T E L K O M N I K A ,   V o l . 1 0 ,   N o . 3 ,   S e p t e m b e r   2 0 1 2 ,   p p .   5 7 9 ~ 5 8 5   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0           5 7 9       R e c e i v e d   F e b r u a r y   6 ,   2 0 1 2 ;   R e v i s e d   J u n e   1 4 ,   2 0 1 2 ;   A c c e p t e d   J u n e   2 3 ,   2 0 1 2   A   M o d e l   t o   I n v e s t i g a t e   P e r f o r m a n c e   o f   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s i o n   M u l t i p l e x i n g       N a s a r u d d i n * 1 ,   M e l i n d a 2 ,   E l l s a   F i t r i a   S a r i 3     1 , 2 , 3 El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   D e p a r t m e n t ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   Sy i a h   Ku a l a   U n i v e r s i t y   1 M a s t e r   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   Pr o g r a m m e ,   Sy i a h   Ku a l a   U n i v e r s i t y   J l .   Sy e c h   Ab d u r r a u f   n o .   7 ,   D a r u s s a l a m ,   Ba n d a   A c e h   2 3 1 1 1 ,   I n d o n e s i a   e - m a i l :   n a s a r u d d i n @ e l e k t r o . u n s y i a h . a c . i d * 1 ,   m e l i n d a @ e l e k t r o . u n s y i a h . a c . i d 2 ,   e l s a f i t r i a 8 7 @ g m a i l . c o m 3       A b s t r a k     O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s i o n   M u l t i p l e x i n g   ( O F C D M )   m e r u p a k a n   s e b u a h   s k e m a   a k s e s   j a m a k   y a n g   a t r a k t i f   u n t u k   a p l i k a s i   d a t a   k e c e p a t a n   t i n g g i   p a d a   s i s t e m   k o m u n i k a s i   n i r k a b e l   g e n e r a s i   k e - 4   ( 4 G ) .   Be b e r a p a   p e n e l i t i a n   s e b e l u m n y a   t e l a h   m e l a k u k a n   i n v e s t i g a s i   t e r h a d a p   k i n e r j a   O F C D M   t e r u t a m a   b e r d a s a r k a n   p a r a m e t e r   v a r i a b e l   s p r e a d i n g   f a c t o r   d a n   a l o k a s i   s u b c a r r i e r .   N a m u n   d e m i k i a n ,   a d a   b e b e r a p a   p a r a m e t e r   s i s t e m   y a n g   l a i n   j u g a   m e m p u n y a i   p e n g a r u h   t e r h a d a p   k i n e r j a   O F C D M .   U n t u k   i t u ,   p a p e r   i n i   m e m b a n g u n   s e b u a h   m o d e l   s i m u l a s i   u n t u k   m e n g i n v e s t i g a s i   p e n g a r u h   b e b e r a p a   p a r a m e t e r   t e r s e b u t   t e r h a d a p   k i n e r j a   s i s t e m   O F C D M   p a d a   k a n a l   R a y l e i g h   F a d i n g   s e b a g a i   k a n a l   y a n g   r e a l i s t i s   p a d a   s i s t e m   k o m u n i k a s i   n i r k a b e l .   M o d e l   y a n g   d i u s u l k a n   k e m u d i a n   d i b u a t   d a l a m   b e n t u k   s i m u l a s i   k o m p u t e r   d e n g a n   m e n g g u n a k a n   p e m r o g r a m a n   M AT L AB   u n t u k   m e l i h a t   p e n g a r u h   b e b e r a p a   p a r a m e t e r   t e r h a d a p   k i n e r j a   O F C D M   y a i t u :   j u m l a h   c a r r i e r ,   u k u r a n   s i m b o l ,   k e c e p a t a n   s i m b o l ,   k e c e p a t a n   b i t ,   u k u r a n   g u a r d   i n t e r v a l   d a n   s p r e a d i n g   f a c t o r .   H a s i l   s i m u l a s i   m e n u n j u k k a n   b a h w a   j u m l a h   c a r r i e r   y a n g   b e s a r ,   j u m l a h   s i m b o l   y a n g   b e s a r ,   k e c e p a t a n   s i m b o l   y a n g   t i n g g i ,   k e c e p a t a n   b i t   y a n g   t i n g g i ,   d a n   s p r e a d i n g   f a c t o r   y a n g   b e s a r   m e m b e r i k a n   k i n e r j a   y a n g   b a i k   d a l a m   b e n t u k   Bi t   Er r o r   R a t e   ( BER ) .   T e t a p i   g u a r d   i n t e r v a l   y a n g   b e s a r   m e m b e r i k a n   k i n e r j a   s i s t e m   y a n g   b u r u k .   Se h i n g g a   s e m u a   p a r a m e t e r   t e r s e b u t   p e r l u   d i p e r t i m b a n g k a n   d a l a m   p e n e r a p a n   O F C D M   u n t u k   s i s t e m   k o m u n i k a s i   n i r k a b e l   4 G .       K a t a   k u n c i :   Ak s e s   j a m a k ,   BE R ,   O F C D M ,   Pe n g a r u h   p a r a m e t e r ,   R a y l e i g h   f a d i n g       A b s t r a c t     O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s i o n   M u l t i p l e x i n g   ( O F C D M )   i s   a n   a t t r a c t i v e   m u l t i p l e   a c c e s s   s c h e m e   f o r   h i g h   d a t a   r a t e   a p p l i c a t i o n   i n   f o u r t h - g e n e r a t i o n   ( 4 G )   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m .   Se v e r a l   p r e v i o u s   r e s e a r c h e s   w e r e   m a i n l y   i n v e s t i g a t e d   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   b a s e d   o n   v a r i a b l e   s p r e a d i n g   f a c t o r   a n d   s u b c a r r i e r   a l l o c a t i o n .   H o w e v e r ,   t h e r e   a r e   a l s o   s e v e r a l   s y s t e m   p a r a m e t e r s   m a y   a f f e c t e d   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M .   