KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.18
no.5
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pp.1369-1389
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2024
In the era of 6G, the rapid increase in communication data volume poses higher demands on traditional channel estimation techniques and those based on deep learning, especially when processing large-scale data as their computational load and real-time performance often fail to meet practical requirements. To overcome this bottleneck, this paper introduces quantum computing techniques, exploring for the first time the application of Quantum Generative Adversarial Networks (QGAN) to broadband channel estimation challenges. Although generative adversarial technology has been applied to channel estimation, obtaining instantaneous channel information remains a significant challenge. To address the issue of instantaneous channel estimation, this paper proposes an innovative QGAN with a dual-module design in the generator. The adversarial loss function and the Mean Squared Error (MSE) loss function are separately applied for the parameter updates of these two modules, facilitating the learning of statistical channel information and the generation of instantaneous channel details. Experimental results demonstrate the efficiency and accuracy of the proposed dual-module QGAN technique in channel estimation on the Pennylane quantum computing simulation platform. This research opens a new direction for physical layer techniques in wireless communication and offers expanded possibilities for the future development of wireless communication technologies.
In this paper, the BER performance of IEEE 802.11a OFDM WLAN system is obtained by simulation and it is shown that the proposed modified channel estimation algorithm improves the channel estimation performance of the system. The wireless channel used in channel simulation includes AWGN and delay spread channel implemented by TDL model. At first, the performance of OFDM WLAN system according to data rate and coding rate defined in standard is evaluated in AWGN channel. Then, imperfect channel estimation in indoor wireless channel is considered. After the performance of conventional channel estimation scheme using only two long training symbols is evaluated, and that of proposed modified channel estimation scheme using additional 8 short training symbol is compared with it. From the simulation results, it is shown that modified channel estimation scheme provides reduced channel estimation error and improves the channel estimation performance due to noise averaging effect with the same preamble format as defined in specification.
Wireless LAN system is evolving toward high-speed data transmission and more accurate channel estimation is necessarily required to improve communication performance. The PLCP preamble field in IEEE 802.11 based wireless MODEM consists of ten short symbols and two long symbols and is used for synchronization and channel estimation. The existing least square (LS) channel estimation is based on only two long training symbols. After estimating channel response separately by using each long training symbol, the final channel estimation is obtained by the average of each estimation. In this paper, a new channel estimation algorithm is presented to improve the performance of the existing LS channel estimation algorithm. From the fact that the short training symbol consists of 12 non-zero subcarriers, it gives us a clue of being able to additionally estimate at least one fourth of channel coefficients. The new LS algorithm performs channel estimation based on both two long training symbols and a short training symbol. The proposed LS algorithm shows a little bit performance improvement over the existing LS estimation and it will be able to be applied to the IEEE 802.11p WAVE system.
Seo, Heejin;Park, Sunho;Kim, Jinhong;Shim, Byonghyo
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.27
no.1
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pp.27-32
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2016
In this paper, we proposed a soft decision-directed channel estimation based on MMSE estimation for MIMO-OFDM system. While the conventional method employs only pilot signals for channel estimation, the proposed algorithm performs channel estimation using pilot and reliable data signals. We also proposed selection criterion among reliable data signal for channel estimation. From numerical simulations, we show that the proposed channel estimator achieves 1 dB performance gain over conventional channel estimators.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2000.05a
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pp.222-225
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2000
In this paper, a synchronous CDMA system accepted for the cdma2000 standard is simulated to propose optimized reverse link power ratio and channel estimation lengths. Differently from IS-95, the pilot channel is used in the proposed system to estimate fading channel, so optimized estimation lengths are needed. Therefore, in this paper we analyze optimized estimation lengths which is needed to decide the power ratio of pilot channel and fundamental channel. From fixed estimation lengths, we calculate FER with various power ratio values.
It is widely accepted that single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) is an excellent candidate for broadband wireless systems. Channel estimation is one of the key challenges in SC-FDMA, since accurate channel estimation can significantly improve equalization at the receiver and, consequently, enhance the communication performances. In this paper, we study the application of compressive sensing for sparse channel estimation in a SC-FDMA system. By skillfully designing pilots, their patterns, and taking advantages of the sparsity of the channel impulse response, the proposed system realizes channel estimation at a low cost. Simulation results show that it can achieve significantly improved performance in a frequency selective fading sparse channel with fewer pilots.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.6
no.9
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pp.2218-2230
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2012
In this paper, we propose an efficient channel delay estimation method for orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems, especially over doubly-selective fading channels which are selective in both the symbol time domain and subcarrier frequency domain. For the doubly-selective fading channels in single frequency network (SFN), long and strong echoes exist and thus the conventional discrete Fourier Transform (DFT) based channel delay estimation system often fails to produce the exact channel delay profile. Based on the analysis of the discrete-time frequency response of the channel impulse response (CIR) coefficients in the DFT-based channel delay estimation system, we develop a method to effectively extract the true CIR from the aliased signals by employing a simple narrow-band low-pass filter (NB-LPF). The performance of the proposed system is verified using the COST207 TU6 SFN channel model.
In this paper, we present an improved channel estimation method for orthogonal frequency division multiplexing systems using pilot-symbol-aided parameter estimation. Conventional linear minimum mean square error(LMMSE) channel estimation method uses only pilot symbols for channel estimation. So, as the fading channel varies rapidly, a performance is decreased. We proposed a channel estimation method, which estimates channel attenuation in the middle of pilots using pilot symbols and then estimates the whole channel attenuation with pilots and estimated channel attenuation. Compared with conventional LMMSE channel estimation method, the proposed method is significantly robust in a rapid fading channel with high Doppler frequency and delay spread.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.38C
no.3
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pp.288-295
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2013
In this paper, we compare the existing channel estimation technique for 4S (Ship to Ship, Ship to Shore) maritime communications under AWGN channel model, Rician fading channel model, and Rayleigh fading channel model respectively. In general, the received signal is corrupted by multipath and ISI (Inter Symbol Interference). The estimation of a time-varying multipath fading channel is a difficult task for the receiver. Its performance can be improved if an appropriate channel estimation filter is used. The simulation is performed in MATLAB. In this simulation, we use the popular estimation algorithms, LMS (Least Mean Square) and RLS (Recursive Least-Squares) are compared with respect to AWGN, Rician and Rayleigh channels.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.32
no.4C
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pp.418-424
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2007
This paper proposes a scheme to track channel response in OFDM systems with null sub-carriers. The proposed channel tracking scheme estimates the channel response first in the frequency domain by using the decision directed data. The time domain channel estimation is then performed to remove additive white Gaussian noise (AWGN) components further. Due to the channel estimation in the frequency domain, no inverse matrix calculation is required in the time domain channel estimation. Computational reduction in the proposed method is about 93%, compared with the conventional time domain channel estimation method. Mean square error (MSE) and bit error rate (BER) performances are evaluated by using computer simulation. The proposed method shows the same performance as that of the conventional time domain channel estimation even though the significant computational reduction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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