الگوریتم شکل‌دهی پرتو در کدهای فرکانس-زمان-فضا (STFBF) برای دستیابی به مرتبه‌ی کامل چندگانگی و بهبود کیفیت مخابره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار مخابرات دانشگاه علوم و فنون هوائی شهید ستاری-دانشکده مهندسی برق

2 دانشگاه آزاد اسلامی-واحد تهران جنوب

3 دانشگاه علوم و فنون هوائی شهید ستاری-دانشکده مهندسی برق

چکیده

استفاده از سامانه‌های مخابراتی با نرخ داده بالا همراه با کیفیت خدمات مطلوب، زیرساخت یک سامانه‌ فرماندهی و کنترل (C4I) است که در شرایط بحران باید با بهترین کیفیت مخابره، مورداستفاده قرار گیرد. به‌کارگیری چنین ساختاری در سامانه‌های پدافندی نوین از موضوعات تحقیقاتی بسیار مهم است. ازآنجاکه افزایش پهنای باند و یا توان ارسالی به‌منظور افزایش نرخ داده، راه‌کاری پرهزینه و گاهی غیرعملی است، استفاده از سامانه‌های تقسیم فرکانسی متعامد چند ورودی/چند خروجی (MIMO-OFDM) به یکی از فن‌آوری‌های اصلی سامانه‌های مخابراتی نسل چهارم تبدیل‌شده است. به‌تازگی روش‌های کدینگ فرکانس-زمان-فضا  (STF) برای بهبود بهره چندگانگی توسعه‌یافته است. این مقاله با استفاده از ترکیب روش شکل‌دهی پرتو و STF به تجزیه و تحلیل MIMO-OFDM می‌پردازد. روش پیشنهادی STFBF که ترکیب این دو روش است، از لحاظ نرخ خطای بیت نسبت به STF بدون شکل‌دهی پرتو، عملکرد بهتری دارد و همچنین الگوی پیشنهادی نسبت به ترکیب روش شکل‌دهی پرتو و روش کد بلوکی زمان-فضا (STBC) نیز عملکرد بهتری دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Frequency-Time-Space Beam Forming (STFBF) Algorithm to Achieve Full-Order Multiplicity and Improve Transmission Quality

نویسندگان [English]

  • M. Nejati Jahromi 1
  • M. Sharifzade 2
  • A. M. Sazdar 3
1 Department of Electrical Engineering, Shahid Sattary Aeronautical University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 Islamic Azad University South Tehran Branch
3 Department of Electrical Engineering, Shahid Sattary Aeronautical University of Science and Technology
چکیده [English]

Using the high-speed data communication systems, along with the quality of service desirable, is the infrastructure of a command and control system (C41) that should be used in the worst case scenario with the best transmission quality. The use of such a structure in the new defensive systems is very important research topics. As bandwidth increase to increase data rates is costly and sometimes impractical, the use of the orthogonal frequency division multiplexing systems (MIMO-OFDM) The main technology has become the 4G systems. Because of this,         multi-channel systems in wireless systems are used to improve the transmission quality and high-speed telecommunication data, and recently, Frequency-Time-Space Coding (STF) methods have been developed to improve multiplicity interest. The purpose of this paper is to analyze the MIMO-OFDM using a combination of beam shaping and STF techniques. The proposed STFBF method, which combines these two methods, performs better in terms of bit error rates than STF without beamforming and the proposed model is better than the combination of beamforming method and time-space block method (STBC).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Space-Time -Frequency (STF) Coding
  • Multi-Input Multi-Output System
  • Orthogonal Frequency Division
  • Beam Shaping
  • Multiplicity Order

