کاهش تداخل بین حاملی ناشی از پخش شدگی داپلر در کانال های دوگانه انتخابی با تلفیق فیلتر کالمن و همسان ساز دوری

استفاده از فضای آزاد به عنوان کانال و قابلیت حرکت گیرنده و فرستنده، تئوری مخابرات بی سیم را به دنیای عملی انتقال اطلاعات در عصر حاضر وارد کرده است. چندمسیره بودن کانال در مخابرات بی سیم موجب ایجاد تداخل بین سمبل های ارسالی در کانال می گردد. ofdm به عنوان یک مدولاسیون چندحاملی که ویژگی خاص عمود بودن زیر حامل ها را داراست، با تقسیم پهنای باند، در هر زیر باند یک سمبل را با نرخ پایین تر ارسال می کند. در نتیجه تداخل بین سمبلی در برابر دوره کل بلوک ناچیز خواهد بود. اما حساسیت سیستم ofdm به از بین رفتن تعامد بین زیرحامل ها آشکارسازی سمبل های دریافت شده را دچار مشکل می کند. به عنوان عامل اصلی ایجاد مشکل می توان از پدیده ی داپلر نام برد که در سیستم های تغییرپذیر با زمان اجتناب ناپذیر است. از بین رفتن تعامد بین حامل های ofdm به دلیل پدیده ی داپلر باعث در هم فرو رفتن نامطلوب سیگنال ها در حوزه ی فرکانس می شود. این پدیده تداخل بین حاملی نامیده میشود. رویکرد های مختلفی برای کاهش اثر تداخل بین حاملی ارائه شده است. روش خودحذفی، همسان سازی در حوزه ی زمان یا فرکانس و کدینگ مناسب در فرستنده از جمله مهم ترین این روش ها هستند. از این میان، رویکرد همسان سازی به دلیل عمومیت، کارکرد مناسب و عدم نیاز به ایجاد تغییرات در فرستنده مورد توجه است. کاهش اثر تداخل بین حاملی با استفاده از همسان ساز به دلیل تغییر بهره مسیرها در طول زمان و نیاز به اخذ ماتریس معکوس کانال با حجم محاسبات بالا روبرو است. با جداسازی بخش فاقد تداخل بین حاملی از ماتریس کانال و اعمال روش دوری این پیچیدگی تا حد زیادی کاهش می یابد. برای اعمال روش کاهش تداخل بین حاملی نیاز به تخمین کانال با استفاده از نمونه های راهنما یا سمبل آموزشی داریم. یکی از روش های تخمین کانال که با به روز رسانی زمانی و داده ای براساس مشاهدات، تخمین مناسبی از کانال ارائه می دهد، فیلتر کالمن است. در نگاه اول بلوک تخمین کانال و کاهش تداخل به ترتیب و به صورت مجزا در گیرنده اعمال شده و سمبل دریافتی آشکارسازی می شود. با هماهنگ کردن این دو بلوک به معنای تلفیق مناسب آن ها می توان احتمال خطای آشکارسازی را کاهش داد. علاوه بر این استفاده از همبستگی کانال در سمبل های متوالی ofdm ، تخمین بهتری از کانال را به دست خواهد داد. در نظر گرفتن مدل چندجمله ای با درجه دلخواه، به جای مدل خطی، برای توصیف تغییرات کانال در زمان، متناسب با فرکانس داپلر نرمالیزه، به کاهش بیشتر نرخ خطای بیت در آشکارسازی کمک می کند. این دلایل انگیزه ارائه روش تلفیقی تخمین کانال با استفاده از فیلتر کالمن و همسان سازی دوری در این تحقیق شد. روش تلفیقی مبتنی بر فیلتر کالمن و روش دوری کاهش تداخل به طور کامل شبیه سازی و با روشهای موجود مقایسه شده است. کاهش بیشتر نرخ خطای بیت در روش پیشنهادی به خصوص در سیگنال به نویزهای بالا مشهود است. معیار همگرایی روش تلفیقی می تواند در بهبود آشکارسازی موثر باشد. به این منظور دو روش ارائه و مقایسه شده است. اطلاعات مورد نیاز برای تخمین کانال برای فیلتر کالمن معمولاً از نوع سمبل آموزشی است که در اینجا، استفاده از آن به خاطر تغییرات سریع کانال، برای تخمین سمبل های بعدی با خطای زیادی همراه است. در روش تلفیقی نمونه های راهنما جایگزین سمبل آموزشی می شوند. برای کاهش پیچیدگی این روش با جداسازی مناسب روابط، محاسبات پیچیده تخمین کالمن تنها یک بار برای کل سیستم انجام شده و در هنگام آشکارسازی از نتایج ذخیره شده آن استفاده می شود. روش ارائه شده به علت دوری بودن با اشغال منابع کمتر و دستیابی به فرکانس کاری بالاتر مناسب برای پیاده سازی سخت افزاری است. به طور کلی روش تلفیقی رویکرد موفقی در کاهش تداخل بین حاملی ارزیابی شده و می تواند در سیستم های عملی مخابرات بی سیم دارای حرکت مورد استفاده قرار گیرد.