Skip to main content
SUPERVISOR
محمدجواد امیدی (استاد راهنما) حمید سعیدی سورک (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hamed Hojatian
حامد حجتیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Performance Analysis of OFDM-Based Massive MIMO Systems in Presence of Synchronization Error
In the recent decade, multi-carrier modulation is considered by wireless system designers due to its high data rate and resistance against multipath fading effects. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is widely known and is the most commonly used multi-carrier modulation scheme in many communication standards. MIMO technology has been used due to the increase of the request for higher data rate, quality of transmission, and transmission energy limitation. Wireless cellular communication system is one of the most popular application of multi-user MIMO. Thus by combining of MIMO and OFDM, MIMO-OFDM is introduced. In the recent years, many research work have been devoted to the proposal of new techniques for the 5G cellular system. Multi-user MIMO with high number of antennas is widely considered and this has been the first assumption of many researches. Synchronization error is one of the most challenging problems in an OFDM system and carrier frequency offset is the reason for synchronization error. CFO can degrade the system performance. Therefore synchronization is one of the most important aspects of these communication systems. Synchronization is done in two ste first estimation and second correction or compensation. CFO estimation i multi user system uplink is a challenging task because the values of CFO for each user is different. In this thesis CFO and channel estimation will be performed jointly with low computational complexity by using CAZAC sequence which has attractive properties such as constant amplitude and zero autocorrelation. In addition by introducing an iterative scheme, the performance of estimation is improved. Then the performance of estimation is deliberated by CRLB calculation. Also, CFO compensation is done by introducing a new algorithm for uplink. This algorithm is improved by applying windowing and iterative schemes. Finally the simulation results will be shown the performance analysis. Keywords: Massive MIMO system based on OFDM, Massive MIMO, MIMO-OFDM, CFO estimation, Channel estimation, Intercarrier interference, Carrier frequency offset, Pilot, CFO compensation, Channel equalization
درخواست روزافزون برای افزایش نرخ اطلاعات و همچنین کمبود منابعی مانند پهنای باند و یا محدودیت در توان ارسالی، موجب استفاده‌ی هرچه بهتر از امکانات موجود در سیستم‌های مخابراتی از جمله سیستم‌های چندآنتنی شده است. همچنین مدولاسیون چند حاملی بدلیل مقاومت در برابر پدیده چند مسیری کانال بی سیم و تامین نرخ ارسال بالا در دهه‌ی اخیر مورد توجه طراحان سیستم‌های بی سیم قرار گرفته است. مدولاسیون OFDM معروف‌ترین و پرکاربردترین مدولاسیون چندحاملی است و امروزه شاهد استفاده از این مدولاسیون در بسیاری از استانداردهای مخابراتی هستیم. با تلفیق دو فناوری چندآنتنی و ،OFDM سیستم‌های چندآنتنی مبتنی بر OFDM معرفی شده است. طی چند سال اخیر تحقیقاتی جهت پیشنهاد به نسل پنجم سیستم‌های سلولی بی سیم آغاز شده است. در اکثر قریب به اتفاق این تحقیقات بر لزوم استفاده از سیستم‌های چندآنتنی چندکاربره با تعداد بالای آنتن تاکید شده و از آن به عنوان فرض اولیه در طراحی این سیستم‌ها نام برده شده‌ است. از معایب سیستم‌های مخابراتی ،OFDM حساسیت نسبت به انحراف فرکانسی حامل است. انحراف فرکانسی با ایجاد تداخل در گیرنده می‌تواند باعث کاهش عملکرد این سیستم‌ شود. شایان ذکر است حساسیت مذکور به سیستم‌های چندآنتنی انبوه مبتنی بر OFDM نیز قابل تعمیم است و باعث کاهش عملکرد این سیستم‌ها می‌شود. لذا یکی از بخش‌های مهم در سیستم‌های چندآنتنی انبوه مبتنی بر OFDM همزمان‌سازی است. فرایند همزمان‌سازی طی دو مرحله‌ی تخمین و تصحیح انجام می‌شود. تخمین انحراف فرکانسی در حالت فراسو و در شرایطی که سیستم چندکاربره دارای مقادیر متفاوت انحراف فرکانسی است، چالش برانگیز است. در این پایان‌نامه با استفاده از رشته راهنمای CAZAC به تخمین همزمان انحراف فرکانسی و کانال پرداخته شده است. علاوه بر این با استفاده از الگوریتم تکراری، عملکرد تخمین بهبود داده شده است. همچنین با محاسبه کران پایین کرامر رائو، تخمین انحراف فرکانسی و کانال مورد سنجش قرار گرفته است. همچنین روشی برای تصحیح همزمان انحراف فرکانسی و همسان‌سازی کانال در حالت فراسو پیشنهاد شده است. در ادامه عملکرد این الگوریتم با استفاده از تکنیک‌هایی مانند پنجره‌گذاری و روش تکراری بهبود یافته است. در نهایت با استفاده از نتایج شبیه‌سازی عملکرد سیستم در شرایط مختلف بررسی می‌شود. کلمات کلیدی: سیستم‌های چندآنتنی انبوه مبتنی بر OFDM - انحراف فرکانسی حامل‌ها - تخمین همزمان انحراف فرکانسی و کانال - سیگنال راهنما - همزمان‌سازی - تصحیح انحراف فرکانسی - همسان‌سازی کانال

ارتقاء امنیت وب با وف بومی