[pt] O esquema OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) é um esquema de transmissão de sinais por multiplexação em freqüência e sua adoção vem mostrando-se bastante promissora no que diz respeito à transmissão de sinais em canais seletivos em freqüência. Sua relativa robustez frente a canais com múltiplos percursos é conseguida efetuando-se a transmissão paralela de dados em subportadoras ortogonais estreitas. Os receptores OFDM, de uma forma geral, necessitam de estimativas do canal de comunicação para realizar a detecção coerente dos sinais recebidos. Estimativas do canal podem ser obtidas de forma assistida por meio da utilização de pilotos que consomem preciosa banda, ou de forma cega, valendo-se apenas do conhecimento de características estatísticas dos sinais transmitidos. Esta tese segue a linha de estimação cega de canal. São propostos dois estimadores cegos de canal, para sistemas OFDM com intervalo de guarda ZP ou CP. O primeiro baseia-se no casamento de correlação, a saber: a estimativa do canal corresponde ao argumento que minimiza a norma quadrática de Frobenius da diferença entre a matriz correlação teórica parametrizada dos sinais recebidos e uma estimativa desta matriz obtida por meio das observações no receptor. O segundo estimador é desenvolvido a partir de uma modificação do método de identificação de canal por meio da estimação do subespaço de ruído, lançando mão de uma estimativa para o operador projeção no subespaço de ruído. Técnicas para resolver a ambigüidade complexa presente nas estimativas do canal que resultam dos métodos propostos são abordadas. Os estimadores propostos são estendidos para sistemas OFDM ditos com intervalo de guarda insuficiente. Resultados de simulações ilustram o desempenho, tanto em termos de erro quadrático médio dos estimadores, quanto em taxa de erro de bit dos sistemas. / [en] Orthogonal Frequency Division Multiplexing is a multi-carrier transmission technique suitable for wireless communications through frequency selective channels, thus making it an appealing scheme for next-generation applications demanding high data rates. Its robustness with respect to multipath channels is obtained by modulating a set of closely-spaced orthogonal sub-carriers. In order to coherently detect the received signals, Channel State Information must be available to OFDM receivers. Supervised channel estimation is achieved by multiplexing known pilot symbols and data symbols, thus reducing effective system throughput. On the other hand, unsupervised or blind estimation techniques rely solely on the knowledge of statistical characteristics of the transmitted signal in order to identify the channel. This thesis proposes two blind channel estimators, for OFDM systems with CP or ZP guard interval. The first estimator is based on correlation matching: a channel estimate is obtained as the argument which minimizes the Frobenius quadratic norm of the difference between the parameterized theoretical correlation matrix of the transmitted signals and an estimate of that matrix obtained by means of observations at the receiver. The second estimator is obtained by modifying the noise subspace based channel estimator and using an estimate for the noise subspace projector which relies on powers of the inverse correlation matrix. Techniques to eliminate the inherent complex ambiguity derived from the proposed blind channel estimators are addressed. The porposed estimators’ formulation is also extended to the case of OFDM systems with insufficient guard intervals. Simulation results depict Mean Square Error of the proposed estimators, as well as Bit Error Rate performance of systems using those estimators in various scenarios.

[pt] Este trabalho investiga o impacto da utilização de técnicas para melhorar a qualidade da estimação de canal em sistemas MC CDMA (Multi Carrier Code Division Multiple Access) e MC DS CDMA (Multi Carrier Direct Sequence Code Division Multiple Access) em canais seletivos em frequência. Dois tipos de intevalos de guarda são considerados: Prefixo Cíclico CP (Cyclical Prefix) e Sufixo de Zeros ZP (Zero Padding) escolhidos por serem os mais populares na literatura. Inicialmente, a estimação de canal é assistida por símbolos piloto e baseada no critério de mínimo erro médio quadrático MMSE (Minimum Mean Square Error). São descritas expressões analíticas para as estimativas convencionais MMSE e para duas técnicas de melhoria das estimativas: aplicando uma matriz de projeção e aplicando uma restrição inicial. Na estimação cega de canal duas técnicas são estudadas para o enlace reverso do sistema MC DS CDMA, incorporando o intervalo de guarda do tipo ZP. A primeira técnica baseia-se na propriedade de ortogonalidade dos subespaços do sinal e do ruído e no método de potências. Na segunda técnica, a estimação de canal é baseada na técnica de casamento de correlação dos dados recebidos e os estimadores são obtidos por minimização de uma função custo. Essa função é definida como o quadrado da norma de Frobenius da matriz de erro resultante da comparação entre a matriz autocorrelação com a sua estimativa obtida por amostragem média. Os resultados simulados demonstraram que os métodos propostos para os algoritmos de estimação assistida e para os algoritmos de estimação cegos apresentam um compromisso desempenho versus complexidade satisfatório, permitem melhorar a qualidade dos respectivos estimadores derivados e revelaram que é possível obter ganho no desempenho de ambos os sistemas. / [en] This work investigates the impact of techniques to improve the channel estimation in Orthogonal Multi Carrier CDMA (Code Division Multiple Access) Systems: MC CDMA (Multi Carrier Code Direct Multiple Access) and MC DS CDMA (Multi Carrier Direct Sequence Code Division Multiple Access) in frequency-selective channels. Two types of guard interval are considered, the zero padded (ZP) and cyclic prefix (CP) the most used in the literature. Initially, the channel estimation is assisted by pilot symbols and based in the minimum mean square error criterium. Analytical expressions for the mean square performance of the conventional estimator and two improved channel estimates: applying a projection matrix and applying a initial restriction are presented. In blind channel estimation two techniques are investigate for ZP MC DS-CDMA systems and alternatives methods are proposed. The first is based in subspace method and power techniques. The second is based in correlation matching and square minimization of the cost function; that is defined by the square Frobenius norm of the error matrix. This error matrix is obtained with matching the correlation matrix against its sample average estimated from the received data. The simulated results revel that the proposed assisted and blind methods achieve good performance with softer computational complexity in both systems.