Investigación sobre el algoritmo de inteligencia computacional en la estimación de canales LTE

Debido a que el tráfico de datos está creciendo a un ritmo rápido gracias a los avances en el Internet de las Cosas, el modelado preciso y la anticipación exacta del Long-Term Evolution (LTE) es fundamental para una variedad de aplicaciones como el streaming de vídeo, el consumo efectivo de ancho de...

Full description

Autores:: Pathan, Siraj
Kumar Singh, Sanjay
Pathak, Sunil
Tamboli, Mujib

Tipo de recurso:: Article of investigation

Fecha de publicación:: 2022

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	Debido a que el tráfico de datos está creciendo a un ritmo rápido gracias a los avances en el Internet de las Cosas, el modelado preciso y la anticipación exacta del Long-Term Evolution (LTE) es fundamental para una variedad de aplicaciones como el streaming de vídeo, el consumo efectivo de ancho de banda, y la gestión de la energía. En esta investigación, proponemos un modelo basado en un Algoritmo de Inteligencia Computacional (IC) que puede mejorar la Estimación del Canal basado en la señal recibida. Se consideran dos algoritmos. A diferencia de los trabajos anteriores que se centraban únicamente en el diseño de modelos para estimar el canal utilizando los algoritmos tradicionales de Error Cuadrático Medio (MMSE) y de Mínimos Cuadrados (LS), nosotros utilizamos 1) GA (Algoritmo Genético) y 2) PSO (Algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas) para trabajar con datos de prueba de conducción discreta y continua de Long-Term Evolution (LTE). Nos fijamos en LTE en la banda de 5,8 GHz en particular. Al reducir el error cuadrático medio de LS y la complejidad de MMSE, el modelo de diseño intenta mejorar la estimación del canal. Los pilotos se colocan al azar y se envían con los datos para recopilar información sobre el canal, lo que ayuda al receptor a descodificar y estimar el canal mediante LS, MMSE, Taguchi GA y PSO. Se ha estimado la tasa de error de bits (BER), la relación señal/ruido y el error cuadrático medio de un modelo basado en IC. En comparación con los algoritmos MMSE y LS, el modelo BER propuesto alcanza la ganancia objetivo de 2,4 dB y 5,4 dB.
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En esta investigación, proponemos un modelo basado en un Algoritmo de Inteligencia Computacional (IC) que puede mejorar la Estimación del Canal basado en la señal recibida. Se consideran dos algoritmos. A diferencia de los trabajos anteriores que se centraban únicamente en el diseño de modelos para estimar el canal utilizando los algoritmos tradicionales de Error Cuadrático Medio (MMSE) y de Mínimos Cuadrados (LS), nosotros utilizamos 1) GA (Algoritmo Genético) y 2) PSO (Algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas) para trabajar con datos de prueba de conducción discreta y continua de Long-Term Evolution (LTE). Nos fijamos en LTE en la banda de 5,8 GHz en particular. Al reducir el error cuadrático medio de LS y la complejidad de MMSE, el modelo de diseño intenta mejorar la estimación del canal. Los pilotos se colocan al azar y se envían con los datos para recopilar información sobre el canal, lo que ayuda al receptor a descodificar y estimar el canal mediante LS, MMSE, Taguchi GA y PSO. Se ha estimado la tasa de error de bits (BER), la relación señal/ruido y el error cuadrático medio de un modelo basado en IC. En comparación con los algoritmos MMSE y LS, el modelo BER propuesto alcanza la ganancia objetivo de 2,4 dB y 5,4 dB.Because data traffic is growing at a rapid pace thanks to advancements in the Internet of Things, precise modelling and precisely anticipating Long-Term Evolution (LTE) Channel is critical for a variety of applications like as video streaming, effective bandwidth consumption, and power management. In this research, we propose a model based on a Computational Intelligence (CI) Algorithm