F o r   t h a t   p u r p o s e ,   t h i s   p a p e r   d e v e l o p e s   a   m o d e l   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   i m p a c t   o f   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   s y s t e m   o f   O F C D M   o v e r   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l   a s   a   r e a l i s t i c   c h a n n e l   i n   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m . T h e   p r o p o s e d   m o d e l   i s   t h e n   c r e a t e d   i n   t h e   f o r m   o f   c o m p u t e r   s i m u l a t i o n   u s i n g   M AT L AB  p r o g r a m m i n g   i n   o r d e r   t o   s h o w   t h e   i m p a c t   o f   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   f o r   O F C D M s   p e r f o r m a n c e   i n c l u d i n g   n u m b e r   o f   c a r r i e r s ,   s i z e   o f   s y m b o l ,   s y m b o l   r a t e ,   b i t   r a t e ,   s i z e   o f   g u a r d   i n t e r v a l   a n d   s p r e a d i n g   f a c t o r .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   h i g h e r   n u m b e r   o f   c a r r i e r s ,   l a r g e r   s i z e   o f   s y m b o l ,   h i g h e r   s y m b o l   r a t e ,   h i g h e r   b i t   r a t e   a n d   l a r g e r   s p r e a d i n g   f a c t o r   a r e   g i v i n g   t h e   b e t t e r   s y s t e m s   p e r f o r m a n c e   i n   t e r m s   o f   B i t   Er r o r   R a t e   ( BER ) .   H o w e v e r ,   t h e   l a r g e r   g u a r d   i n t e r v a l   i s   g i v i n g   t h e   w o r s t   s y s t e m s   p e r f o r m a n c e . So   a l l   t h e   p a r a m e t e r s   s h o u l d   b e   c o n s i d e r e d   i n   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   O F C D M   f o r   t h e   4 G   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m .       K e y w o r d s :   BER ,   i m p a c t   p a r a m e t e r ,   m u l t i p l e   a c c e s ,   O F C D M ,   R a y l e i g h   f a d i n g       1 .     I n t r o d u c t i o n   W i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   t e c h n o l o g y   h a s   g r o w n   r a p i d l y   t o   f u l f i l l   h i g h   d e m a n d   o f   i n f o r m a t i o n   t e c h n o l o g y   a n d   m u l t i m e d i a   s e r v i c e s .   I t   h a s   i m p a c t   o n   w i d e l y   b a n d w i d t h   u s a g e   a n d   h i g h l y   d a t a   r a t e   a s   w e l l .   C u r r e n t l y ,   W i M A X   8 0 2 . 1 6 e   a n d   L o n g   T e r m   E v o l u t i o n   ( L T E )   a r e   c a n d i d a t e s   f o r   f o u r t h - g e n e r a t i o n   ( 4 G )   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m   w i t h   t r a n s m i s s i o n   r a t e s   u p   t o   1 0 0   M b p s   w i t h   f u l l y   m o b i l i t y   a n d   1   G b p s   w i t h   l i m i t e d   m o b i l i t y   [ 1 ] .   T h e r e   a r e   s e v e r a l   m u l t i p l e   a c c e s s   s c h e m e s   w h i c h   a r e   o f f e r e d   f o r   t h e   4 G   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m   s u c h   a s :   C o d e   D i v i s i o n   M u l t i p l e   A c c e s s   ( C D M A )   a n d   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 ) .   T h e     C D M A   a c c e s s   t e c h n i q u e   i s   n o t   s o   a p p r o p r i a t e   t o   b e   i m p l e m e n t e d   i n   b r o a d b a n d   c h a n n e l   a n d   t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   3 ,     S e p t e m b e r   2 0 1 2   :     5 7 9     5 8 5   5 8 0 s u p p o r t   t h e   4 G   a p p l i c a t i o n s   d u e   t o   p r o d u c i n g   M u l t i p a t h   I n t e r f e r e n c e   ( M P I )   [ 2 ] .   O F D M   s y s t e m   i s   s u i t a b l e   t o   b e   a p p l i e d   i n   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   w i t h   h i g h   d a t a   r a t e   a n d   r e s i s t a n t   t o   M P I ,   b u t   i t   h a s   n o   c o h e r e n t   f r e q u e n c y   d i v e r s i t y   t h a t   c a n   c a u s e   s u s c e p t i b l e   o f   i n t e r f e r e n c e   f r o m   c l o s e l y   c e l l   i n   s u b c a r r i e r .   T o   s o l v e   t h e   w e a k n e s s   o f   C D M A   a n d   O F D M ,   a   c o m b i n a t i o n   o f   t h e m   h a s   b e e n   i n t r o d u c e d   t o   b e   a n   a t t r a c t i v e   m u l t i p l e   a c c e s s   s c h e m e   f o r   h i g h   d a t a   r a t e   a p p l i c a t i o n   i n   t h e   4 G   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m ,   k n o w n   a s   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s i o n   M u l t i p l e x i n g   ( O F C D M )   s y s t e m .   O F C D M   i s   o n e   o f   m u l t i p l e   a c c e s s   m e t h o d   w h i c h   i s   a p p l i e d   i n   t h e   4 G   w i r e l e s s   t e c h n o l o g y   [ 3 ] .   