Título
Channel estimation with TCH codes for machine-type communications
Autor
Lopes, Bruno Miguel de Carvalho
Resumo
pt
Os códigos TCH possuem várias propriedades que nos permitem usá-los eficientemente em diversas aplicações. Uma delas é a estimação de canal e nesta
dissertação é estudado o desempenho dos códigos TCH em estimação de canal
num sistema OFDM, tendo em conta as comunicações Machine-Type. Resultados que ilustram a taxa de erro de bit foram obtidos através de simulações que
permitem avaliar o impacto de usar diferentes técnicas de pilotos, nomeadamente
multiplexados e implícitos, diferentes valores de potência para os pilotos e diferentes modulações, QPSK e 64-QAM. Também é feita a comparação entre os pilotos
TCH e pilotos convencionais. Os resultados mostram que os pilotos TCH tem um
desempenho muito positivo e confiável, dentro dos parâmetros testados.
Também é efetuado o estudo de sincronização e estimação de canal conjunta
usando métodos esparsos como o OMP, o L1-regularized e o Iterative Reweighted
L1. Os códigos TCH são comparados com outros tipos de sequências, tais como as
sequências Zadoff-Chu e os códigos pseudo-aleatórios. São consideradas variações
no tamanho dos pilotos, no comprimento do canal e no tamanho da janela de
observação para perceber quais são os seus efeitos no desempenho. Os resultados
demonstram que os códigos TCH podem ser utilizados com sucesso em estimação
de canal e sincronização conjunta e conseguem aguentar condições adversas de simulação melhor que os outros pilotos utilizados. Também é provado que compressed
sensing pode ser utilizado com sucesso em sincronização e estimação conjunta, que
é uma área onde o seu uso ainda não foi explorado aprofundadamente.
en
TCH codes possess several properties that allow us to use them efficiently in
various applications. One of these applications is channel estimation and, in this
dissertation, it is studied the performance of TCH codes to estimate the channel in
an Orthogonal Frequency Division Multiplexing system, regarding Machine-Type
Communications. Bit error rate performance results were obtained by executing
simulations that allowed the evaluation of the impact of using two different pilot
techniques, such as data multiplexed and implicit pilots, different pilot power levels
and different modulations, QPSK and 64-QAM. Pilots based on TCH codes are
also compared with other conventional pilots. Results show that TCH codes have
a very positive and reliable performance.
Joint timing synchronization and channel estimation is also performed using different sparse based approaches, such as Orthogonal Matching Pursuit, L1-
regularized and Iterative Reweighted L1. TCH codes are compared against different
sequence types, namely Zadoff-Chu sequences and pseudorandom codewords, and
variations in the pilot size, the channel length and the observation window size are
executed in order to understand their effects. Results ultimately illustrate that
TCH codes can be effectively used in joint channel estimation and synchronization,
managing to withstand worst simulation conditions better than its counterparts.
It is also proven that compressed sensing can successfully be utilized in joint synchronization and channel estimation, an area where its use has not been very
explored.