that may enhance Channel Estimation based on received signal. Two Algorithms are considered. In contrast to previous work that focused solely on designing models to estimate channel using traditional Minimum Mean Square Error (MMSE) and Least Square (LS) algorithms, we used 1) GA (Genetic Algorithm) and 2) PSO (Particle Swarm Optimization Algorithm) to work on Discrete and Continuous Long-Term Evolution (LTE) drive test data. We're looking at LTE in the 5.8 GHz band in particular. By lowering the mean square error of LS and the complexity of MMSE, the design model attempts to improve channel estimation. Pilots are put at random and sent with data to gather channel information, which aids the receiver in decoding and estimating the channel using LS, MMSE, Taguchi GA, and PSO. The Bit Error Rate (BER), Signal to Noise Ratio, and Mean Square Error of a CI-based model have all been estimated. In comparison to the MMSE and LS algorithms, the proposed model BER achieves the target gain of 2.4 dB and 5.4 dB.application/pdfspaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABhttps://revistas.unab.edu.co/index.php/rcc/article/view/4308/3690https://revistas.unab.edu.co/index.php/rcc/issue/view/2853GPP. (2008, November). LTE. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation. TS 36.211. Retrieved from https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/136200_136299/136211/08.03.00_60/ts_136211v080300p.pdfDongming, W., Bing, H., Junhui, Z., Xiqi, G., & Xiaohu, Y. (2003, September). Channel estimation algorithms for broadband MIMO-OFDM sparse channel. 14th IEEE Proceedings on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2003. PIMRC 2003. (pp. 1929-1933). Beijing: IEEE. doi:10.1109/PIMRC.2003.1260454Edfors, O., Sandell, M., van de Beek, J. J., Wilson, S. K., & Ola Borjesson, P. (1996, April 28). OFDM channel estimation by singular value decomposition. Proceedings of Vehicular Technology Conference - VTC (pp. 923-927). Atlanta, GA, USA: IEEE. doi:10.1109/VETEC.1996.501446Khlifi, A., & Bouallegue, R. (2011, October). Performance Analysis of LS and LMMSE channel estimation techniques for LTE Downlink Systems. International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN), 3(5), 141-149. doi:10.5121/ijwmn.2011.3511Li, Y., Seshadri, N., & Ariyavisitakul, S. (1999, March). Channel estimation for OFDM systems with transmitter diversity in mobile wireless channels. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(3), 461-471. doi:10.1109/49.753731Masud Rana. (2010, December). Channel estimation techniques and LTE terminal implementation challenges. 2010 13th International Conference on Computer and Information Technology (ICCIT) (pp. 545-549). Dhaka: IEEE. doi:10.1109/ICCITECHN.2010.5723916Muquet, B., Wang, Z., Giannakis, G. B., de Courville, M., & Duhamel, P. (2002). 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IEEE Transactions on Signal Processing, 55(3), 1150-1158. doi:10.1109/TSP.2006.888063Simko, M., Wu, D., Mehlfuerer, C., Eilert, J., & Liu, D. (2011, April). Implementation Aspects of Channel Estimation for 3GPP LTE Terminals. 17th European Wireless 2011 - Sustainable Wireless Technologies (pp. 17th European Wireless 2011 - Sustainable Wireless Technologies). Vienna: VDE. Retrieved from https://ieeexplore.ieee.org/document/5897996/van de Beek, J. J., Edfors, O., Sandell, M., Wilson, S. K., & Borjesson, P. O. (1995, July). On channel estimation in OFDM systems. 1995 IEEE 45th Vehicular Technology Conference. Countdown to the Wireless Twenty-First Century (pp. 815-819). Chicago, IL, USA: IEEE. doi:10.1109/VETEC.1995.504981Wang, D., Han, B., Zhao, J., Gao, X., & You, X. (2003, September). Channel estimation algorithms for broadband MIMO-OFDM sparse channel. 14th IEEE Proceedings on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2003. PIMRC 2003. 2, pp. 1929-1933. 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