i t   h a s   b e e n   t a r g e t e d   t o   b e   u s e d   i n   d o w n l i n k   t r a n s m i s s i o n   a t   t h e   r a t e   o f   1 0 0   M b p s .     O F C D M   u s e s   d a t a   s p r e a d i n g   i n   b o t h   t i m e   a n d   f r e q u e n c y   d o m a i n ,   w h e r e   e a c h   d a t a   s t r e a m   i s   s e g m e n t e d   i n t o   m u l t i p l e   s u b - s t r e a m s   a n d   s p r e a d   o v e r   m u l t i p l e   c a r r i e r s   a n d   s e v e r a l   O F C D M   s y m b o l s ,   e x p l o i t i n g   a d d i t i o n a l   f r e q u e n c y   a n d   t i m e   d i v e r s i t y   [ 4 ] .   S p r e a d i n g   c o d e   o f   O F C D M   i s   t w o - d i m e n s i o n a l   ( 2 D )   s p r e a d i n g   f r o m   V a r i a b l e   S p r e a d i n g   F a c t o r   ( V S F )   t h a t   o n l y   h a s   i n f o r m a t i o n   c o d e   a t   t h e   d i f f e r e n t   t i m e - f r e q u e n c y   b l o c k .   I t   c a n   a d a p t i v e l y   c o n t r o l   t h e   f r e q u e n c y   a n d   t i m e   a c c o r d i n g   t o   t h e   p r o p a g a t i o n   c o n d i t i o n s ,   c h a n n e l   l o a d   a n d   r a d i o   p a r a m e t e r s   [ 5 ] .   F u r t h e r m o r e ,   i t   i s   a l s o   c h a n g e d   f l e x i b i l i t y   a c c o r d i n g   t o   t h e   c e l l   s t r u c t u r e ,   r a d i o   l i n k   c o n d i t i o n s ,   a n d   l i n k   p a r a m e t e r s   [ 6 ] .   B a s e d   o n   t h e   f a c t   t h a t   O F C D M   t e c h n o l o g y   n o t   o n l y   h a s   a d v a n t a g e   f r o m   2 D   s p r e a d i n g   b u t   a l s o   h a s   c a p a b i l i t y   t o   a d a p t   t h e   d i v e r s e   p r o p a g a t i o n   e n v i r o n m e n t s .   B e s i d e s   t h e   a d v a n t a g e s ,   O F C D M   h a s   s e v e r a l   p r o b l e m s   t h a t   a r e   t h e   o r t h o g o n a l i t y   o f   c o d e   i s   l o s t   b y   f a d i n g   [ 6 ,   7 ,   1 3 ] ,   c a r r i e r   f r e q u e n c y   o f f s e t   ( C F O )   c a n   d e g r a d e   t h e   s y s t e m   p e r f o r m a n c e   [ 5 ] ,     s u b c a r r i e r   a l l o c a t i o n   b a s e d   o n   s p r e a d i n g   f a c t o r   h a s   a l s o   i m p a c t   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   [ 8 ,   9 ]   a n d   t h e   o t h e r   s y s t e m   p a r a m e t e r s   e s p e c i a l l y   f o r   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l   a s   a   r e a l i s t i c   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   c h a n n e l   [ 7 ,   1 0 ] .   T h e   p e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   f o r   O F C D M   h a s   b e e n   c o n d u c t e d   i n   s e v e r a l   p r e v i o u s   w o r k s   i n   [ 5 ]   -   [ 1 2 ] .   M o s t   o f   t h e   p r e v i o u s   w o r k s   w e r e   m a i n l y   c o n s i d e r i n g   V S F   a n d   c a r r i e r   o f f s e t   ( s u b c a r r i e r )   f o r   e v a l u a t i n g   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   [ 5 ,   9 - 1 1 ] .   H o w e v e r ,   t h e   e v a l u a t i o n   o f   a l l   i m p a c t   p a r a m e t e r s   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   s y s t e m   i s   i m p o r t a n t   t o   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   t h e   4 G   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n s .     T h i s   p a p e r   p r o p o s e s   a   m o d e l   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   b y   c o n s i d e r i n g   t h e   i m p a c t   o f   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   o n   i t s   p e r f o r m a n c e   o v e r   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l .   W i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   c h a n n e l   i s   t y p i c a l l y   s e v e r e   m u l t i p a t h   p r o p a g a t i o n   d u e   t o   m u l t i p a t h   s c a t t e r i n g   f r o m   t h e   o b j e c t s   o f   m o b i l e   s t a t i o n .   T h e   s c a t e r r i n g   p r o d u c e s   t h e   f l u c t u a t i o n   o f   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l   e n v e l o p e   t h a t   i s   R a y l e i g h   d i s t r i b u t e d .   B a s e d   o n   t h e   f a c t ,   t h i s   p a p e r   s i m u l a t e s   t h e   i m p a c t   o f   t h e   O F C D M   s y s t e m   p a r a m e t e r s   o v e r   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l .   F u r t h e r m o r e ,   s e v e r a l   m a j o r   p a r a m e t e r s   t h a t   h a v e   i m p a c t   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   a r e   i n d e n t i f i e d   i n c l u d i n g   s p r e a d i n g   f a c t o r   ( S F ) ,   n u m b e r   o f   c a r r i e r ,   n u m b e r   o f   s y m b o l ,   s y m b o l   r a t e ,   b i t   r a t e   a n d   g u a r d   i n t e r v a l   s i z e .   