Impact of Polarization Diversity on Channel Estimation Accuracy in 5G Networks Using MIMO-OFDM Technology

الملخص

تعتمد شبكات الجيل الخامس (5G) بشكل كبير على دقة تقدير القناة لتحقيق أهدافها الطموحة في معدلات البيانات العالية جداً و زمن الاستجابة المنخفض جداً. تقدم هذه الورقة تحليلاً شاملاً لتأثير تنوع الاستقطاب على دقة تقدير القناة في شبكات 5G باستخدام تقنية المدخلات المتعددة والمخرجات المتعددة مع تقسيم التردد المتعامد . (MIMO-OFDM) تكمن المساهمة الجديدة لهذا العمل في التقييم المنهجي لتأثيرات الاستقطاب الثنائي على أداء تقدير القناة مقارنة بالأساليب التقليدية للاستقطاب الأحادي، مما يوفر رؤى كمية كانت مفقودة في الأدبيات الموجودة. تستخدم منهجيتنا النمذجة الرياضية الدقيقة والمحاكاة الواسعة في بيئة MATLAB لمقارنة خوارزميات تقدير القناة بطريقة أقل المربعات (LS) و متوسط مربع الخطأ الأدنى (MMSE) تحت سيناريوهات الاستقطاب الأحادي والثنائي. يستند إطار المحاكاة على مواصفات واقعية لراديو 5G الجديد (NR) ، بما في ذلك تردد الناقل 3.5 جيجا هرتز و عرض النطاق 100 ميجا هرتز و ظروف قناة ريليه المتلاشية. تُظهر النتائج الرئيسية أن الاستقطاب الثنائي مع MMSE يحقق تحسناً يصل إلى 8 ديسيبل في أداء نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) مقارنة بأنظمة الاستقطاب الأحادي ، مع تقليل متوسط مربع الخطأ (MSE) بأكثر من مرتبة واحدة تحت ظروف SNR المنخفضة.