T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   3 J une   2020 ,   pp.   1203 ~12 08   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i3. 14683     1203       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   Wi r e le ss c o m m u n ic a t io n  syst e m  w it h  f r e q u e n c   se le c t iv e  c h an n e OFD M  m o d u la t io n  t e c h n i q u e       Hayd e r   Al  I b r ah e e m i 1 ,   M az e n   M .   A .   Al   I b r ah e e m i 2   1 Facu l t y   o T ech n i ca l   E n g i n eeri n g Is l ami U n i v er s i t y I raq   2 Facu l t y   o E n g i n eeri n g U n i v ers i t y   o A l - Q a d i s i y ah Ira q       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  Nov   27,   2019   R e vis e J a 18,   2020  Ac c e pted  F e b   17,   2020     T h i s   p a p er  i n t r o d u ces   t h d es i g n   an d   i m p l eme n t a t i o n   o w i re l es s   co mmu n i ca t i o n   s y s t em  w i t h   M A T L A b as e d   o n   o rt h o g n al   freq u en c y   d i v i s i o n   mu l t i p l e x i n g   t ec h n i q u (O FD M).   T h co n s t ru c t ed   s y s t em  i s   co n s i s t i n g   o f   t ran s mi t t er,   fad i n g   ch a n n e l   an d   recei v er.   A t   t h e   t ra n s mi t t er,   t h t ran s mi t t e d   s i g n a l   fi rs t   mo d u l at e d   w i t h   PSK   mo d u l a t i o n ,   an d   t h en   mu l t i p l ex e d   w i t h   O FD t ec h n i q u t o   ac h i e v h i g h er  b i t   rat es   t ran s mi s s i o n .   T h s i g n a l   w as   t h e n   t ra n s m i t t ed   t h r o u g h   freq u en c y   s el ec t i v ch a n n el   w i t h   6   t ap s .   In     t h recei v er  p ari t y .   T h recei v ed   fad e d   s i g n a l   p ro ce s s e d   t o   b d e - mu l t i p l e x ed   an d   de - mo d u l at e d .   T h e n ,   freq u en c y   d o ma i n   e q u a l i zer  w as   ad o p t ed   t o   rem o v e   t h fa d i n g   n o i s an d   t h i n t er - s y m b o l   i n t erfere n ce  fr o t h recei v ed   s i g n a l   t h at   i n t ro d u ce d   d u t o   t h fad i n g   ch an n e l .   In   o rd er  t o   i n s p e ct   t h p erfo rma n ce  o f   t h freq u en c y   eq u i l i zer,   b i t   erro rat fo t h o v era l l   s y s t em  w as   cal cu l a t e d   at   t h rece i v i n g   p o i n t   a n d   t o   reco v er  t h o r i g i n a l   i n f o rmat i o n   s i g n al .     T h s i mu l at i o n   res u l t s   o t h d es i g n ed   s y s t em  as   w el l   as   t h freq u en c y   eq u i l i zer  s h o w ed   r o b u s t n e s s   a g ai n s t   t h fre q u e n cy   s el ect i v fad e d   ch a n n e l   effect s .   T h max i mu o b t ai n ed   b i t   err o rat w as   ar o u n d   1 0 - 5 ,   w h i c h   mean s   t h a t   o ri g i n al   s i g n a l   w as   effec t i v el y   reco v ered .   K e y w o r d s :   E qua li z e r     F a ding  c ha nne ls     F r e que nc y   s e lec ti ve   c ha nne ls   OFDM     W ir e les s   c omm unica ti on    Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   Ha yde r   Al  I b r a he e mi ,   De pa r t ment  of   E lec tr ica a nd   C omput e r   E nginee r in g ,   F a c ult of   T e c hnica E nginee r ing ,   I s lamic  Unive r s it y   Kuf a   S tr e e t,   Na jaf I r a q .   E mail:   ha yde r . maz in@i una jaf . e du. iq       1.   I NT RODU C T I ON   R e c e ntl y,   the  wor ld  ha s   wi tnes s e a   mas s ive  pr ogr e s s   a nd  a   huge   g r owth  in  wi r e les s   c omm unica ti on  s ys tems   ( c e ll ular   tele phony  a nd  L AN   ne twor ks ) .   S o,   it   be c omes   ur ge nt  f or   a pplyi ng  a   modul a t ion  method  to  s a ti s f a   r e li a ble  a nd   high  da ta   r a tes   c omm unica t ion  s ys tem  c ha r a c ter is e by  a   high   ba ndwidth   e f f icie nc y.   Ge ne r a ll y,   the  s ignal  of   wir e les s   c omm unica ti on  c ha nne ls   is   dis tr ibut e f r om  the  tr a ns mi tt e r   to  the  r e c e iver   in  a   mul ti pa th  f a ding  be c a us e   of   the  dyna mi c   e nvi r on ment  in  the  wir e les s   c ha nne [1 - 4] .   S ince   the  mul ti p a th  take s   plac e   in  the   wir e les s   tr a ns mi s s ion,   th is   mea ns   that   t he   powe r   o f   tr a ns mi tt e s ignal   will   be   t r a ns f or med   f r om   the  tr a ns mi s s ion  point   to  the  r e c e pti on  point   by  a   huge   number   of   pa ths .   