Phase Noise Estimation for Wireless Communication Systems

Abstract

in wireless communication systems information symbols are transmitted through a communication channel which are affected many degradation factors. Besides fading and multipath effect of channel transmitted symbols are significantly suffered from various noise effects. Additive white Gaussian Noise (AWGN) is a well-known concept as noise which is mentioned above and usually considered as only degradation while the signal is transmitted. However in certain circumstances other degradation factors for instance phase noise problem particularly.Kablosuz haberleşme sistemlerinde, bilgi sembolleri kanalda iletilirken çeşitli bozucu etkileremaruz kalmaktadırlar. Kanalın sönümleme ve çok yollu iletim etkilerinin yanı sıra,iletilen semboller çeşitli gürültü etkileri tarafından önemli ölçüde bozunmaya uğramaktadır.Bu bozucu gürültülerinden en çok bilineni toplamsal beyaz Gauss gürültüsü olmakla beraber,sinyal iletimi sırasında genelde tek bozucu etki olarak değerlendirilmektedir. Fakat,bazı durumlarda faz gürültüsü gibi diğer bozucu etkiler aynı ölçüde ya da daha önemliolabilmektedir. Bu tezde, özellikle faz gürültüsü problemi üzerine çalışılmıştır.Faz gürültüsü, bir dalga şeklinin fazındaki ani, kısa süreli ve rastlantısal değişimininiteleyen bozucu etkidir. Faz gürültüsü etkisinin ortadan kaldırılması hata performansınıniyilişterilmesi adına oldukça önemlidir. Bu çalışmada beklenti enbüyüklemesi (ExpectationMaximization - EM) algoritması kullanılarak sürekli-değerli bir enformasyon kaynağıçıkışının sezimlenmesi ve çıkışı etkileyen bir faz gürültüsünün kestirimi problemi üzerindedurulmuştur. Faz gürültüsünün kestirimi için gerekli başlangıç faz gürültüsü değerleri pilotsimgelerden yararlanılarak kübik enterpolasyon yöntemiyle oluşturulmaktadır.Ayrıca, önerilen algoritma için bilgisayar benzetimleri yapılarak kaynak sezimleyicisi vefaz gürültüsü kestirimcisi için ortalama karesel hata (Mean Square Error - MSE) - sinyalgürültü oranı (Signal to Noise Ratio - SNR) başarımları algoritmanın her bir yinelemeadımı için sunulmuştur. Ayrıca, faz gürültüsü kestirimcisinin ortalama karesel hata - pilotaralığı başarım eğrileri çeşitli sinyal gürültü oranları için verilmiştir.