T o   d e m o n s t r a t e   t h e   f e a s i b i l i t y   o f   a n   O F C D M   s y s t e m   a n d   i n v e s t i g a t e   h o w   i t s   p e r f o r m a n c e   i s   c h a n g e d   b y   v a r y i n g   s e v e r a l   m a j o r   p a r a m e t e r s ,   a   s i m u l a t i o n   m o d e l   o f   O F C D M   s y s t e m   i s   p r o p o s e d .   T h e n ,   c o m p u t e r   s i m u l a t i o n   i s   c o n d u c t e d   b y   u s i n g   M A T L A B   p r o g r a m m i n g   t o   s h o w   t h e   i m p a c t   o f   t h e   p a r a m e t e r s .   H o w e v e r ,   t h e   d e t a i l   M A T L A B   c o d e   i s   n o t   d i s c u s s e d   h e r e   d u e   t o   t h e   l e n g t h   o f   p a p e r .   W i t h   a   c o m p l e t e d   M A T L A B   p r o g r a m ,   t h e   i m p a c t   o f   s e v e r a l   m a j o r   p a r a m e t e r   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   s y s t e m   c a n   b e   i n v e s t i g a t e d .     I n   t h e   s i m u l a t i o n ,   e v e r y   p a r a m e t e r   i s   v a r i e d   t o     t h r e e   d i f f e r e n t   v a l u e s .   S i m u l a t i o n   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   p a r a m e t e r s   h a v e   t h e   i m p a c t   f o r   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   i n   t e r m s   o f   B i t   E r r o r   R a t e   ( B E R ) .     T h e   r e s t   o f   p a p e r   i s   o r g a n i z e d   a s   f o l l o w s .   I n   s e c t i o n   2 ,   s y s t e m   s i m u l a t i o n   m o d e l   i s   d e s c r i b e d .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   f o r   i n v e s t i g a t i n g   t h e   i m p a c t   o f   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   a r e   p r e s e n t e d   i n   S e c t i o n   3 .   F i n a l l y ,   w e   c o n c l u d e   w i t h   a   b r i e f   s u m m a r y   o f   r e s u l t s .       2 .   S y s t e m   S i m u l a t i o n   M o d e l     A   s i m p l e   s i m u l a t i o n   m o d e l   o f   O F C D M   s y s t e m   i s   d e v e l o p e d   i n   t h i s   p a p e r   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   N o   p i l o t   s i g n a l   i s   c o n s i d e r e d   i n   t h e   s i m u l a t i o n   b u t   i t   i s   a s s u m e d   t h a t   r e c e i v e r   h a s   k n o w n   t h e   i n f o r m a t i o n   o f   c h a n n e l   r e s p o n s e ,   s i g n a l   l e v e l   a n d   n o i s e .   T h i s   m o d e l   c o n s i s t s   o f   t r a n s m i t t e r ,   c h a n n e l ,   r e c e i v e r   a n d   B E R   c a l c u l a t i o n .   C o m p u t e r   s i m u l a t i o n   i s   d e v e l o p e d   u s i n g   M A T L A B   c o d e .   H o w e v e r ,   t h e   d e t a i l   s i m u l a t i o n   c o d e   i s   n o t   d i s c u s s e d   i n   t h i s   p a p e r .   T h e   s i m u l a t i o n   i s   s t a r t e d   f r o m   g e n e r a t i n g   i n p u t   d a t a   b y   d a t a   r a n d o m   g e n e r a t o r ,   d e v e l o p i n g   O F C D M   s y m b o l   i n   t h e   t r a n s m i t t e r ,   a n d   a d d i n g   n o i s e   f a d i n g   f a c t o r   i n   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A       A   M o d e l   t o   I n v e s t i g a t e   P e r f o r m a n c e   o f   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s o n     t r a n s m i s s i o n   s y s t e m   p e r f o r m a n c e . t r a n s m i t t e r .   T h e n ,   B E R   i s   c a l c u l a t e d   b y   c o m p a r i n g   t h e   t r a n s m i t t e d   d a t a   w i t h   t h e   r e c e i v e d       F i g u r e     O F C D M   t r a n s m i t t e r   c o n s i s t s   o f   r a n d o m   d a t a   g e n e r a t o r ,   s e r i a l   t o   p a r a l e l ,   m o d u l a t o r ,   2 D   s p r e a d e r ,   I n v e r s e   F a s t   F o u r i e r   T r a n s f o r m b i t s   i s   g e n e r a t e d   r a n d o m l y   u s i n g   r a n d o m   d a t a   g e n e r a t o r   w h i c h   i t h e   p r o b a b i l i t y   b i t   0   a n d   1   o u t p u t   p o w e r   l e v e l   a c c o r d i n g   t o l e v e l   i s   l a r g e r   t h a n   o r   t h e   s a m e   a s   0 . 5 g e n e r a t e d   r a n d o m   l e v e l   i s   s m a l l e r   t h a n   0 . 5   t o   p a r a l l e l .   I n p u t   f r o m   S e r i a l   t o   P a r a l l e l t r a n s m i t t e d .   S e r i a l   t o   P a r a l l e l   C o n v e r t e r   i s   u s e f u l   t o   c h a n g e   d a t a   s t r e a m   s e v e r a l   c o l o u m s   t o   b e   s e v e r a l   r o w s   a n d   c o l o u m s .   T h e   r e s u l t   f r o m   S e r i a l   t o   P a r a l l e l   b l o c k   i s   m a t r i x   o f   i n f o r m a t i o n   b i t s   w i t h   n u m b e r   o f   r o w s   e v e r y   s y m b o l .   P a r a l l e l   d a t a   a r e t e c h n i q u e   a t   t h e   m o d u l a t o r .   M o d u l a t i o n   t e c h n i q u e   p h a s e )   a n d   I m a g i n a r y   c o n s t e l l a t i o n   ( q u a d r a t u r e ) ,   w h i c h   i s   k n o w n   a s   I Q   c o n s t e l l a t i o n .   Q u a d r a t u r e   P h a s e   S h i f t   K e y i n g   w h i c h   t w o   b i t s   a r e   m o d u l a t e d t o   p a r a l l e l   s e q u e n c i a l   N / S F       s p r e a d i n g   f a c t o r .   H e r e   S F   i s   e x p r e s s e d   a s   r e p r e s e n t   t h e   s p r e a d i n g   f a c t o r   i n   t h e   t i m e   a n d   f r e q u e n c y   d o m a i n ,   r e s p e c t i v e l y .   a r e   d u p l i c a t e d   t o   p a r a l l e l   f o r m   a t   I F F T   i s   c o n v e r t e d   t o   p a r a l l e l   d a t a   a d d i t i o n ,   t h e   u s e   o f   I F F T   w i l l   T r a n s f o r m   ( F F T )   w i l l   g u a r a n t e e   o r t h o g o n a l i t y   a m o n g   s u b c a r r i e r .   i n s e r t e d   b e t w e e n   O F C D M   s y m b o l d i s t o r t i o n .   I t   i s   d u p l i c a t e   o f   t h e   l a s t   m u l t i p a t h   w i t h   i n t e g e r   l e v e l   f r o m   s i n u s o i d   F F T .   I n   a   r e a l i s t i c   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   c h a n n e l ,   a t m o s p h e r e   a n d   n e a r   t h e   g r o u n d .   A   s i g n a l   c a n   t r a v e l   f r o m   t r a n s m i t t e r   t o   r e c e i v e r   o v e r   m u l t i p a t h   f a d i n g .   T h e r e f o r e ,   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l G a u s s i a n   r a n d o m   a r r a y s   a r e   g e n e r a t e d   b y   r a n d n   f u n c t i o n   i n   M A T L A B   a n d   t h e   s u m m a t i o n   o f   t h e i r   e n v e l o p e   i s   c o m p u t e d   t o   g i v e   R a y l e i g h   F a d i n g   p r o c e s s i n t o   c h a n n e l   w h i c h   i s   a f f e c t e d   b y   F a d i n g   R a y l e i g h . s i g n a l ,   p h a s e ,   a n d   a n g e l   o f   a r r i v a l   o f   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l .   F u r t h e r m o r e ,   m u l t i p a t h   p r o p a g a t i o n   i s   o c c u r e d   w h e n   t h e   r e c e i v e r   i s   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   A   M o d e l   t o   I n v e s t i g a t e   P e r f o r m a n c e   o f   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s o n   t r a n s m i s s i o n   s y s t e m   p e r f o r m a n c e .   T h e   r e c e i v e r   i s   c a r r y   o u t   t h e   r e v e r s e   p r o c e s s   o f   t h e B E R   i s   c a l c u l a t e d   b y   c o m p a r i n g   t h e   t r a n s m i t t e d   d a t a   w i t h   t h e   r e c e i v e d F i g u r e   1   B l o c k   d i a g r a m   o f   O F C D M   s i m u l a t i o n .   c o n s i s t s   o f   r a n d o m   d a t a   g e n e r a t o r ,   s e r i a l   t o   p a r a l e l ,   m o d u l a t o r ,   2 D   I n v e r s e   F a s t   F o u r i e r   T r a n s f o r m   ( I F F T )   a n d   g u a r d   i n t e r v a l   i n s e r t i o n .   u s i n g   r a n d o m   d a t a   g e n e r a t o r   w h i c h   i s   u n i f o r m   d i s t r i b u t i o n p r o b a b i l i t y   b i t   0   a n d   1   a r e   t h e   s a m e .   O u t p u t   o f   t h e   r a n d o m   d a t a   g e n e r a t o r   h a s   a c c o r d i n g   t o   o u t p u t   b i t .   T h r e s h o l d   l e v e l   i s   s e t   t o   0 . 5 .   I f   g e n e r a t e d   r a n d o m   o r   t h e   s a m e   a s   0 . 5 ,   s o   b i t   1   w i l l   b e   s e n t .   B i t   0   i s   g o i n g   t o   b e   s e n t   s m a l l e r   t h a n   0 . 5   [ 1 4 ] .   T h e   i n c o m i n g   d a t a   i s   f i r s t   c o v e r t e d   f r o m   s e r I n p u t   f r o m   S e r i a l   t o   P a r a l l e l   C o n v e r t e r   i s   t h e   n u m b e r   o f   b i t s   w h i c h   t r a n s m i t t e d .   S e r i a l   t o   P a r a l l e l   C o n v e r t e r   i s   u s e f u l   t o   c h a n g e   d a t a   s t r e a m   w h i c h   s e v e r a l   r o w s   a n d   c o l o u m s .   T h e   r e s u l t   f r o m   S e r i a l   t o   P a r a l l e l   b l o c k   i s   f o r m a t i o n   b i t s   w i t h   n u m b e r   o f   r o w s   f o r   m a n y   s u b c a r r i e r s   w h i c h   a r e a r e   o b t a i n e d   a n d   t h e n   a r e   m a p p e d   b a s e d   o n   t h e   u s e d   .   M o d u l a t i o n   t e c h n i q u e   i s   m a p p e d   d a t a   i n t o   c o n s t e l l a t i o n   p h a s e )   a n d   I m a g i n a r y   c o n s t e l l a t i o n   ( q u a d r a t u r e ) ,   w h i c h   i s   k n o w n   a s   I Q   c o n s t e l l a t i o n .   Q u a d r a t u r e   P h a s e   S h i f t   K e y i n g   ( Q P S K )   m o d u l a t i o n   i s   p r e f e r e d   i n   O F C D M   m o d e l   s y s t e m s   a r e   m o d u l a t e d   f o r   e v e r y   s y m b o l .