E a c pa th  with  dif f e r e nt  powe r   s tr e ngth   a nd  de lay.   T his   mul ti pa th  pr opa ga ti on  c a us e s   a a tt e nua ti on  a dif f e r e nt  pa r ts   of   the  s ignal  s pe c tr um,   whic h   known  a s   a   f r e que nc s e lec ti ve   f a ding   [ 5,   6 ] .   T he   mul ti pa th  wir e les s   tr a ns mi s s ion  a ls lea ds   to  a   pr o blem  of   int e r s ymbol   int e r f e r e nc e   ( I S I ) .   T his   p r oblem  c a n   be   s olved  by  incr e a s ing  the  t r a ns mi tt e s ymbol   dur a ti on  ke e ping  the  ba ndwidth  e f f icie nc by  a dopti ng   the  or thogonal  f r e que nc divi s ion  mul ti plexing   O F D M   [ 7] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693- 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1203   -   12 08   1204   I the  wir e les s   c omm unica ti on  s ys tem,   whic is   ba s e on  the  OFDM ,   the  ove r a ll   da ta  to   be   tr a ns mi tt e d   is   divi de int a   s e que nc e   of   s ymbol s .   T he n,   thi s   s e que nc e   is   divi de int a   lar ge   number   of   lowe r   s pe e s ymbol   s tr e a ms ,   whe r e   e a c one   is   modul a ted  by  a   dif f e r e nt  c a r r ier .   T he   s pa c e s   be twe e the  modul a ti ng   c a r r ier s   a r e   e qua a nd  their   va lues   a r e   s e lec ted  to  make   the  c a r r ier s   or thogonal  with  e a c other .   M or e ove r ,   a   c yc li c   pr e f ix   is   ins e r ted  in  the  be ginni ng   of   e a c s ymbol   in   or de r   to  r e s is the  I S I   r e s ult e f r om   the  c ha nne e f f e c ts   [6 - 8] .   T he   OFDM   is   a   digi tal   modul a ti on   a ppr oa c h   of   digi tal  mul t i - c a r r ier .   B th is   method ,   the  idea   of     s ingl e - s ubc a r r ier   modul a ti on  is   e xtende thr ough   uti li z i ng  mul ti ple- s ubc a r r ier s   in  a   c e r tain  c ha nne l .   T he r e by,     the  OFDM   pe r mi ts   in  pa r a ll e l - tr a ns mi tt ing  of   a   l a r ge   number   of   or thogonal  s ubc a r r ier s   whic a r e   c los e ly  s pa c e d .   T his   is   to  a void   tr a ns mi tt ing   a   high - r a te  s tr e a of   da ta  with   a   s ingl e - s ubc a r r ier .   T he   QPS K ,   1 6   QA M   is   the  mos popular   s c he me  to  modul a te  e a c s ubc a r r ier   a low  s ymbol   r a te  [ 9] .   T he r e f or e ,   the   OFDM     r e pr e s e nts   a e f f icie nt  method  in  e xploi ti ng  a n   a va il a ble  tr a ns mi tt ing  c ha nne l.   T he   OFDM   tr a ns c e iver   c omm unica ti on  s ys tem  c a be   e a s il im plem e nted  by  us ing  f a s f ou r ier   t r a ns f or F F T   tec hniques   a nd    the  inver s e   of   F F T   [ 10] .   S o,   OFDM   is   a   mu lt ica r r ier   modul a ti on ,   M C M ,   tec hnique,   whic be c omes   a   popular   method  in   s ignals   tr a ns mi tt ing   ove r   wir e les s   pa th s .   I ba s e s   on  c on ve r t ing   a   f r e que nc s e lec ti ve   c ha nne int o   f r e que nc f lat     s ub- c ha nn e ls   whic a r e   pa r a ll e l ly   c oll e c t e d.   T he r e by,   the  r e c e iver   be c omes   of   s im pler   im p leme ntation   T he   wa ve f or ms   of   s ubc a r r ie r s   a r e   or thogonal  in   ti me   domain,   a s   we ll ,   the  s ignal  s pe c tr a   of   the  dif f e r e nt   s ubc a r r ier s ,   ove r laps   in   f r e que nc do main.   C ons e que ntl y ,   f o r   a   c e r tain  t r a ns mi s s ion  s ys tem,   the  a va il a ble   ba ndwidth  is   us e ve r e f f icie ntl y.   B y   a dopti ng   te c hniques   of   a da pti ve   bit   loading ,   whic h   e xploi t   the   c ha nne e s ti mate dyna mi c   pr ope r ti e s ,   the  OFDM   tr a ns mi tt ing  s ys tem   c a a djus t   it s   s ignalli ng  to  matc   the  tr a ns mi s s ion - pa th   c ondit ions .   T his   is   to   make   t he   tr a ns mi tt ing  c a pa c it o f   a   s pe c if ied  f r e que nc s e lec ti ve   c ha nne a ppr oa c h s ,   a s   pos s ibl e ,   to   the  idea l   c a s e   [ 11] .     Ac c or dingl y,   the  f oll owing   pr omi s ing  f e a tur e s   of   OFDM   c a n   be   de ter mi ne d:     G ood  s pe c tr a pe r f or manc e       B a id  of   FFT ,   OFDM   ha s   a   s im ple   im pleme ntatio n .       