مراجع

[1]     Francisco, R.; Slock, D. “An Optimized Unitary Beamforming Technique for MIMO Broadcast Channels”; IEEE Trans. Wireless Commun. 2010, 9, 990-1000.##
[2]     Gong, Y.; Letaie, K. “Space-Frequency-Time Coded OFDM for Broadband Wireless Communications”; IEEE Global Telecommunications Conf. (GLOBECOM01). 2001, 1, 519-523.##
[3]     Zhang, W.; Xia, X.; Letaief, K. “Space-Time/Frequency Coding for MIMO-OFDM in Next Generation Broadband Wireless Systems”; IEEE Wireless Commun. Lett. 2007, 14, 32-43.##
[4]     Tarokh, V.; Jafarkhani, H.; Calderban, A. “Space-Time Block Codes From Orthogonal Designs”; IEEE Trans. Inf. Theory 1999, 45, 1456-1467.##
[5]     Al-Mahmoud, N.; Zoltowski, M. “A Novel Approach to Space Time Frequency Coded MIMO-OFDM Over Frequency Selective Fading Channels”; IEEE Trans. Acoust. Speech (ICASSP) 2010, 2554-2557.##
[6]     Mietzner, G.; Schober, R.; Lampe, L.; Gerstacker, W.; Hoeher, P. “Multiple-Antenna Techniques for Wireless Communications a Comprehensive Literature Survey”; IEEE Commun. Surv. Tutorials 2006, 11, 87–105.##
[7]     Cho, S.; Hwang, I.; Tarokh, V.; You, C. “A Practical Transmit Beamforming Strategy for Closed Loop MIMO Communication”; Int. J. Commun. Syst. 2012, 25, 8, 1091-1099.##
[8]     Fletcher, P.; McNamara, D.; Piechocki, R. “On the Performance of Recursive Space Frequency Codes and Iterative Decoding in Wideband OFDM–MIMO Systems: Simulated and Measured Results”; Int. J. Commun. Syst. 2004, 17, 789–810.##
[9]     Fazel, F.; Jafarkhani, H. “Quasi-Orthogonal Space Frequency and Space Time Frequency Block Codes for MIMO OFDM Channels”; IEEE Trans. Wireless Commun. 2008, 7, 184-192.##
[10]  Liu, Z.; Xin, Y.; Giannakis, G. “Space Time Frequency Coded OFDM Over Frequency Selective Fading Channels”; IEEE Trans. Signal Proc. 2002, 50, 2465-2476.##
[11]  Guan, J.; Ye, X.; Zhang, B. “Performance Analysis of a Scheme Combined STBC with Beamforming in Spatial Correlated Channel”; IEEE Network Secur. Wireless Commun. Trusted Comput. 2009, 1, 496-500.##
[12]  Shrivastava, N.; Singh, S.; Trivedi, A. “Joint Scheduling and Random Beamforming with Reduced Feedback in Multiuser MIMO-OFDM”; IEEE Wireless Adv. 2011, 66-69.##
[13]  Shrivastava, N.; Trivedi, A. “Iterative Random Beamforming for MIMO-OFDM Systems”; IEEE Int. Conf. Commun. (NCC), 2012, 1-5.##
[14]  Chung, J.; Hwang, C.; Kim, K.; Kim, Y. “A Random Beamforming Technique in MIMO Systems Exploiting Multiuser Diversity”; IEEE J. Sel. Areas Commun. 2003, 21, 848-855.##
[15]  Surendar, M.; Muthuchidambaranathan, P. “Low Complexity and High Diversity Gain Non-Linear Constellation Precoded MIMO-OFDM System with Subcarrier Grouping”; AEU Int. J. Electron. Commun. 2016, 70, 265-271.##
[16]  Lee, J.; Sohn, I.; Kim, Y. “Analog Cancelation Schemes for Full Duplex MIMO-OFDM Systems”; AEU Int. J. Electron. Commun. 2016, 70, 272-277.##
[17]  Nan, Y.; Sun, X.; Zhang, L. “Joint Channel Estimation Algorithm via Weighted Homotopy for Massive MIMO-OFDM System”; Digit. Signal. Process 2016, 50, 34-42.##
[18]  Weinstein, S; Ebert, P. “Data Transmission by Frequency Division Multiplexing Using the Discrete Fourier Transform”; IEEE Trans. Commun. Technol. 1971, 19, 5, 628-634.##
[19]  Peled, A.; Ruiz, A. “Frequency Domain Data Transmission Using Reduced Computational Complexity Algorithms”; IEEE Trans. Acoust. Speech. 1980, 5, 964-967.##
[20]  Ye Geoffrey, L.; Stuber, G. L. eds. “Orthogonal Frequency Division Multiplexing for Wireless Communications”; Springer Science & Business Media, 2006.##
[21]  Henrik, S.; Lüders, C. “Theory and Applications of OFDM and CDMA: Wideband Wireless Communications”; John Wiley & Sons, 2005.##
[22]  Weinstein, S.; Ebert, P. “Data Transmission by Frequency-Division Multiplexing Using the Discrete Fourier Transform”; IEEE Trans. Commun. Technol. 1971, 19, 628-634.##
[23]  Yoo, T.; Goldsmith, A. “On the Optimality of Multiantenna Broadcast Scheduling Using Zero Forcing Beamforming”; IEEE J. Sel. Areas Commun. 2006, 24, 528-541.##
[24]  Padmaja, C.; Malleswari, B. L. “Performance Analysis of Space-Time-Frequency MIMO OFDM Techniques;” IEEE Int. Conf. on Adv.  Eng.  Technol. Res. 2014, 1-5.##
[25]  Shrivastava, N.; Aditya, T. “Performance of Beamforming Combined with Spacetime-Frequency Code in Spatially Correlated Channel”; Int. J. Wireless Mobile Comput. 2014, 7, 282-288.##

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 06 اسفند 1397
  • تاریخ بازنگری: 04 خرداد 1398
  • تاریخ پذیرش: 13 خرداد 1399
  • تاریخ انتشار: 01 خرداد 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار