جبران سازی خطای تخمین کانال در سیستم های ارتباطی TiR-UWB

نویسندگان

دانشگاه امام حسین

چکیده

تکنیک ارسال معکوس زمانی(TiR)، یک روش ساده و موثر برای ارسال و دریافت در کانال های چند مسیری شدید، خصوصا کانال های UWB، می باشد که با کمک ویژگی تمرکز زمانی خود، پیچیدگی گیرنده را کاهش می دهد. با وجود کارآیی مناسب روش TiR، این تکنیک به خطای ناشی از تخمین غیر ایده آل کانال حساس می باشد. در این مقاله، ابتدا فرم بسته ای برای روابط احتمال خطای یک سیستم UWB مبتنی بر TiR با گیرنده شامل فیلتر منطبق ساده و در شرایط مختلف خطای تخمین کانال محاسبه می گردد. سپس به منظور بهبود عملکرد سیستم TiR-UWB در شرایط تخمینگر غیرایده آل کانال، پیش فیلتری در فرستنده بصورت یک الگوریتم بهینه سازی دو مرحله ای مبتنی بر تکرار پیشنهاد می گردد که خطای ناشی از تخمین غیر ایده آل کانال را برای سیستم شامل فیلتر منطبق ساده با استفاده از پیش فیلتر بدست آمده از سیستم شامل تخمینگر MMSE بهینه، در 4 گام مجزا به صفر نزدیک می کند. علاوه بر این، بصورت تحلیلی نشان داده می شودکه پیش فیلتر طراحی شده به کواریانس خطای تخمین کانال، که براحتی قابل دستیابی می باشد، وابسته است. بهبود عملکرد روش پیشنهادی، با حفظ ویژگی تمرکز زمانی تکنیک TiR، با کمک شبیه سازی نشان داده شده است بطوریکه در این بررسی، صحت روابط احتمال خطای محاسبه شده در حالت تئوری با نتایج حاصل از شبیه سازی مورد تایید قرار گرفته است.

عنوان مقاله [English]

Compensation of channel estimation error in TiR-UWB Communication Systems

نویسندگان [English]

  • Sajjad Alizadeh
  • Majid Okhovvat
چکیده [English]

Time Reversal (TiR) technique is an effective and simple method for data transmission in extremely multipath indoor UWB channels that mitigates the complexity of receiver by its own time focusing feature. Although, TiR method has the suitable performance, but it is sensitive to the non-ideal channel estimation error. In this paper at first, the bit error probability of TiR-UWB communication systems with the simple matched filter receiver and in different conditions of the channel estimation error is calculated in closed-form.Then, for improvement of the performance of the TiR-UWB system in such conditions, a pre-filter in transmitter is proposed as two stage iteration-based improvement algorithm that approaches the channel estimation error to zero in 4 steps for the TiR-UWB system including the simple matched filter receiver by means of the calculated pre-filter in the TiR-UWB system consisting on the optimal MMSE estimator. Furthermore, it is indicated analytically that the designed pre-filter depends on the existent channel estimation error covariance. The obtained equations are compared with simulations and are shown to be in good agreement.