New approaches for channel estimation in wireless communications

Basit Öğe Kaydı
dc.authorid0000-0001-5724-0839
dc.contributor.advisorBayazıt, Uluğen_US
dc.contributor.authorŞenol, Habiben_US
dc.contributor.otherIşık Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektronik Mühendisliği Doktora Programıen_US
dc.date.accessioned2016-06-24T03:50:09Z
dc.date.available2016-06-24T03:50:09Z
dc.date.issued2006-03-10
dc.departmentIşık Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektronik Mühendisliği Doktora Programıen_US
dc.descriptionText in English ; Abstract: English and Turkishen_US
dc.descriptionIncludes bibliographical references (leaves 100-102)en_US
dc.descriptionxix, 102 leavesen_US
dc.description.abstractThis thesis first proposes a conputationally efficient, pilot-aided linear minimum mean square error (MMSE) batch channel estimation algorthm for the orthogonal frequency division multiplexing OFDM systems in unkonown wireless fading channels. The batch linear MMSE will be converted to the sequential linear MMSE estimator due to fast convergence property and the simple structure. In addition to OFDM systems, focusing on transmit diversity (OFDM) transmission through frequency selective channels, this thesis pursues a channel estimation approach in time-domain for both space-frequency OFDM (SF-OFDM) and space-time OFDM (ST-OFDM) systems. This thesis also proposes a computationally efficient, pilot aided linear minimum mean square error (MMSE) time domain batch channel estimation algorithm for OFDM systems with transmit diversity in unknown wireless fading channels. The proposed batch approaches (with or without transmit diversity) employ a convenient representation of the discrete multipath fading channel based on the Karhunen Loeve (KL)orthogonal expansion and finds MMSE estimates of the uncorrelated KL series expansion coefficients. Based on such an expansion, no matrix inversion is required in the proposed MMSE estimators . Moreover, optimal rank reduction is achieved by exploiting the optimal truncation property of the KL expansion resulting in a smaller computational load on the estimation algortihm. The performance of the proposed approaches is studied through analytical and experimental result. Then, in order to explore the performances, the stochastic Cramer- Rao lower bounds are considered for the proposed approaches . The effect of a modelling mismatch on the performance of the estimator is also analyzed.In order to explore the performance of the transmit diversity OFDM systems, the closed-form expression for the average symbol error rate (SER) probability is also derived for the maximum ratio receive combiner (MRRC) in these systems. Simulations result confirm our theoretical analysis, and illustrate that the proposed channel estimation algorithms for OFDM systems with and without transmit diversity are capable of tracking fast fading and frequency selective fading, respectively and improving overall performance.en_US
dc.description.abstractBu tez öncelikle, sönümlemeli, telsiz iletişim kanalı etkisi altındaki dik sıklık bölüşümlü çoğalma (OFDM) sistemleri için, işlem yükü az, pilot destekli doğrusal en küçük ortalama karesel hata (MMSE) toptan kanal kestirimci algoritması önerir. Toptan doğrusal MMSE kanal kestirimcisi, hızlı yakınsaması ve basit bir yapıya sahip olmasından dolayı fiziksel doğrusal MMSE kestirimcisine dönüştürülecektir. Bunun yanısıra, bu tez; frekans seçici kanallar üzerinden iletişim sağlayan verici çeşitlemeli OFDM sistemlerine odaklanarak , zaman düzleminde , hem uzay-zaman , hem de uzay-frekans çeşitlemeli OFDM sistemleri için bir kanal kestirim yaklaşımı ortaya koyma amacını taşımaktadır. Ayrıca bu kez, sönümlemeli , telsiz iletişim kanalı etkisi altındaki verici çeşitlemeli OFDM sistemleri içinde işlem yükü az, pilot destekli doğrusal en küçük ortalama karesel hata (MMSE) zaman düzlemi kanal kestirimcisi algoritması önerir. Önerilen toptan yaklaşımlar (verici çeşitlemeli yada çeşitlemesiz), Karhunen Loeve (KL) dik açılımına dayanan, ayrık çok yollu sönümlemeli kanallı elverişli gösterilmine olanak tanır ve ilişkisiz KL açılım katsayılarının MMSE kestirim değerlerini bulur. Böylece bir açılıma göre, önerilen MMSE kestirimcilerine matris evriğine gereksinim yoktur . Bunun ötesinde, uygun kerte indirgemesi, kestirim algoritması üzerinde daha küçük bir işlem yükü doğuran KL açılımının uygun kısaltılabilmesi özelliğinin kullanılması ile başarılır. Önerilen yaklaşımların başarımları analitik ve deneysel sonuçlarla incelenmektedir. Daha sonra, başarımları araştırmak için önerilen yaklaşımlar için stokastik Cramer Rao alt sınırları ele alınmaktadır. Modelleme hastasının kestirimcilerin başarımları üzerindeki etkileri analiz edilmektedir. Verici çeşitlemeli OFDM sistemlerinin başarımını araştırmak için en yüksek oran alınan sinyal birleştiricisi (MRRC) için ortalama sembol hata olasılığının (SER) çıkartımı yapılmaktadır. Benzetim sonuçları kuramsal sonuçlarımızı doğrulamakta, verici çeşitlemeli veya çeşitlemesiz OFDM sistemleri için önerilen kanal kestirim algoritmaları sırasıyla hızlı sönümlemeli ve frekans seçici sönümlemeli kanalları izlemekte ve bütün sistemin başarımını arttırmaktadır.en_US