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   m o d u l a t e d   s   b y   u s i n g   2 D   s p r e a d e r ,   w h e r e   N   i s   n u m b e r   o f   s y m b o l s   a n d   i s   e x p r e s s e d   a s   S F   =   S F ti m e   ×   S F fr e q ,   w h e r e   r e p r e s e n t   t h e   s p r e a d i n g   f a c t o r   i n   t h e   t i m e   a n d   f r e q u e n c y   d o m a i n ,   r e s p e c t i v e l y .   d u p l i c a t e d   t o   p a r a l l e l   f o r m   a t   S F .   I n   t h i s   m o d e l ,   t h e   s i z e   o f   S F   i s   4 ,   8 ,   a n d   1 6   p a r a l l e l   d a t a   i n   f r e q u e n c y   d o m a i n   t o   b e   p a r a l l e l   d a t a   i n   h e   u s e   o f   I F F T   w i l l   g i v e   c o m p u t a t i o n   p e r   u n i t   e f f i c i e n t l y .   T h e   u s e   o f   w i l l   g u a r a n t e e   o r t h o g o n a l i t y   a m o n g   s u b c a r r i e r .   G u a r d   i n t e r v a l   i s   O F C D M   s y m b o l s   t o   a v o i d   I n t e r s y m b o l   I n t e r f e r e n c e   c a u s e d   b y   m u l t i p a t h   a t e   o f   t h e   l a s t   O F C D M   s y m b o l   b e c a u s e   r e c e i v e r   c a n   f r o m   s i n u s o i d   c y c l e   w h e n   d e m o d u l a t i o n   o f   O F C D M   I n   a   r e a l i s t i c   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   c h a n n e l ,   s i g n a l   p r o p a g a t i o n   t a k e s   p l a c e   i n   t h e   a t m o s p h e r e   a n d   n e a r   t h e   g r o u n d .   A   s i g n a l   c a n   t r a v e l   f r o m   t r a n s m i t t e r   t o   r e c e i v e r   o v e r   m u l t i p a t h   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l   i s   u s e d   i n   o u r   s i m u l a t i o n   w h e r e   t h e   d i s t r i b u t e d   G a u s s i a n   r a n d o m   a r r a y s   a r e   g e n e r a t e d   b y   r a n d n   f u n c t i o n   i n   M A T L A B   a n d   t h e   s u m m a t i o n   o f   t h e i r   e n v e l o p e   i s   c o m p u t e d   t o   g i v e   R a y l e i g h   F a d i n g   p r o c e s s .   O F C D M   s y m b o l s   a r e   t r a n s m i t t e d   a f f e c t e d   b y   F a d i n g   R a y l e i g h .   T h e   f a d i n g   c a u s e s   f l u c t u a t i o n s   ,   p h a s e ,   a n d   a n g e l   o f   a r r i v a l   o f   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l .   F u r t h e r m o r e ,   m u l t i p a t h   p r o p a g a t i o n   i s   r e c e i v e d   t w o   o r   m o r e   t h e   s a m e   s i g n a l s .     A   M o d e l   t o   I n v e s t i g a t e   P e r f o r m a n c e   o f   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s o n   .   ( N a s a r u d d i n )   5 8 1   T h e   r e c e i v e r   i s   c a r r y   o u t   t h e   r e v e r s e   p r o c e s s   o f   t h e   B E R   i s   c a l c u l a t e d   b y   c o m p a r i n g   t h e   t r a n s m i t t e d   d a t a   w i t h   t h e   r e c e i v e d   d a t a .       c o n s i s t s   o f   r a n d o m   d a t a   g e n e r a t o r ,   s e r i a l   t o   p a r a l e l ,   m o d u l a t o r ,   2 D     A   n u m b e r   o f   i n p u t   s   u n i f o r m   d i s t r i b u t i o n   b e c a u s e   r a n d o m   d a t a   g e n e r a t o r   h a s   d i f f e r e n t   f   g e n e r a t e d   r a n d o m   B i t   0   i s   g o i n g   t o   b e   s e n t   i f   T h e   i n c o m i n g   d a t a   i s   f i r s t   c o v e r t e d   f r o m   s e r i a l   w h i c h   a r e   g o i n g   t o   b e   w h i c h   i s   o n e   r o w   a n d   s e v e r a l   r o w s   a n d   c o l o u m s .   T h e   r e s u l t   f r o m   S e r i a l   t o   P a r a l l e l   b l o c k   i s   a   a r e   t o   b e   u s e d   f o r   t h e   u s e d   m o d u l a t i o n   m a p p e d   d a t a   i n t o   c o n s t e l l a t i o n   r e a l   ( i n - p h a s e )   a n d   I m a g i n a r y   c o n s t e l l a t i o n   ( q u a d r a t u r e ) ,   w h i c h   i s   k n o w n   a s   I Q   c o n s t e l l a t i o n .   n   O F C D M   m o d e l   s y s t e m   i n   t h e   m o d u l a t e d   s i g n a l   i s   c o n v e r t e d   i s   n u m b e r   o f   s y m b o l s   a n d   S F   i s     S F ti m e   a n d   S F fr e q   r e p r e s e n t   t h e   s p r e a d i n g   f a c t o r   i n   t h e   t i m e   a n d   f r e q u e n c y   d o m a i n ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e n ,   t h e   d a t a   4 ,   8 ,   a n d   1 6   [ 1 5 ] .   M o r e o v e r ,   i n   t i m e   d o m a i n .   I n   h e   u s e   o f   F a s t   F o u r i e r   u a r d   i n t e r v a l   i s   a   t i m e   i n t e r v a l   t o   a v o i d   I n t e r s y m b o l   I n t e r f e r e n c e   c a u s e d   b y   m u l t i p a t h     i n t e g r a t e   e a c h   o f   O F C D M   i s   p r o c e s s e d   w i t h   s i g n a l   p r o p a g a t i o n   t a k e s   p l a c e   i n   t h e   a t m o s p h e r e   a n d   n e a r   t h e   g r o u n d .   