T he   OFDM   c ombi ning  r e c e iver   c ha r a c ter is e s   by   lo dif f iculty     pr opor it e   f or   tr a ns mi s s ion  tec hniques   ove r   a   c ha nne l   of   mul ti pa th  f a ding   with   h igh - da ta - r a te      I ter ms   o f   li nk   a da ptation ,   OFDM   is   of   High  f lexibil it     OFDM   ha s   many  s c he mes   whic a ll   of   mul t ipl e   a c c e s s   L ow - c ompl e xit y   ( OFDM A)   Due   to  the  a bove   a dva ntage s ,   the  tar ge t   tec hniqu e ,   OFDM ,   ha s   be e n   wide ly  e mpl oye in  wi r e les s   s tanda r ds .   T he s e   s tanda r ds   include   the   wir e les s   lo c a a r e a   ne twor k   ( W L AN )   s tanda r d s   of   the   I E E E   802. 11a   a nd  I E E E   802. 16a ter r e s tr ial   digi tal   video  b r oa dc a s ti ng  ( DVB - T) di gi tal  a udio   br oa dc a s ti ng  ( D AB ) ,   e tc.   T h e r e f o r e ,   f o r   u p c o m i n g - g e n e r a t i o n   o f   m o b i l e   w i r e l e s s   s ys t e m s ,   t h e   O F D M   c o u l d   b e   t h e   l e a d i n g   t e c h n i q u e   [ 1 2 ] .   C ons e que ntl y,   the  wor ld  ha s   witnes s e s ini f igent  e f f or ts   in   th is   a r e a   of   s tudy,   OFDM ,   s a s   to   t r a ns mi te  da ta   s tr e a ms   with  high  bit   r a te.     R e f e r e nc e s   [ 13 - 15]   a dopted  a   c las s ica OFD M   s ys tem    to  buil opti c a s ys tems ,   a s   we ll   a s   the  im pleme ntation  a nd  a na lys e   of   OFDM   s ys te in  vis ibl e   li ght  c omm unica ti on  we r e   inves ti ga ted.   Author s   in   [ 16]   pr e s e nted   the   f unda menta l   a s pe c ts   of   a n   OFM ba s e wir e les s   M AN   modems   im p leme ntation,   whe r e   the  pr opos e wir e les s   M AN   modem  s howe a   high - s pe e c omm unica ti on.   T he   de s ign  a nd  im pleme ntation  s c he me  of   the  ba s e ba nd  mul ti media   c omm unica ti on  s ys tem,   whic is   c ur r e ntl c a r r ie out  by   a utom obil e ,   wa s   de s c r ibed  by  [ 17] R e f r e nc e   [1 8]   in tr oduc e d   a   c ons tr uc ti on  f or   wir e les s   c omm unica ti on  s ys tem   whic h   ba s e on  the  M I M a nd  OFDM   ba s ic  pr inciples .   W he r e a s   [ 19]   im pleme nted  a OFDM   tr a ns c e iver   s ys tem  F P GA   kit   f o r   HD T t r a ns mi s s ion  pur pos e   uti li z ing  two   a ntenna s   f or   t r a ns mi s s ion  a nd  one   a nt e nna   f or   r e c e iveing.   I [ 20 ] ,   the  F P GA   wa s   a dopted  in  or d e r   to  im pleme nt  M I M O - OFDM   s ys tem  with  4x2  a ntenna s ,   whic pr ovided   20- mete r   c omm unica ti on  r a nge   with  600  M bps   ba ndwidth.   Author s   i [ 21]   ut il ize a   f r e que nc s e lec ti ve   mul ti pa th  c ha nne to   de mons tr a te  the  r obu s tnes s   of   the  OFM s ys tem  a high   da ta  r a tes .   Ac c or dingl y,   a im pleme ntation  of   a   high - s pe e d   W L AN   s y s te m   ba s e on  a a s ync hr onous   OFDM ,   a t   r e a l - ti me  DSP ,   ha s   be e pr e s e nted.   T he   im p leme ntation  o f   a n   a ir bo r n e   ult r a s onic  c omm unica ti on   s ys tem  wa s   pr opos e by  [ 22] whe r e   the  OFDM   tec hnologh  wa s   inves ti ga ted  wit dif f e r e nt  modul a ti on   s c he mes   s uc a s   B P S K,   QP S a nd   16- QA M .   T he   wor p r ove that  OD F M   ha s   a   s upe r ior   be ha viour   e s pe c ially  with  16 - QA M   modul a ti o n.   I n   c o n t r a s t ,   O F D M   s y s t e m   h a s   s o m e   d i s a d v a n t a g e s   s u c h   a s   l o w e r   s i n g l e - c a r r i e r   m o d u l a t i o c o m p a r e d   t o   p e a k - to - a v e r a g e   p o w e r   r a t i o   ( P A P R )   a n d   s e n s i t i v i t y   t o   e r r o r s   of   f r e q u e n c y   a n d   t i m e   s y n c h r o n i z a t i o n   [7 23 ,   24] .   T his   a r ti c le   f oc us e s   on  pr e s e nti ng  a   wir e les s   c omm unica ti on  s ys tem,   ba s e on  OFDM   modul a ti on  tec hnique,   whos e   r e c e ivi ng  pa r t   s hould  be   c a pa ble  to   r e c ove r   the   or igi na l   inf o r mati on  s ignal  a nd  to  e li mi na te  the  c ha nne nois e .   M AT L AB   c o de   wa s   e xploi ted  to  c ons tr uc a   wir e les s   tr a ns mi tt e r ,   wir e les s   f a de c ha nne a nd  wir e les s   r e c e iver   with  f r e que nc domain  e quil ize r .   T he   f r e que nc e quil ize r   ha s   be e a dopted  a nd  tes ted  f or   the  pur pos e   of   mee ti ng   the  a r ti c a le  topi c   idea .   T he   e mpl oye e quil i z e r   e f f icie ntl y   s a ti s f id  thi s   pur pos e ,   whe r e   it   pr ovided ,   a ppr oxim a tely ,   10 - 5 - bit   e r r or   r a te  f or   the  ove r a ll   s ys tem.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         W ir e les s   c omm unication  s y s tem   w it fr e que nc y   s e l e c ti v e   c hanne OF D   ( Hay de r   A I br ahe e mi )   1205   2.   RE S E AR CH  M E T HO D   OFDM   s ys tem  is   a   s pe c tr um  e f f icie nt  type  of   a   m ult ica r r ier s   modul a ti on  t r a ns mi s s ion   a nd  it s   ba s ic   s tr uc tur e   is   s hown  in   F igur e   1   a s   given   by   [ 25] A   number   of   li ne a r   indepe nde nt   s ub- c ha nne ls ,   or   s ub- c a r r ier s   whos e   f r e que nc s pa c ing  is   r e ve r s ly  pr opor ti ona l   t the  s ymbol   pe r iod ,   a r e   e xploi ted  to  tr a ns mi te  a   s i ngle  da ta   s tr e a a s   s hown  by  F igur e   2 .   T his   mea ns   a each   c ha nne c e ntr e   f r e que nc y ,   the  c r os s talk  f r om   other   c ha nne ls   will   be   unnoti c e a ble .   T he   DF T   a nd  I DF T   ( di r e c t   a nd  inver s e   dis c r e te  f our ier   tr a ns f o r m s )   a r e   r e s p e c ti ve ly   e mpl oye d   f or   the  de modul a ti on   a nd  modul a ti on  p r oc e s s e s .   T he r e by,   a e f f icie nt   r e plac e ment  to  the  ba nks   of   I /Q - modul a tor s   a s   we ll   a s   de modul a tor s   i s   pe r f or med.   Othe r wis e ,   th os e   ba nks   would  be   r e q uir e d   in  im pleme nti ng  the  wi r e les s   s ys tem           F igur e   1.   B a s ic  OFDM   s ys tem           F igur e   2 OFDM   c ha nne ls       f or wa r e r r o r   c or r e c ti on  c ode   ha s   be e us e d,   b e f or e   the  I DFT - modul a ti on,   to  e nc ode   t he   or igi na l   binar input   da ta . T he r e a f ter   the  e nc ode da ta   a r e   int e r lea ve a nd  then  mappe d   to  p r oduc e   the   P S K   f or m .   On   the   other   s ide  of   the  tr a ns c e ivi ng   s ys tem,   r e c e iv e r   s ide ,   DFT   pr oc e s s   is   uti li z e to  de modul a te  t he   s ignal  s a mpl e s .   T he n,   obtaine s e que nc e s   a r e   de mappe d,   de int e r lea ve a nd  las tl de c ode to  e xtr a c the   ou tput   da ta   in   binar y   f or m .   On  the   r e c e iv ing   s ide ,   the  f r e que nc of f s e a nd  the  s ymbol   ti mi ng  ha ve   to  be   de t e r mi ne d.   W he r e a s ,   a   c yc li c   gua r d   int e r va l   in   OFDM   s ymbol s   is   int r oduc e to   pr e s e r ve   t he   indepe nde nc e   of   s ubs e que nt  a nd  the  s ubc a r r ier s   or thogonalit y ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693- 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1203   -   12 08   1206   T he   las pa r of   the  OFDM   s ymbol   is   c opied  to  e s tablis t he   gua r int e r va l ,   whi le   the  dur a ti on  T g u a r d   is   a djus ted  to  be   lar ge r   than  the  highes va lue   of   e xc e s s   de lay  in   the  r a dio  c ha nne l.   Tr a ns mi s s ion  of   t he   gua r d   int e r va is   done   dir e c tl y   be f or e   the  s ymbol   e f f e c ti v e   pa r t.   T h e r e f or e ,   the   p r oc e s s   of   DFT   de modul a ti o n ,   a the   r e c e iv ing   s ide ,   wil not   be   s tar ted  be f o r e   the   dur a t ion  T g u a rd   a nd   only  f or   the  pe r iod  T ,   the   or igi na l   e f f e c ti ve   s ymbol   ti me.   Dur ing   thi s   ti me ,   a nd   r e ga r ding   the  c ha nne im puls e   r e s pons e ,   the  s tationar pa r in   t he   c yc li c   c onvolut ion  of   the  tr a ns mi tt e O F DM   s ymbol   c a be   c ons ider e a s   the  r e c e ived  s ignal.     T he n,   a   r oll - of f   r e gion   ( tr a ns it ion  pe r iod)   is   r e quir e d   be f or e   in tr oduc ing   the  ne xt   s ymbol .     T h e   o u t p u t - s a m p l e s   e s t a b l i s h   t h e   O F D M   s y m b o l   f r o m   t h e   I D F T   ( f o r   t h e   p e r i o d   T ,   T g u a r d ) .   T h i s   a c t i o n   l e a d s   t o   int r oduc e   s ide - lobe  e f f e c ts   by  the  r e c tangula r   wind owing.   I ns e r ti ng  o f   e xtr a   s a mpl e s   a f ter   the  e f f e c ti v e   s ymbol   time   a nd   be f or e   the   gua r d   int e r va l   c a n   int r oduc e   a   s moot he r   windowing.   R e f e r e nc e   [ 5]   de ter mi ne d   the   tot a l   s ymbol   ti me  whic is   given   in  F igur e   3   by   =  +  + .           F igur e   3 OFDM   c yc li c   pe r iods       F unda menta ll y,   t he   bit   r a te de lay  s pr e a d   a nd  ba ndwidth  r e quir e ments   r e pr e s e nt  the  c r it e r ions   on   whic h   c hoic ing   of   the  OFDM   pa r a mete r s   de pe nds   upon M or e ove r ,   t he   de lay   s pr e a dir e c tl y   de c ide   t he   T g u a r d   T w .   De pe nding  on  the  P S modul a ti on  a nd  th e   c oding   va lues   of   T g u a r d   T w   s hould  be,   a ppr o xim a tely,     two - to - f our   ti mes   the  R M S - va lue  of   the  de lay   s pr e a d.   I t   is   de s ir a ble   to  ha ve   a   long   e f f e c ti ve   s ymbol   ti m e   T s c ompar e to  T g u a r d   a nd  T w   in  or de r   to   mi nim ize   the  S NR - los s   whic a lwa ys   c a us e by  the  wa s ted  ti me”   T g u a rd T w .   T he   c hoice   of   T x ,   is   not   f r e e   be c a us e   a   high e r   va lue  of   s ymbol   ti me  lea ds   to   s pa c e s ub - c a r r ier s   a nd ,   c ons e que ntl y ,   higher   s e ns it ivi ty   to   f r e que nc of f s e t   a nd  pha s e   nois e ,   a   lar ge r   im pleme ntation  c ompl e xit a nd  a incr e a s e pe a k - to - a ve r a ge   powe r   r a ti o.   I thi s   a r ti c le,   t he   de s c r ipt ion  of   a n   OFDM   s ys tem  with  6   taps   ( pr opa ga ti on   de lays )   wa s   inves ti ga ted.   T he   bit   e r r or   r a te,   B E R ,   wa s   c a lcula ted  a c c ur a tely  by  a id  of   a   M AT L AB   c ode   f or   thi s   pur pos e .   T he   p r opos e c omm unica ti on  s ys tem  ba s e on   a   P S modu lati on  with   OFDM   tec hnique.   T he   numbe r   o f   s ubc a r r ier s   o r     s ub- c ha nn e ls   wa s   c on s ider e to  be   128  c ha nne ls   with  a   c yc li c   pr e f ix   length  o f   16 .   T he   s a mpl ing  t im e   wa s   c ons ider e to  be   1   ms e c   with  a   ne gli gibl e   Dopple r   f r e que nc s hif ( e qua to   z e r o) .   T he   inve r s e   dis c r e te  f our ier   tr a ns f or wa s   in tr oduc e in   the   tr a ns mi tt e r   in   or de r   to   pr ovide   the   ne c e s s a r or thogonalit be twe e   the  s ubc a r r ier s .   T his   wo r a dopted   a   f r e que nc s e lec ti ve   c ha nne to   s im ulate   the   ove r a ll   s ys tem  with  taps     ( dif f e r e nt   pa ths   be twe e the  tr a ns mi tt e r   a nd  r e c e iver ) ,   the  pa th  de lays   we r e   g iven  by:     =   10 6 [ 0  0 . 1  0 . 3   0 . 5   15   17   17 . 2 ]             ( 1)   .   a nd  the  a ve r a ge   pa th  powe r   g a ins   by:     = [ 0   1 . 5   4 . 5   7 . 5   8   17 . 7 ]             ( 2)     T he   S NR   wa s   c a lcula ted  s a s   to   c a lcula te  the  b it   e r r or   r a te  of   the  s ys tem  a the  r e c e iver   point .     T he   bit   e r r or   r a te,   whe jus t   one   s tation  ha s   a a c c e s s   to  the   tr a ns mi s s ion  s ys tem,   c a n   be   c a lcula ted  b a s e on  the  f oll owing  f or mul a   [ 1] :     ( 1 ) = ( 1 + ( 2 ) ( 2 2 ) + 1 1 ( 2 ) ( 2 2 ) + 1 + 1 ) 1 e xp  ( 2 2 1 + 2 2 )         ( 3)     whe r e     a nd    s tand   f or   z e r o - or de r   B e s s e f unc ti o a nd   Dopple r   f r e que nc y   r e s pe c ti ve ly,     a nd    a r e     the  va r ianc e s   of   dir e c wa ve   a nd  nois e   r e s pe c ti ve l a nd    is   the  bit   pe r iod.   At  the  r e c e iver   s ide  a   f r e q ue nc y   domain  e qua li z e r   wa s   a dopted.   T he   pur pos e   of   a e q ua li z e r   is   to  r e duc e   int e r s ymbol   int e r f e r e nc e   due   to  nois e   a nd  f a ding  e f f e c ts .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         W ir e les s   c omm unication  s y s tem   w it fr e que nc y   s e l e c ti v e   c hanne OF D   ( Hay de r   A I br ahe e mi )   1207   3.   