Формирование луча многоэлементной антенны в схемах обработки сигналов с фазовой манипуляцией при использовании созвездий высшего порядка

Автор(и)

  • З. К. Адейемо Технологический университет Ладоке Акинтола, Огбомошо, Нігерія
  • Р. О. Аболаде Технологический университет Ладоке Акинтола, Огбомошо, Нігерія
  • Ф. А. Семире Технологический университет Ладоке Акинтола, Огбомошо, Нігерія
  • Е. О. Рабью Технологический университет Ладоке Акинтола, Огбомошо, Нігерія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020020065

Ключові слова:

формирование луча, сдвиг, многоэлементная антенна, взвешивание, весовой коэффициент, рэлеевский, созвездие, обработка сигналов

Анотація

Качество приема радиосигналов на узле адресата сильно зависит от типа использованных схем обработки сигналов и использования многоэлементных антенн на выходе передатчика и на входе приемника. Однако такая конфигурация обычно вызывает межнесущую интерференцию ICI (InterCarrier Interference), которая ведет к искажениям. В статье определяется характеристика эффективности формирования луча для антенной системы 6×6 в схемах фазовой манипуляции высокого порядка со сдвигом (16, 32 и 64-PSK), при использовании модели системы, снижающей искажения принятого сигнала Формирование луча осуществляется при использовании схем обработки сигналов со сдвигом путем введения весовых коэффициентов для переданных потоков с собственными значениями канала антенной системы 6×6 перед передачей данных, посредством 6 многоэлементных антенн через рэлеевский канал. Принятые искаженные сигналы подвергаются демодуляции и фильтрации с помощью фильтра с характеристикой типа корня квадратного из приподнятого косинуса. Эти сигналы детектируются и сравниваются с переданными битами для определения рабочей характеристики эффективности системы путем использования коэффициента битовой ошибки BER (Bit Error Rate). Полученные результаты показали, что по мере возрастания размера созвездия для схем фазовой манипуляции PSK (Phase Shift Keying) со сдвигом, значения BER увеличиваются и обеспечивают лучшую эффективность по сравнению с соответствующими традиционными схемами.

Посилання

Z. K. Adeyemo and I. A. Ojedokun, “EGC receiver using single radio frequency chain and single matched filter over combined Rayleigh and Rician fading channels,” ARPN J. Eng. Appl. Sci., vol. 9, no. 7, pp. 992–998, 2014. URL: https://www.researchgate.net/publication/290176849_Egc_receiver_using_single_radio_frequency_chain_and_single_matched_filter_over_combined_Rayleigh_and_Rician_fading_channels.

A. Goldsmith, Wireless Communications. Cambridge University Press, 2005.

H. S. Jochen, Mobile Communication. Massachusetts: Longman Publishing Company, Reading, 2000.

Y. S. Cho, J. Kim, W. Y. Yang, and C. G. Kang, MIMO-OFDM Wireless Communications with MATLAB®. Chichester, UK: John Wiley and Sons, 2010.

T. Weber, A. Sklavos, and M. Meurer, “Imperfect channel-state information in MIMO transmission,” IEEE Trans. Commun., vol. 54, no. 3, pp. 543–552, Mar. 2006, doi: https://doi.org/10.1109/TCOMM.2006.869783.

G. G. Raleigh and J. M. Cioffi, “Spatio-temporal coding for wireless communication,” IEEE Trans. Commun., vol. 46, no. 3, pp. 357–366, 1998, doi: https://doi.org/10.1109/26.662641.

G. J. Foschini and M. J. Gans, “On Limits of Wireless Communications in a Fading Environment when Using Multiple Antennas,” Wirel. Pers. Commun., vol. 6, no. 3, pp. 311–335, 1998, doi: https://doi.org/10.1023/A:1008889222784.

A. Gorokhov, D. A. Gore, and A. J. Paulraj, “Receive antenna selection for MIMO spatial multiplexing: Theory and algorithms,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 51, no. 11, pp. 2796–2807, Nov. 2003, doi: https://doi.org/10.1109/TSP.2003.818204.

B. A. Cetiner, E. Akay, E. Sengul, and E. Ayanoglu, “A MIMO system equipped with multifunctional reconfigurable antennas,” in IEEE Antennas and Propagation Society, AP-S International Symposium (Digest), 2006, pp. 157–160, doi: https://doi.org/10.1109/APS.2006.1710477.

C. N. Chuah, D. N. C. Tse, J. M. Kahn, and R. A. Valenzuela, “Capacity scaling in MIMO wireless systems under correlated fading,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 48, no. 3, pp. 637–650, Mar. 2002, doi: https://doi.org/10.1109/18.985982.

D. Tse and P. Viswanath, Fundamentals of Wireless Communication. Cambridge University Press, 2005.

M. Gheryani, Z. Wu, and Y. R. Shayan, “Capacity and performance of adaptive MIMO system based on beam-nulling,” in IEEE International Conference on Communications, 2009, doi: https://doi.org/10.1109/ICC.2009.5198804.

Z. K. Adeyemo, E. O. Rabiu, and O. A. Robert, “Offset Phase Shift Keying Modulation in Multiple-Input Multiple-Output Spatial Multiplexing,” Trans. Networks Commun., vol. 3, no. 2, pp. 116–116, Apr. 2015, doi: https://doi.org/10.14738/tnc.32.1144.

J. G. Proakis and M. Salehi, Communication Systems Engineering. New Jersey: Prentice Hall, 2002.

J. Proakis and M. Salehi, Digital Communications, 5th ed. New York: McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2007.

T. S. Rappaport, Wireless Comunications - Principles and Practice, 2nd ed. New Jersey: Prentice Hall, 2002.

B. Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications. New Jersey: Prentice-Hall PTR, 2001.

A. Amin, “Computation of bit-error rate of coherent and non-coherent detection M-ary PSK with gray code in BFWA systems,” Int. J. Adv. Comput. Technol., vol. 3, no. 1, pp. 118–126, 2011, doi: https://doi.org/10.4156/ijact.vol3.issue1.13.

K. S. Ahn, R. W. Heath, and H. K. Baik, “Shannon capacity and symbol error rate of space-time block codes in MIMO rayleigh channels with channel estimation error,” IEEE Trans. Wirel. Commun., vol. 7, no. 1, pp. 324–333, Jan. 2008, doi: https://doi.org/10.1109/TWC.2008.060539.

A.. Mindaudu, “BER Performance of MPSK and MQAM in 2x2 Almouti MIMO Systems,” Int. J. Inf. Sci. Tech., vol. 2, no. 5, pp. 1–10, Sep. 2012, doi: https://doi.org/10.5121/ijist.2012.2501.

H. Liu, “Error Performance of MIMO Systems in Frequency Selective Rayleigh Fading Channels,” in Conference Record / IEEE Global Telecommunications Conference, 2003, vol. 4, pp. 2104–2108, doi: https://doi.org/10.1109/glocom.2003.1258607.

C. Li and X. Wang, “Performance comparisons of MIMO techniques with application to WCDMA systems,” EURASIP J. Appl. Signal Processing, vol. 2004, no. 5, pp. 649–661, May 2004, doi: https://doi.org/10.1155/S1110865704309029.

G. Taricco, “Asymptotic mutual information statistics of separately correlated Rician fading MIMO channels,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 54, no. 8, pp. 3490–3504, Aug. 2008, doi: https://doi.org/10.1109/TIT.2008.926415.

H. H. Chen, Y. C. Yeh, M. Guizani, and Y. M. Huang, “Space-time complementary coding MIMO with joint spatial diversity and multiplex capability,” IEEE Trans. Wirel. Commun., vol. 7, no. 8, pp. 2950–2956, Aug. 2008, doi: https://doi.org/10.1109/TWC.2008.060551.

E. A. Jorswieck and H. Boche, “Performance analysis of capacity of MIMO systems under multiuser interference based on worst-case noise behavior,” EURASIP J. Wirel. Commun. Netw., vol. 2004, no. 2, pp. 273–285, Dec. 2004, doi: https://doi.org/10.1155/s1687147204406136.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-02-26

Як цитувати

Адейемо, З. К., Аболаде, Р. О., Семире, Ф. А., & Рабью, Е. О. (2020). Формирование луча многоэлементной антенны в схемах обработки сигналов с фазовой манипуляцией при использовании созвездий высшего порядка. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(2), 125–136. https://doi.org/10.20535/S0021347020020065

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.