dc.description.tableofcontentsDoppler Shiften_US
dc.description.tableofcontentsMultipath Channel Parametersen_US
dc.description.tableofcontentsTime Dispersion Parametersen_US
dc.description.tableofcontentsCoherence Bandwidthen_US
dc.description.tableofcontentsCoherence Timeen_US
dc.description.tableofcontentsFading Typesen_US
dc.description.tableofcontentsFlat Fadingen_US
dc.description.tableofcontentsFrequency Selective Fadingen_US
dc.description.tableofcontentsSlow Fadingen_US
dc.description.tableofcontentsFast Fadingen_US
dc.description.tableofcontentsDoppler Power Spectrumen_US
dc.description.tableofcontentsBasic Principles of OFDMen_US
dc.description.tableofcontentsOFDM Channel Estimation by Karhunen Loeve Expansionen_US
dc.description.tableofcontentsBatch MMSE Channel Estimatoren_US
dc.description.tableofcontentsMMSE Multipath Channel Estimatoren_US
dc.description.tableofcontentsKarhunen Loeve Expansion of Multipath Channelen_US
dc.description.tableofcontentsEstimation of Karhunen Loeve Coefficientsen_US
dc.description.tableofcontentsTruncated MMSE Channel Estimatoren_US
dc.description.tableofcontentsCramer-Rao Bound for Karhunen Loeve Coefficientsen_US
dc.description.tableofcontentsBayesian MSEen_US
dc.description.tableofcontentsMismatch Analysisen_US
dc.description.tableofcontentsSequential MMSE Channel Estimatoren_US
dc.description.tableofcontentsBatch MMSE Approachen_US
dc.description.tableofcontentsSNR Design Mismatchen_US
dc.description.tableofcontentsCorrelation Mismatchen_US
dc.description.tableofcontentsPerformance of the Truncated Estimatoren_US
dc.description.tableofcontentsSequential MMSE Approachen_US
dc.description.tableofcontentsChannel Estimation for OFDM System with Transmit Diversityen_US
dc.description.tableofcontentsSpace-Frequency Coding in OFDM Systemsen_US
dc.description.tableofcontentsSpace-Time Coding in OFDM Systemsen_US
dc.description.tableofcontentsUnifying Space-Frequency and Space-Time OFDM Signal Modelsen_US
dc.description.tableofcontentsMMSE Multipath Channel Estimatior for ST/SF OFDM Systemsen_US
dc.description.tableofcontentsEstimation of Karhunen Loeve Coefficientsen_US
dc.description.tableofcontentsCramer-Rao Lower Bound for Karhunen Loeve Coefficientsen_US
dc.description.tableofcontentsBayesian MSEen_US
dc.description.tableofcontentsMismatch Analysisen_US
dc.description.tableofcontentsMean Square Error Performance of the Channel Estimationen_US
dc.description.tableofcontentsMMSE Approachen_US
dc.description.tableofcontentsSNR Design Mismatchen_US
dc.description.tableofcontentsCorrelation Mismatchen_US
dc.description.tableofcontentsPerformance of the Truncated Estimatoren_US
dc.description.tableofcontentsAppendix A. Bayesian Estimatorsen_US
dc.description.tableofcontentsMaximum A Posteriori (MAP) Estimatoren_US
dc.description.tableofcontentsMinimum Mean Square Error (MMSE) Estimatoren_US
dc.description.tableofcontentsAppendix B. Bayesian MSE for Truncated MMSE KL Estimator under SNR Mismatch in OFDM Systems without Diversityen_US
dc.description.tableofcontentsAppendix C. Bayesian MSE for Truncated MMSE KL Estimator under Correlation Mismatch in OFDM Systems without Diversityen_US
dc.description.tableofcontentsAppendix D. Bayesian MSE for Truncated MMSE KL Estimator under SNR Mismatch in ST/SF – OFDM Systemsen_US
dc.description.tableofcontentsAppendix E. Bayesian MSE for Truncated MMSE KL Estimator under Correlation Mismatch in ST/SF – OFDM Systemsen_US
dc.description.tableofcontentsAppendix F. Theroretical SER for SF/ST-OFDM Systemsen_US
dc.identifier.citationŞenol, H. (2006). New approaches for channel estimation in wireless communications. İstanbul: Işık Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.en_US
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11729/1015
dc.institutionauthorŞenol, Habiben_US
dc.institutionauthorid0000-0001-5724-0839
dc.language.isoenen_US
dc.publisherIşık Üniversitesien_US
dc.relation.publicationcategoryTezen_US
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen_US
dc.subject.lccTK5102.9 .S46 2006
dc.subject.lcshSignal processing.en_US
dc.subject.lcshWireless communication systems.en_US
dc.titleNew approaches for channel estimation in wireless communicationsen_US
dc.title.alternativeTelsiz haberleşmede kanal kestirimi için yeni yaklaşımlaren_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dspace.entity.typePublication

Dosyalar

Orijinal paket
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim
İsim:
Habib_Senol.pdf
Boyut:
1.77 MB
Biçim:
Adobe Portable Document Format
Açıklama:
DoctoralThesis
İndir
Lisans paketi
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim Yok
İsim:
license.txt
Boyut:
1.71 KB
Biçim:
Item-specific license agreed upon to submission
Açıklama:
İndir

Koleksiyon

Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Tez Koleksiyonu