RE S UL T S   A ND   AN AL YSI S   Ha r ne s s ing  M AT L A B   s im ulation,   the  de s igned  c omm unica ti on  s ys tem  s hows   a   va r iant  r e s pon s e   a c c or ding  to  the   ti me,   due   to  the   f r e que nc s e lec ti v e ,   ti me   s e lec t ive  c ha nne a nd  the   a dopted  e quil ize r .   T he   bit   e r r or   r a te  wa s   c a lcula ted  with  r e s pe c to  the  s ignal  to  nois e   r a ti o,   whe r e   it   s howe a   good  r e s pons e   e s pe c ially   a S NR = 30  a s   s hown  in   F igur e   4.   T he   pr opos e d   a ppr oa c ge ne r a tes   the   inf or mation   s ignal  whic will   be   dis tor ted  r a ndoml a f ter   pa s s ing  it   thr ough   the  f a de c ha nne l.   T ha mea ns ,   e a c ti me  the  r e c e ived  s ignal  by     the  r e c e iver   pa r it will   be   dif f e r e nt.   C ons e que ntl y,   the  f r e que nc e quil iza r   will   p r ovide  dif f e r e nt  r e s ult   e a c ti me,   a nd  it   is   not   e xpe c ted  to   obtain  the  s a me  B E R   dis tr ibut ion  with  e a c r e - r unning  o f   the  wor s of twa r e .   F igur e   il lus tr a tes   thi s   topi c   whe r e   the  s of twa r e   wa s   r un  f ive  ti mes .   B th is   f igur e ,   it   c a be   noti c e that   r a ndom   e f f e c of   bi ge ne r a ti on  be c omes   noti c e a ble  a s   t he   s ignal  s tar ha ving  a   c ons ider a ble  e f f e c than   that  of     nois e ,   i. e .   f or   S NR   gr e a ter   than   10.   T o   ove r c ome   th e   pr oblem   of   nonl inea r it y   in   s a mpl e   ge ne r a ti ons ,   th e   a ve r a ge   f or   100   it e r a ti ons   wa s   take f or   e a c va lue  of   S NR .   T he   r e s ult s   f or   thi s   a c ti on  a r e   given   by  F igu r e   6.   T he r e by,     the  obtaine r e s ult s   by  thi s   a r ti c le  c ould  be   s umm a r ize by  the  f oll owing   point s :     T h e   p r o p o s e d   m e t h o d   s u c c e s s f u l l y   m a n i p u l a t e d   t h e   r e c e i v i n g   d a t a   a n d   r e e x t r a c t e d   t h e   t r a n s m i t t e d   i n f o r m a t i o n .     T he   tr a ns mi tt ing  da ta,   a nd  c or r e s pondingl the  r e c e ivi ng  da ta,   may  de f f e r   with  e a c it e r a ti on  du e   to    the  r a ndom  na tur e   of   the  ge ne r a ted  s a mpl e s   a nd  th e   f r e que nc domain  e qua li z e r .       S ignal - to - Nois e   r a ti S NR   =   30  is   a   f a ir   mi nim um   c r e tr ion   f or   s uc c e s s   of   OFDM   s ys tem.             F igur e   4 B it   e r r or   r a te     F i gu r e   5 B it   e r r o r   r a t e   f o r   f i ve   ti mes   r e ge ne r a t in g   p r o c e s s           F igur e   6 B it   e r r or   r a te  f or   100   it e r a ti ons   a t   e a c S NR       4.   CONC L USI ON   B e ha vior   a nd  pe r f or manc e   of   the   f r e que nc y   do main  e quil iza r   ha s   be e n   ins pe c ted  a nd   e xa mi ne thr ough  the   r e s pons e   a nd   the   bit   e r r or   r a te  c a lcula ti on  of   a   wir e les s   c omm unica ti on   s ys tem  ba s e o OFDM   tec hnique  a nd  P S K   modul a ti on .   OFDM   wir e les s   c o mm unica ti on  s ys tem  is   c ons tr uc ted   a nd  e xa mi ne d   ba s e on   M AT L AB   c oding,   i c ons is ts   of   wir e les s   tr a ns mi t ter ,   r e c e iver   a nd  p r opa ga ti on  pa ths   ( taps )   f a de c ha nne l.   T he   r e s ult s   s how  that  the  a dopted  f r e que nc doma in  e quil iza r   e f f icie ntl c a r e duc e   a nd  e li mi na tethe   c ha nne Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693- 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1203   -   12 08   1208   nois e   a nd  the   int e r s ymbol   int e r f e r e nc e .   Due   to   the   f r e qu e nc e quil iza r   mi nmum   bit   e r r or   r a te   of   10 - 5   is   obtaine d.   T he   bit   e r r or   r a te  is   inver s e ly  pr opo r ti ona with   s ignal  s tr e ngth  or   S NR .   As   s hown  in  F igu r e   5,   be s B it   e r r or   r a te  is   obtaine a the  leve o f   S NR   =   30.       RE F E RE NC E S   [1 ]   F.   B.   Fred eri k s en   an d   R.   Pras a d ,   “A n   o v er v i e w   o f   O F D an d   Re l at ed   T ech n i q u e s   T o w ard s   D e v el o p me n t   o F u t u re   W i re l es s   Mu l t i me d i Co mm u n i cat i o n s , ”  P r o cee d i n g s   R A W C O 2 0 0 2 .   