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.

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

Розділ

Оригінальні статті