Performance of OFDM communication in the presence of interference

Abstract

ÖZET DFBÇ'NIN GİRİŞİM VARLIĞINDAKİ BAŞARIMI Dikgen frekans bölüşümlü çoğullama (DFBÇ) toplam bant genişliğini birbirine yakın yerleştirilmiş karşılıklı dikgen ara taşıyıcılara paylaştıran verimli bir kipleme tekniğidir. DFBÇdeki ara taşıyıcı gruplarının kullanıcılara paylaştırmasıyla dikgen frekans bölüşümlü çoklu erişimi (DFBÇE) ortaya çıkmıştır. DFBÇE'nin boğma ve girişim altındaki performansını inceleyen analitik araçlara ihtiyaç vardır. DFBÇ'nin işleyiş şekli uzay frekans kodlu (UFK) verici çeşitlemesi gibi frekans boyutunda kodlama sistemlerine de olanak vermektedir. UFK sönümlemeye karşı etkili olmayı amaç edinse de, kullanıcı taşıyıcıları bağımsız olarak atladıkları sürece frekans atlamalı DFBÇE'nin çok kullanıcı girişimini azalttığı ispat edilmiştir. Bu nedenle, UFK'nm DFBÇE sisteminin diğer tür girişimlere karşı direnç kazandıracağı umulmaktadır. Bu tezde, üç farklı DFBÇ kaynaklı ve çeşitlilik teknikleriyle birleştirilmiş sis tem ele alınmıştır. İlk sistemde DFBÇE Alamouti'nin iki verici bir alıcı antenli UFK yöntemi ile donatılmıştır; ikinci sistemde ise UFK ile birleştirilmiş kodlu DFBÇ sis temi sayısal video yayım uygulamalarını hedef olarak ele alınmıştır; son sistemde ise genelleştirilmiş dikgen uzay blok kodlu çoklu girdili çoklu çıktılı DFBÇ sistemi incelenmiştir. Tüm sistemlerin farklı boğma türleri ve dar-bant girişimi altındaki performansları frekans seçici sönümlemeli kanallarda değerlendirilmiştir. Farklı işaret- gürültü, işaret-boğma, işaret girişim ve zarar verilen bant genişliği oranları için yapılan analiz ve benzetim çalışmaları çeşitleme tekniklerinin kayda değer enerji verimliliği sağladığım göstermiştir.

IV ABSTRACT PERFORMANCE OF OFDM COMMUNICATION IN THE PRESENCE OF INTERFERENCE Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) is an efficient technology that splits the available bandwidth among several closely spaced, mutually orthogonal subcarriers. Dividing the available subcarrier set among the users gives rise to a multi user paradigm known as the orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA). There is a need for proper analytical tools to assess the performance of OFDMA under interference and jammer presence. OFDM operating in the frequency domain offers the possibility of diversity through space-frequency coding (SFC). While SFC is intended to provide gains against fading, it is also a proven technique to reduce multi user interference in frequency hopped OFDMA so long as each user's subcarriers hop independently. Therefore, it is anticipated that SFC should enhance the resistance of an OFDMA system to other forms of interference, as well. In this thesis, we consider three different OFDM based systems combined with diversity techniques. First, OFDMA is equipped with Alamouti's SFC scheme with two transmit and one receive antenna. The SFC-COFDM is considered with an application to digital video broadcasting. Finally a generalized orthogonal space frequency block coded OFDM system having nr transmit and Ur receive antennas is investigated. For all systems, performances are evaluated in the presence of various types of jamming and narrow-band interference in a frequency-selective fading environment. Analysis and simulations for various signal-to-noise, signal-to-jammer, signal-to-interference ratios and the fraction of the disturbed bandwidth values indicate that diversity techniques do indeed provide significant energy efficiency.