2 0 0 2   IE E E   R a d i o   a n d   W i r el e s s   Co n f e r e n ce p p .   1 9 - 22 2 0 0 2 .   [2 ]   S.   Ro y   an d   A .   Ch an d ra,   “In t erp o l a t ed   Ban d - p a s s   Met h o d   Bas ed   N arro w - b a n d   FIR  Fi l t er  :   A   Pro s p ec t i v Can d i d at e   i n   Fi l t ere d - O F D T ec h n i q u fo t h 5 G   Cel l u l ar  N et w o r k , ”  TE NCO 2 0 1 9 - 2 0 1 9   IE E E   R e g i o n   1 0   Co n f e r e n ce   (TE NCO N) ,   2 0 1 9 ,   p p .   3 1 1 - 3 1 5 .   [3 ]   F.   A .   P.   d Fi g u e i red o   an d   et   al ,   “Co m p ar i n g   f - O F D M   an d   O FD Perf o rman ce   fo MIM O   Sy s t em s   Co n s i d er i n g     5 G   Scen ari o , ”  2 0 1 9   IE E E   2 nd   5 G   W o r l d   F o r u m   ( 5 G W F ) ,   2 0 1 9 ,   p p .   5 3 2 - 5 3 5 .   [4 ]   A .   M.   J arad at   an d   J .   M.   H amamreh ,   “Mo d u l at i o n   O p t i o n s   fo O FD M - Bas e d   W av ef o rms :   Cl as s i f i cat i o n ,   Co mp ari s o n ,   an d   Fu t u re  D i rec t i o n s , ”  IE E E   A cces s ,   v o l .   7 ,   p p .   1 7 2 6 3 - 1 7 2 7 8 ,   2 0 1 9 .   [5 ]   F.   Sas amo rj   a n d   F.   T ak a h at a,   T h e o ret i cal   a n d   A p p ro x i ma t D er i v a t i o n   o Bi t   E rr o Rat e   i n   D S - C D MA     Sy s t em s   u n d er  Ri ci a n   Fad i n g   E n v i r o n me n t , ”  IE ICE   Tr a n s .   F u n d a m .   E l ec t r o n .   Co m m u n .   Co m p u t .   S ci . ,   v o l .   E 8 2 - A ,   n o .   1 2 ,   p p .   2 6 6 0 - 2 6 6 7 ,   1 9 9 9 .   [6 ]   B.   A h med   an d   M.   A .   Ma t i n ,   “W i rel e s s   C h an n el s , ”  i n   Co d i n g   f o r   M I M O - O F D M   i n   F u t u r W i r el e s s   S y s t e m s ,   Br u n ei :   Sp ri n g erBr i efs   i n   E l ect r i cal   an d   Co m p u t er  E n g i n eer i n g ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 1 - 21.   [7 ]   R.   J .   H as an   an d   H .   N .   A b d u l l ah ,   “Co m p arat i v s t u d y   o s el ec t ed   s u b carr i er  i n d e x   mo d u l a t i o n   O F D s ch em es ,   TE LKO M NIK A   Tel ec o m m u n   Co m p u t   E l   Co n t r o l ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 - 2 2 ,   2 0 1 9 .   [8 ]   J .   J .   v an   d Bee k   an d   e t   al ,   “O n   ch an n el   e s t i mat i o n   i n   O F D s y s t em s , ”  IE E E   V e h .   Tech n o l .   Co n f . ,   v o l .   2 ,     p p .   8 1 5 - 8 1 9 ,   1 9 9 5 .   [ 9 ]   K e y s i g h t   T e c h n o l o g i e s ,   I n c . C o n c e p t s   o f   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   D i v i s i o n   M u l t i p l e x i n g   ( O F D M )   a n d   8 0 2 . 1 1   W L A N , ”  [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / r f m w . e m . k e y s i g h t . c o m / w i r e l e s s / h e l p f i l e s / 8 9 6 0 0 b / w e b h e l p / s u b s y s t e m s / w l a n - o f d m / C o n t e n t /   o f d m _ b a s i c p r i n c i p l e s o v e r v i e w . h t m .   [ A c c e s s e d :   2 5   N o v e m b e r   2 0 1 9 ] .   [1 0 ]   In t e l   Co r p o ra t i o n “Im p l eme n t i n g   O FD M o d u l at i o n   an d   D emo d u l at i o n . ”  [O n l i n e].   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . i n t el . c o m/ c o n t en t / w w w / u s / en / p r o g ramma b l e/ s u p p o r t / s u p p o rt - re s o u rces / d e s i g n - e x amp l es / d e s i g n - s o ft w are / v h d l / v h d - cy c l i c - p refi x - i n s er t i o n - o fd m. h t m l .   A c ces s e d :   2 5   N o v em b er  2 0 1 9 .   [1 1 ]   A .   N .   Barret o   a n d   S.   F u rrer,   “A d ap t i v b i t   l o ad i n g   fo r   w i rel es s   O F D s y s t ems , ”  I E E E   I n t .   S ym p .   P e r s .   I n d o o r   M o b .   R a d i o   Co m m u n .   P IM R C ,   v o l .   2 ,   n o .   O c t o b er,   2 0 0 1 .   [1 2 ]   R.   T o u h ami ,   D .   Sl i man i ,   an d   A .   K h e l i l ,   “A n al y s i s   o a n   O FD b as e d   In d o o V i s i b l L i g h t   Co mm u n i ca t i o n   S y s t em, ”  in  2 0 1 8   In t er n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   Co m m u n i ca t i o n s   a n d   E l ect r i c a l   E n g i n eer i n g   (ICCE E ) 2 0 1 8 ,   p p .   1 - 4.   [1 3 ]   S.   