenta a taxa de erro de bits do enlace, reduzindo a confiabilidade. Denomina-se esta interferência de interferência intersimbólica (ISI, do inglês intersymbol interference) porque, no sinal em banda-base no receptor, ocorre superposição dos símbolos da modulação digital, resultando em falha na detecção das palavras binárias associadas aos símbolos. Neste contexto, o processo de estimação e compensação dos efeitos do canal desempenha um papel importante em um receptor de comunicação wireless. A crescente demanda por sistemas de maiores capacidades de transmissão, robustez e menor complexidade computacional, tem impulsionado várias pesquisas no âmbito dos algoritmos utilizados no processo de estimação de canal. Nos últimos anos a técnica de transmissão de dados através da Multiplexação por Divisão Ortogonal de Frequência (OFDM) tem ganhado destaque por apresentar resistência à ISI, boa eficiência espectral e capacidade de transmissão de altas taxas de dados.OFDM é uma técnica de modulação por multiportadoras que consiste na divisão da largura de banda total em subcanais menores, utilizando subportadoras ortogonais sobrepostas espectralmente. Não obstante a sua robustez, faz-se ainda necessário aplicar técnicas de estimação de canal no receptor OFDM, devido ao efeito de múltipercurso característico de um canal de comunicação wireless. Neste trabalho é proposto a implementação de um estimador de canal, baseado em uma rede neural com função de base radial (RBF, do inglês Radial Basis Function) complexa. A rede proposta é treinada a partir da resposta ao impulso do canal obtida através de portadoras piloto enviadas e conhecidas pelo receptor. Os resultados da simulação mostram que a rede proposta obteve melhores resultados do que os estimadores clássicos utilizados para estimação de canal em sistemas OFDM.
The wireless communication channel has severe signal degradation effects resulting from the usual multiplicity of propagation paths originated by reflection of the electromagnetic wave at specific points along the path of the digital transmitter-receiver link. Metallic building structures, for example, are points of reflection of the wave. This multiplicity of propagation paths, called multipath, generates signal interference on itself when multiple signals arrive at the receiver, degrading signal intelligibility, which increases the bit error rates of the link, reducing a reliability. This interference is called intersymbol interference (ISI) because, in the baseband signal at the receiver, overlapping of the digital modulation symbols occurs, resulting in a failure to detect the binary words associated with the symbols. In this context, the channel estimation and compensation process plays an important role in the wireless receiver. The increasing demand for systems with higher transmission capacities, robustness and less computational complexity, has driven several researches in the scope of the algorithms used in the channel estimation process. In recent years, data transmission technique through Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) has been highlighted by resistance to ISI, good spectral efficiency and transmission capacity of high data rates.OFDM is a multi-carrier modulation technique that consists of dividing the total bandwidth into smaller subchannels by using orthogonal subcarriers spectrally superimposed. Despite its robustness, it is still required channel estimation techniques, in OFDM receiver, due to the multipath effect characteristic of a wireless communication channel. This work proposes the implementation of a channel estimator, based on a complex Radial Basis Function (RBF) network. The proposed network is trained from the impulse response of the channel obtained through the pilot carriers sent and known by the receiver. The simulation results show that the proposed network obtained better results than the classical estimators used for channel estimation in OFDM systems.
URI: http://hdl.handle.net/10923/10772
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