A   s i g n a l   c a n   t r a v e l   f r o m   t r a n s m i t t e r   t o   r e c e i v e r   o v e r   m u l t i p a t h   w h e r e   t h e   d i s t r i b u t e d   G a u s s i a n   r a n d o m   a r r a y s   a r e   g e n e r a t e d   b y   r a n d n   f u n c t i o n   i n   M A T L A B   a n d   t h e   s u m m a t i o n   o f   O F C D M   s y m b o l s   a r e   t r a n s m i t t e d   c a u s e s   f l u c t u a t i o n s   i n   a m p l i t u d e   ,   p h a s e ,   a n d   a n g e l   o f   a r r i v a l   o f   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l .   F u r t h e r m o r e ,   m u l t i p a t h   p r o p a g a t i o n   i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   3 ,     S e p t e m b e r   2 0 1 2   :     5 7 9     5 8 5   5 8 2 O F C D M   r e c e i v e r   c o n s i s t s   o f   g u a r d   i n t e r v a l   r e m o v a l ,   F F T ,   2 D   d e s p r e a d e r ,   d e m o d u l a t o r ,   p a r a l e l   t o   s e r i a l   a n d   d a t a   o u t p u t .     O F C D M   s i g n a l   i s   r e c e i v e d   b y   r e c e i v e r   i n   o r d e r   t o   b e   p r o c e s s e d   u n t i l   b e c a m e   t o   d a t a   o u t p u t .   T h e   r e c e i v e d   s i g n a l   i s   u s u a l l y   c o r r u p t e d   b y   n o i s e   f a d i n g   a n d   c h a n n e l   d i s t o r t i o n .   T h e   g u a r d   i n t e r v a l   w i l l   b e   r e m o v e d   b y   g u a r d   i n t e r v a l   r e m o v a l   a n d   t h e n   t h e   s i g n a l   i s   p r o c e s s e d   a t   t h e   r e c e i v e r   b l o c k .   T h i s   i s   t o   s e p a r a t e   o r i g i n a l   s i g n a l   a n d   g u a r d   i n t e r v a l   w h i c h   m i g h t   h a v e   i m p a c t e d   o f   i n t e r s y m b o l   i n t e r f e r e n c e   d u e   t o   m u l t i p a t h .   T h e   r e c e i v e d   s i g n a l   m u s t   b e   t h e   o r i g i n a l   s i g n a l   w i t h o u t   g u a r d   i n t e r v a l .   F F T   i s   u s e d   t o   c h a n g e   t i m e   d o m a i n   s i g n a l   t o   f r e q u e n c y   d o m a i n .   T h e   o u t p u t   f r o m   F F T   i s   f r e q u e n c y   s i g n a l   o f   s u b c a r r i e r .   D e s p r e a d i n g   p r o c e s s   i n   t h e   r e c e i v e r   i s   u s e d   t o   g a i n   d a t a   s y m b o l   f r o m   o u t p u t   o f   s p r e a d i n g   p r o c e s s   a t   t h e   t r a n s m i t t e r .   T h e n ,   d e m o d u l a t i o n   i s   r e m a p   t h e   s y m b o l   i n t o   i n f o r m a t i o n   b i t s   w h i c h   i s   m o d u l a t e d   a t   t h e   t r a n s m i t t e r .   T h e   s y m b o l   i s   r e m a p p e d   i n t o   b i t s   b y   d o i n g   a m p l i t u d e   d e t e c t i o n   f r o m   t h a t   s y m b o l .   F u r t h e r m o r e ,   p a r a l l e l   t o   s e r i a l   c o n v e r t e r   i s   i m p o r t a n t   t o   r e c o n v e r t   s i g n a l   a f t e r   d e m o d u l a t i n g   i n t o   s e r i a l   i n   o r d e r   t o   g a i n   o u t p u t   d a t a   i n   f r e q u e n c y   d o m a i n .   I n   a d d i t i o n ,   B E R   c a l c u l a t i o n   m e t h o d   i n   t h i s   r e s e a r c h   i s   M o n t e   C a r l o   m e t h o d   t h a t   i s   a   c o m p a r i s o n   b e t w e e n   s e q u e n c e   b i t s   a t   t r a n s m i t t e r   a n d   d e t e c t i o n   b i t s   a t   t h e   r e c e i v e r .   T h e n ,   B E R   i s   c a l c u l a t e d   b y   c o m p a r i n g   t h e   i n c o r r e c t   d a t a   b i t s   w i t h   t h e   g e n e r a t e d   d a t a   b i t s .   M o n t e   C a r l o   s i m u l a t i o n   m e t h o d   i s   r e l a t i v e l y   s i m p l e   t o   e s t i m a t e   t h e   B E R ,   b u t   i t   i s   t i m e   c o n s u m i n g   f o r   r u n n i n g   t h e   s i m u l a t i o n .       3 .   S i m u l a t i o n   R e s u l t   I n   t h i s   p a p e r ,   c o m p u t e r   s i m u l a t i o n   h a s   b e e n   d o n e   b y   M A T L A B   p r o g r a m m i n g   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   i m p a c t   o f   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   o v e r   F a d i n g   R a y l e i g h   c h a n n e l .   S i m u l a t i o n   r e s u l t s   s h o w   B E R   p e r f o r m a n c e   o f   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   s u c h   a s :   n u m b e r   o f   c a r r i e r ,   s y m b o l   r a t e ,   b i t   r a t e ,   n u m b e r   o f   s y m b o l ,   s i z e   o f   g u a r d   i n t e r v a l   a n d   s p r e a d i n g   f a c t o r .   S i m u l a t i o n   p a r a m e t e r s   i n   t h i s   s i m u l a t i o n   a r e   s h o w n   i n   T a b l e   1 .   E v e r y   p a r a m e t e r   s i m u l a t i o n   h a s   t h r e e   d i f f e r e n t   v a l u e s   e x c e p t   t h e   l e v e l   o f   m o d u l a t i o n   a n d   t h r e s h o l d .   