Study and implementation of a low complexity receiver using TCH codes

Abstract

The use of coding in telecommunications systems reveals to be a technique with an essential contribution to the improvement of the recovery of transmitted signals. Depending on the circumstances to which a signal is subjected at transmission, by recurring to coding, it is possible to attenuate the unfavorable effects that result from this process, obtaining a signal with superior quality in comparison with a scenario where the presence of coding is absent. This study aims to test the feasibility of a high-rate wireless communications system using TCH codes being applied to an OFDM signal, subjected to noise components introduced by a wireless AWGN channel, considering a free path propagation model. Due to their correlation properties, the use of TCH codes reveals to be adequate since they allow the same codewords to be used to realize both error correction and channel estimation, mitigating the channels effects, leading to the realization of a receiver with lower complexity. With the intent of performing a qualitative analysis to this system, a simple simulation is executed in MATLAB where an OFDM signal is generated, being therefore applied various TCH codes and, through channel estimation, obtain the BER for their respective code lengths and, consequently, coding gains. The results were obtained for the modulation indexes of 16, 64 and 256-QAM. These demonstrate that the implementation of TCH codes is a viable option to reduce the rate of recovered errors, enabling the reception of a signal with better reliability, especially for higher code lengths and modulation indexes.

O uso de codificação em sistemas de telecomunicações revela-se uma técnica com um contributo essencial na melhoria da recuperação de sinais transmitidos. Dependendo das circunstâncias às quais um sinal é submetido aquando a sua transmissão, com recurso à codificação, é possível atenuar os efeitos adversos resultantes deste processo, obtendo uma qualidade no sinal recebido superior face a um cenário com ausência da mesma. Este estudo tem como objetivo testar a exequibilidade de um sistema de comunicações sem fios para alto débito usando códigos TCH e aplicando-os a um sinal OFDM, sujeito a componentes de ruído introduzidos por um canal sem fios AWGN, considerando um modelo de propagação em espaço livre. Devido às propriedades de correlação destes códigos, a sua utilização revela-se adequada pois permite que as mesmas palavras de código sejam utilizadas para efetuar correção de erros, minimizando os efeitos do canal, possibilitando o desenvolvimento de um recetor com menor complexidade. Visando efetuar uma análise qualitativa do sistema, é realizada uma simulação simples em MATLAB onde é gerado um sinal OFDM ao qual são aplicados diversos códigos TCH, realizando estimação de canal com a finalidade de obter o BER para os diferentes comprimentos dos códigos e, consequentemente, ganhos de codificação relativos aos mesmos. Os resultados obtidos foram realizados para os índices de modulação 16, 64 e 256-QAM. Estes demonstram que o uso destes códigos é uma opção viável para reduzir os erros detetados, permitindo recuperar o sinal com maior fiabilidade, especialmente para comprimentos de código e índices de modulação elevados.