Robust channel estimation for broadband satellite communications

Abstract

Com o rápido crescimento das comunicações digitais nos últimos anos, a necessidade de transmissões de dados a alta velocidade aumentou significativamente. Além disso, espera-se que os futuros sistemas sem fios sejam capazes de suportar uma ampla gama de serviços que incluam vídeo, dados e voz. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) é um candidato promissor para conseguir taxas de transmissão elevadas em ambientes móveis, devido à sua resistência à Inter Symbol Interference (ISI), que consiste num problema comum em comunicações de dados de alta de velocidade. No OFDM, a modulação pode ser diferencial ou coerente. No caso da modulação diferencial não existe necessidade de obter estimação do canal mas o seu desempenho é inferior relativamente ao sistema coerente. A modulação coerente exige estimação de canal que proporciona um melhor desempenho mas apresenta uma estrutura do receptor mais complexa. Na dissertação vão ser estudadas estas duas técnicas: Pilot Symbol Assisted Modulation (PSAM) e pilotos implícitos. No primeiro caso os pilotos transmitidos são multiplexados com os dados, enquanto na segunda situação os pilotos são alocados em posições juntamente com os dados. Nesta dissertação, vamos analisar as diferentes técnicas de estimação em termos de Bit Error Rate (BER) e Mean Square Error (MSE). Para se poder fazer essa análise foi proposto um modelo de canal Land Mobile Satellite (LMS) que vai ser a base para o estudo da robustez e eficiência dos métodos de estimação apresentados.

With the rapid growth of digital communication in recent years, the need for high speed data transmission is increased. Moreover, future wireless systems are expected to support a wide range of services which includes video, data and voice. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a promising candidate for achieving high data rates in mobile environment, due to its resistance Inter Symbol Interference (ISI), which is a common problem found in high speed data communication. In OFDM, modulation may be differential or coherent. When using differential modulation there is no need for a channel estimate but its performance is inferior than the coherent system. Coherent modulation requires the channel estimation which gives better performance but with relatively more complex receiver structure. In this thesis two channel estimation techniques will be studied: Pilot Symbol Assisted Modulation (PSAM) and implicit pilots. In the first case the pilots are multiplexed with the transmitted data, while in the second situation pilots are placed in positions along with the data. In this thesis, we consider different estimation techniques in terms of Bit Error Rate (BER) and Mean Square Error (MSE). In order to do this analysis a Land Mobile Satellite (LMS) channel model was proposed which will be the basis for the study of the robustness and efficiency of the estimation methods presented.