Характеристики неортогонального STBC при полной скорости работы в системах MIMO с пространственной корреляцией

Автор(и)

  • С. Б. Патель Чаротарский университет науки и техники, Індія https://orcid.org/0000-0003-4240-6730
  • Джамин К. Бхалани Технологический институт Бабария, Вадодара, Індія
  • И. Н. Триведи Университет Нирмы, Ахмадабад, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020020041

Ключові слова:

система MIMO, пространственно-временной блочный код, пространственная корреляция, коэффициент битовых ошибок, отношение сигнал-шум, широкополосный множественный доступ с кодовым разделением, технология широкополосного доступа в микроволновом диапазоне, WCDMA, BER, SNR, STBC, WiMAX

Анотація

Пространственная корреляция является одним из факторов ухудшения работы реальных систем беспроводной связи со многими входами и многими выходами MIMO (Multiple Input Multiple Output). Важно учитывать пространственную корреляцию между антеннами в реальной системе связи на обеих сторонах, т. е. на стороне передачи и стороне приема. В работе рассмотрен неортогональный код STBC при полной скорости работы в системах MIMO, оснащенных четырьмя передающими антеннами и четырьмя приемными антеннами при использовании квазистатического канала с релеевскими замираниями. С помощью моделирования получена характеристика коэффициента битовых ошибок BER (Bit Error Rate) для неортогонального пространственно-временного блочного кода STBC (Space Time Block code) при полной скорости работы в системах беспроводной связи MIMO. Предполагается наличие пространственной корреляции между антеннами как на стороне передатчика, так и на стороне приемника. Анализ выполнен для различных значений разнесения передающих антенн dt = 0,1π; 0,2π и 0,4π при фиксированным значении dr = 0,1π, и различных значений разнесения приемных антенн dr = 0,1π; 0,2π и 0,4π при фиксированным значении dt = 0,1π. Полученные результаты показали, что разнесение на стороне передачи является более серьезным фактором, чем разнесение на стороне приема в среде антенн с пространственной корреляцией для заданного отношения сигнал–шум. Это исследование полезно для практической реализации систем беспроводной связи, где присутствуют антенны с пространственной корреляцией в реальной рабочей среде системы беспроводной связи MIMO.

Посилання

  1. S. M. Alamouti, “A simple transmit diversity technique for wireless communications,” IEEE J. Selected Areas Commun., v.16, No. 8, p.1451, 1998. DOI: 10.1109/49.730453.
  2. V. Tarokh, H. Jafarkhani, A. R. Calderbank, “Space-time block codes from orthogonal designs,” IEEE Trans. Inf. Theory, v.45, No. 5, p.1456, 1999. DOI: 10.1109/18.771146.
  3. O. Tirkkonen, A. Boariu, A. Hottinen, “Minimal non-orthogonality rate 1 space-time block code for 3 + Tx antennas,” Proc. of IEEE 6th Int. Symp. on Spread-Spectrum Tech. and Appl., ISSSTA2000, 6-8 Sept. 2000, Parsippany, USA, IEEE, 2000, p.429–432. DOI: 10.1109/ISSSTA.2000.876470.
  4. E. Basar, U. Aygolu, “Full-rate full-diversity STBCs for three and four transmit antennas,” Electron. Lett., v.44, No. 18, p.1076, 2008. DOI: 10.1049/el:20081676.
  5. M. K. Ozdemir, H. Arslan, E. Arvas, “On the correlation analysis of antennas in adaptive MIMO systems with 3-D multipath scattering,” Proc. of IEEE Wireless Communications and Networking Conf., 21-25 Mar. 2004, Atlanta, USA, IEEE, 2004, Vol. 1, p.295-299. DOI: 10.1109/WCNC.2004.1311560.
  6. P.-C. Hsieh, F.-C. Chen, “A new spatial correlation formulation of arbitrary AoA scenarios,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., v.8, p.398, 2009. DOI: 10.1109/LAWP.2009.2019311.
  7. J. W. Wallace, M. A. Jensen, “Modeling the indoor MIMO wireless channel,” IEEE Trans. Antennas Propag., v.50, No. 5, p.591, 2002. DOI: 10.1109/TAP.2002.1011224.
  8. S. Mikki, D. Sarkar, Y. Antar, “Near-field cross-correlation analysis for MIMO wireless communications,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., v.18, No. 7, p.1357, 2019. DOI: 10.1109/LAWP.2019.2916627.
  9. D. Tang, X. Xi, J. Zhou, “A novel MIMO channel model for congested communication environments,” IEEE Access, v.7, p.53754, 2019. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2912321.
  10. S. Kim, H. Cha, J. Kim, S.-W. Ko, S.-L. Kim, “Sense-and-predict: harnessing spatial interference correlation for cognitive radio networks,” IEEE Trans. Wireless Commun., v.18, No. 5, p.2777, 2019. DOI: 10.1109/TWC.2019.2908168.
  11. Дармендра В. Чаухан, Джамин К. Бхалани, “Эффективность нелинейных обнаружителей при пространственном мультиплексировании для пространственно-коррелированных каналов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 60, № 7, С. 383, 2017. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017070020.
  12. Мохамед Б. Эль Машад, А. Х. Тоима, “Оценка характеристик беспроводной оптической связи с пространственным разнесением для каналов с атмосферной турбулентностью,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 4, С. 183, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018040015.
  13. H. Jafarkhani, Space-Time Coding. Theory and Practice, 1st ed. Cambridge University Press, 2005, pp. 74-76. DOI: 10.1017/CBO9780511536779.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-02-24

Як цитувати

Патель, С. Б., Бхалани, Д. К., & Триведи, И. Н. (2020). Характеристики неортогонального STBC при полной скорости работы в системах MIMO с пространственной корреляцией. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(2), 107–113. https://doi.org/10.20535/S0021347020020041

Номер

Том 63 № 2 (2020)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.