Equalização concorrente de canais no domínio freqüência para sistemas multiportadoras

Abstract

Receptores para sistemas wireless OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) usualmente realizam a estimação e compensação do canal através de símbolos piloto inseridos em portadoras cujas posições ao longo do espectro do canal são conhecidas. As funções de transferência calculadas a partir dos sinais piloto são interpoladas para determinar as funções de transferência em todas as portadoras que compreendem o espectro do canal. Variações do canal ao longo do tempo são compensadas através de interpolação entre as sucessivas estimações do canal numa mesma portadora. No entanto, não raramente, a ocorrência de variações bruscas limita a capacidade de atuação dos interpoladores temporais – este é o caso dos receptores móveis. Nesta dissertação apresentaremos uma nova técnica de compensação de canal utilizando a operação concorrente entre dois algoritmos baseados no gradiente estocástico: um que minimiza a função de custo através da dispersão de energia do sinal recebido e outro que minimiza a distância euclidiana entre os símbolos da modulação digital recebidos e aqueles na constelação de referência atribuída a cada subcanal OFDM. Os resultados mostram uma significativa melhora na performance da etapa de estimação e compensação do canal quando esta é submetida a rápidas variações, permitindo uma considerável redução na taxa de erro do demodulador mesmo quando este opera em um cenário sujeito a intenso multipercurso dinâmico.

Receivers for wireless Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems usually perform the channel estimation based on pilot carriers in known positions of the channel spectrum. Interpolation between pilot carriers is applied to determine the channel transfer function in all carrier frequencies. Channel variations along time are compensated by means of interpolation between successive channel estimates on the same carrier frequency. However, not rarely, the fast channel variations exceed the time interpolator capability, as is the case for mobile operation. In this dissertation we present a new channel compensation technique based on the concurrent operation of two stochastic gradient time-domain algorithms, one which minimizes a cost function that measures the received signal energy dispersion and other which minimizes the Euclidean distance between the received digital modulation symbols and the ones in the reference constellation assigned to each OFDM sub-channel. Results show that the new technique advantageously improves the system robustness to fast channel variations since, with a low computational cost, it dramatically reduces the demodulator symbol error rate even when the receiver is operating in an intense dynamic multipath scenario.