A t o u i ,   N .   D o g h man e,   an d   S.   A fi f i ,   “Bl i n d   freq u en cy   o ffs e t   es t i ma t o f o O F D s y s t em s , ”  TE LKO M NI KA   Tel eco m m u n i ca t i o n   Co m p u t i n g   El ect r o n i c s   a n d   Co n t r o l ,   v o l .   1 7 ,   n o .   6 ,   p p .   2 7 2 2 - 2 7 2 8 ,   2 0 1 9 .   [1 4 ]   R.   G .   A .   G al l o ,   “Real - D FT   Bas ed   D CO - O FD an d   A C O - O FD fo O p t i cal   Co mmu n i ca t i o n s   Sy s t ems , ”  2 0 1 9   2 1 st   In t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   Tr a n s p a r en t   O p t i ca l   Net wo r ks   (ICTO N),   A n g e r s ,   F r a n ce ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 4.   [1 5 ]   T .   N g u y e n   a n d   e t   a l ,   “2 D - O F D fo r   O p t i cal   Camera   Co mmu n i cat i o n  :   Pr i n c i p l a n d   Im p l eme n t a t i o n , ”  I E E E   A cc es s v o l .   7 ,   p p .   2 9 4 0 5 - 2 9 4 2 4 ,   2 0 1 9 .   [1 6 ]   B.   Mah am,   “D SP  Im p l eme n t a t i o n   A s p ect s   o an   O F D Bas ed   W i re l es s   MA N   M o d em, ”  i n   I n t e r n a t i o n a l   C o n f er e n ce   o n   W i r e l es s   Co m m u n i ca t i o n s ,   Net wo r ki n g   a n d   M o b i l e ,   2 0 0 6 ,   p p .   1 - 4.   [1 7 ]   Y .   W an g ,   J .   A n ,   an d   X .   Bu ,   T h Sc h eme  D e s i g n   a n d   Imp l eme n t a t i o n   o t h B as e b an d   Part   o W i rel e s s   O F D M   Sy s t em, ”  i n   In t er n a t i o n a l   C o n f er e n ce  o n   W i r el e s s   Co m m u n i c a t i o n s ,   Net w o r k i n g   a n d   M o b i l e ,   2 0 0 6 ,   p p .   1 - 4.   [1 8 ]   C.   Pei j i a n g ,   “S t u d y   an d   Imp l emen t at i o n   o MIMO - O F D Sy s t em  Ba s ed   o n   Mat l ab , ”  i n   I n t e r n a t i o n a l   C o n fer en ce   o n   In f o r m a t i o n   T ech n o l o g a n d   Co m p u t e r   S ci e n ce ,   2 0 0 9 .   [1 9 ]   L .   H en ri q u an d   e t   al ,   “A n   FPG A   i mp l emen t at i o n   o A l amo u t i s   t ran s mi t   d i v er s i t y   t ech n i q u ap p l i ed   t o   a n   O F D M   s y s t em, ”  IE E E   A n t e n n a s   P r o p a g .   S o c.   In t .   S y m p . ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 9 - 1 5 2 ,   2 0 0 6 .   [2 0 ]   K .   N .   T ad as h i ,   Y .   N ag ao t ,   an d   A .   T e ramo t o t ,   “D es i g n   o 6 0 0 M b p s   4 x 2   MIMO - O FD W i rel e s s   L A N   Sy s t em     an d   It s   FPG A   Imp l emen t at i o n ,   10 th   In t e r n a t i o n a l   Co n f er en ce  o n   A d v a n ce d   Co m m u n i c a t i o n   Tech n o l o g y   p p .   7 - 10 2 0 0 8 .   [2 1 ]   M.   F.   T ari q   a n d   e t   al ,   D ev e l o p men t   o an   O FD b as e d   H i g h   S p eed   W i re l es s   L A N   P l at f o rm  u s i n g   t h T C 6 x   D SP, ”  IE E E   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   Co m m u n i ca t i o n s .   Co n f e r en ce  P r o cee d i n g s .   ICC  2 0 0 2 ,   2 0 0 2 ,   p p .   5 2 2 - 5 2 6 .   [2 2 ]   W .   J i a n g   an d   W .   M.   D .   W ri g h t ,   “In d o o W i rel e s s   C o mm u n i cat i o n   U s i n g   A i r b o r n U l t ra s o u n d   a n d   O FD Me t h o d s ,   IE E E   In t e r n a t i o n a l   U l t r a s o n i c s   S ym p o s i u m   (I U S ) ,   2 0 1 6 .   [2 3 ]   S.   N es t   a n d   e t   al ,   U n s cen t ed   Par t i c l Fi l t er  f o C h an n el   E s t i ma t i o n   o O F D Co mm u n i cat i o n   Sy s t e ms ,     2 0 1 9   3 rd   I n t e r n a t i o n a l   C o n f er e n ce  o n   T r en d s   i n   E l ect r o n i c s   a n d   In f o r m a t i cs   (IC O E I),   T i r u n e l vel i ,   In d i a   p p .   6 0 0 - 6 0 4 2 0 1 9 .   [2 4 ]   A .   H i l ari o - T ac u ri ,   “O n   t h N o n - l i n eari t y   E ffect s   O v e t h Sp ec t ru o E SIM - O FD Ba s ed   S y s t ems , ”  2 0 1 9     42 nd   In t er n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   Tel eco m m u n i ca t i o n s   a n d   S i g n a l   P r o ces s i n g   (TS P ),   B u d a p es t ,   H u n g a r y,     p p .   2 7 8 - 2 8 1 2 0 1 9 .   [2 5 ]   P.   L i n ,   “O FD Si mu l at i o n   i n   M A T L A B, ”  P o l y t ech n i S t a t U n i ve r s i t y ,   Cal i fo r n i a,   2 0 1 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.