Çok girişli çok çıkışlı dikgen frekans bölmeli çoğullamalı sistemlerde kanal kodlaması performans analizi

Abstract

Dikgen frekans bölmeli çoğullama (OFDM) ve frekans bölmeli çoğullama (FDM) gibi çok taşıyıcılı modülasyon tekniklerinin, hızlı değişen çok yollu iletişim kanallarında, semboller arası girişimlere (ISI) ve gürültülere karşı tek taşıyıcılı iletişim sistemlerine göre çok daha dayanıklı olduğu son yıllarda ortaya konmuştur. Bu nedenle yeni nesil data hızı yüksek, geniş bandlı kablosuz iletişim sistemleri için, çok taşıyıcılı modülasyon teknikleri aday olarak düşünülmekte, ve standart olarak yerleşmektedir. Örnek olarak Avrupa sayısal radyo yayın sistemi (DAB), sayısal televizyon sistemi (DVB), kablosuz yerel bilgisayar ağları standardı (IEEE 802.11a) ve kablosuz metropolitan bilgisayar ağları (IEEE 802.16a) verilebilir. Ancak, Doppler frekans kaymaları, faz ve osilatör frekans kaymaları ve çok yollu sönümleme etkileri, çok taşıyıcılı iletişim sistemlerinin başarımını büyük oranda zayıflatmaktadır.Bu tezde, çok girişli çok çıkışlı dikgen frekans bölmeli çoğullamalı (MIMO-OFDM) sistemlerde, hata kontrol kodları olarak bilinen düşük yoğunluklu eşlik kontrol (LDPC) kodları, uzay-zaman blok kodları (STBC) ve konvolüsyon kodları ele alınmıştır. Her üç kod için de ikili faz kaydırmalı anahtarlama (BPSK) sistemlerinde, toplamsal beyaz Gauss gürültülü (AWGN) kanal için performans analizleri yapılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Düşük yoğunluklu eşlik kontrol kodları, uzay-zaman blok kodları ve konvolüsyon kodlarının ikili faz kaydırmalı anahtarlama sistemleri üzerindeki bit hata oranı (BER) karşılaştırması matlab programıyla simüle edilerek verilmiştir. Simülasyon sonuçlarında, uzay-zaman blok kodlarının, düşük yoğunluklu eşlik kontrol kodları ve konvolüsyon kodlarına göre daha üstün bir performans sağladığı gözlemlenmiştir.

Multicarrier modulation techniques like orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and frequency division multiplexing (FDM) have recently been introduced as robust techniques against intersymbol interference (ISI) and noise, compared to single carrier communication systems over fast fading multipath communication channels. Therefore, multicarrier modulation techniques have been considered as a candidate for new generation, high data rate broadband wireless communication systems and have been adopted as the related standards. Several examples are the European digital audio broadcasting (DAB) and digital video broadcasting (DVB), the IEEE standands for wireless local area networks (WLAN), 802.11a, and wireless metropolitan area networks (WMAN), 802.16a. However, Doppler frequency shifts, phase offset, local oscillator frequency shifts, and multi-path fading severely degrade the performance of multicarrier communication systems.This thesis presents a performance comparision between low density parity check (LDPC) codes and space-time block codes (STBC) and convolutional codes for multy input multy output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM). First, the structure of space-time block codes is explained. Then space-time block codes are compared with low density parity check codes and convolutional codes. Specifically, performance results for additive white Gaussian noise (AWGN) channel in binary phase shift keyying (BPSK) systems of these three codes have been compared. Bit error rates (BER) on binary phase shift keyying systems of space-time block codes, low density parity check codes and convolutional codes are simulated using matlab. Simulation results show that space-time block codes provide better performance than the other two error control codes.