A STUDY ON PERFORMANCE ANALYSIS OF SPACE TIME BLOCK CODING IN MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS
Date
2022-01-13
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Building a Multiple Input Multiple Output (MIMO) channel to face real-world
fading and noise efficiently needs good diversity and coding techniques. Space-time
block code techniques of MIMO system can achieve huge performance gains in
multipath fading wireless links. It has evolved as a most vibrant research area
in wireless communications. Recently, STBC has been trying to incorporate in
the forthcoming generation of mobile communication standard which aims to
deliver true multimedia capability.
The aim of this thesis study is to provide a two different encoding schemes of STBC
depending on the selection for rate and number of transmit antennas, provide an
Alamouti STBC encoding, an orthogonal STBC encoding and linear decoding
technique while offering full diversity benefits in MIMO system. Our design aims
to improve Bit Error Rate (BER) performance, increase the diversity order with less
complexity in receiver, and improve error performance of synchronous data links
without sacrificing data rate or requiring more bandwidth. The simulations have been
done in MATLAB Simulink® 2020 environment.
Simulation results have been compared in MIMO fading channel for QPSK
modulation, which provide better BER performance in Rician fading channel
compared to the Rayleigh fading channel. However, performance of the
implemented MIMO-STBC depending on the selection for code rate and diversity
order. By using Alamouti STBC, full diversity is accessible to the 2 x 8, whereas
orthogonal STBC to the 4 x 8 MIMO system. Therefore, better results are produced
if the received side uses maximum number of antennas. Diversity clearly depends
on the number of receive antennas so it diversity and receive antennas are directly
proportional. The simulation results show that the Orthogonal STBC design by
various code rates can efficiently reduce the BER at the same time reduce signal –
to - noise ratio (SNR).
Description
ÖZ: Gerçek dünyadaki solma ve gürültüyle verimli bir şekilde yüzleşmek için Çoklu
Giriş Çoklu Çıkış (MIMO) kanalı oluşturmak, iyi çeşitlilik ve kodlama teknikleri
gerektirir. MIMO sisteminin uzay zamanı blok kod teknikleri, çok yollu kablosuz
bağlantılarda büyük performans kazanımları sağlayabilir. Kablosuz iletişimde en
canlı araştırma alanı olarak gelişti. Son zamanlarda STBC, gerçek multimedya
yeteneklerini sunmayı amaçlayan gelecek nesil mobil iletişim standardını dahil
etmeye çalışıyor.
Bu tez çalışmasının amacı, iletim antenlerinin hız ve sayısına bağlı olarak iki farklı
STBC kodlama şeması sağlamak, bir Alamouti STBC kodlaması, ortogonal bir
STBC kodlama ve doğrusal kod çözme tekniği sağlamak ve MIMO sisteminde tam
çeşitlilik faydaları sunmaktır. Tasarımımız, veri hızından ödün vermeden veya daha
fazla bant genişliği gerektirmeden Bit Hata Oranı (BER) performansını iyileştirmeyi,
alıcıda daha az karmaşıklıkla çeşitlilik sırasını artırmayı ve senkronize veri
bağlantılarının hata performansını iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Simülasyonlar
MATLAB Simulink® 2020 ortamında yapılmıştır.
Simülasyon sonuçları, Rayleigh sönümleme kanalına kıyasla Rician fading
kanalında daha iyi BER performansı sağlayan QPSK modülasyonu için MIMO
fading kanalında karşılaştırılmıştır. Ancak, uygulanan MIMO-STBC'nin
performansı, kod oranı ve çeşitlilik sırası seçimine bağlı olarak. Alamouti STBC'yi
kullanarak, tam çeşitliliğe 2 x 8, ortogonal STBC ise 4 x 8 MIMO sistemine
erişilebilir. Bu nedenle, alınan taraf maksimum sayıda anten kullanıyorsa daha iyi
sonuçlar üretilir. Çeşitlilik açıkça alıcı antenlerin sayısına bağlıdır, bu nedenle
çeşitlilik ve alıcı antenler doğru orantılıdır. Simülasyon sonuçları, çeşitli kod hızları
ile Ortogonal STBC tasarımının BER'i verimli bir şekilde azaltabildiğini, aynı
zamanda sinyal-gürültü oranını (SNR) azaltabildiğini göstermektedir.
Keywords
electrical & electronics engineering