T h e   B E R   i s   t a r g e t e d   f o r   1 0 - 6 .     T a b e l   1 .   S i m u l a t i o n   P a r a m e t e r s .   S y s t e m   Pa r a m e t e r   Va l u e ( s )   N u m b e r   o f   p a r a l l e l   c h a n n e l s   1 2 8 ,   5 1 2 ,   1 0 2 4   F F T / I F F T   s i z e   1 2 8 ,   5 1 2 ,   1 0 2 4   N u m b e r   o f   c a r r i e r   1 2 8 ,   5 1 2 ,   1 0 2 4   N u m b e r   o f   O F C D M   s y m b o l   f o r   o n e   l o o p   2 ,   6 ,   8   Q PSK  m o d u l a t i o n   l e v e l   2   Sy m b o l   r a t e   2 5 0   k Ba u d s ,   2 , 5   M Ba u d s ,   2 5   M b a u d s   Bi t   r a t e   p e r   c a r r i e r   5 0 0   k b p s ,   1   M b p s ,   1 0   M b p s   Si z e   o f   g u a r d   i n t e r v a l   1 6 ,   3 2 ,   6 4   Si z e   o f   s p r e a d i n g   f a c t o r   ( SF )   4 ,   8 ,   1 6   T h r e s h o l d   0 , 5   T a r g e t   E b / N 0   1 0     5 0   d B   T a r g e t   BER   1 0 - 6       3 . 1 .   I m p a c t   o f   n u m b e r   o f   C a r r i e r       T h e   B E R   a g a i n s t   E b / N 0   h a s   b e e n   s i m u l a t e d   f o r   d i f f e r e n t   n u m b e r   o f   c a r r i e r s   ( 1 2 8 ,   5 1 2   a n d   1 0 2 4   c a r r i e r s ) .     F i g u r e   2   s h o w s   t h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t   f o r   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   w h i c h   i s   a f f e c t e d   b y   n u m b e r   o f   c a r r i e r   o v e r   F a d i n g   R a y l e i g h   c h a n n e l .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   l a r g e r   n u m b e r   o f   c a r r i e r s   p e r f o r m s   b e t t e r   B E R   p e r f o r m a n c e   i n   w h i c h   t h e   B E R   a t   n u m b e r   o f   c a r r i e r   o f   1 0 2 4   i s   s m a l l e r   t h a n   t h a t   o f   1 2 8   a n d   5 1 2 .   F o r   e x a m p l e ,   w h e n   E b / N 0   i s   e q u a l   t o   5 0   d B ,   t h e   B E R   f o r   n u m b e r   o f   c a r r i e r s   o f   1 2 8 ,   5 1 2   a n d   1 0 2 4   a r e   3 , 1 × 1 0 - 7 ,   2 , 3 2 5 × 1 0 - 7   a n d   1 , 9 3 8 × 1 0 - 7 ,   r e s p e c t i v e l y .   S o   m o r e   c a r r i e r s ,   i t   g i v e s   t h e   b e t t e r   B E R   p e r f o r m a n c e .   T h i s   i s   t r u e   b e c a u s e   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l   c a n   b e   a p p r o x i m a t e d   a n d   r e c o v e r e d   e v e n   b e t t e r   f r o m   c o n t a m i n a t e d   b y   i n t e r f e r e n c e .   H o w e v e r ,   t h e r e   w i l l   b e   p o s s i b l e   m o r e   p o w e r   c o n s u m p t i o n .   T h e r e f o r e ,   t h e   n u m b e r   o f   c a r r i e r   i n   t h e   O F C D M   h a s   i m p a c t   o n   i t s   p e r f o r m a n c e .   P r a c t i c a l l y ,   a   l a r g e r   n u m b e r   o f   c a r r i e r   ( e . g . ,   1 0 2 4 )   i s   e m p l o y e d .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       A   M o d e l   t o   I n v e s t i g a t e   P e r f o r m a n c e   o f   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s o n   .   ( N a s a r u d d i n )     5 8 3         F i g u r e   2 .   B E R   v s   E b / N 0   b y   v a r y i n g   t h e   n u m b e r   o f   c a r r i e r s .     F i g u r e   3 .   B E R   v s   E b / N 0   b y   v a r y i n g   s i z e   o f   s y m b o l s   i n   o n e   l o o p .       3 . 2 .   I m p a c t   o f   S y m b o l       O F C D M   p r o v i d e s   a c c e s s   b y   a l l o c a t i n g   a   b l o c k   o f   2 D   s y m b o l .   I m p a c t   o f   t h e   n u m b e r   o f   s y m b o l   i n   o n e   l o o p   f o r   O F C D M   p e r f o r m a n c e   o v e r   f a d i n g   R a y l e i g h   c h a n n e l   i s   f i g u r e d   o u t   c l e a r l y   i n   F i g u r e   3 .   T h e   s i z e   o f   s y m b o l   u s e d   i n   t h e   s i m u l a t i o n   i s   2 ,   6 ,   a n d   8 ,   r e s p e c t i v e l y .   B a s e d   o n   t h e   F i g u r e   3 ,   t h e   b e t t e r   p e r f o r m a n c e   w a s   o b t a i n e d   i n   w h i c h   B E R   v e r s u s   E b / N 0   a t   8   i s   l o w e r   t h a n   t h a t   o f   2   a n d   6   s y m b o l s .   A s   a   r e s u l t ,   w h e n   E b / N 0   i s   e q u a l   t o   3 0   d B ,   t h e   B E R   w i t h   n u m b e r   o f   s y m b o l   o f   2 ,   6   a n d   8   a r e   3 , 5 5 1 × 1 0 - 6 ,   2 , 3 6 7 × 1 0 - 6   a n d   1 , 7 7 6 × 1 0 - 6 ,   r e s p e c t i v e l y .   S o   t h e   b i g g e r   n u m b e r   o f   s y m b o l s   a c h i e v e s   b e t t e r   B E R   p e r f o r m a n c e .   T h i s   b e c a u s e   t h e r e   w i l l   b e   n o   i n t e r e f e n c e   a m o n g   s y m b o l s   w h e n   o r t h o g o n a l   s p r e a d i n g   c o d e s   a r e   u s e d .   I n   o t h e r   w o r d ,   t h e   u s e d   c o d e   h a v e   z e r o   c r o s s   c o r r e l a t i o n   a n d   t h u s   w i l l   e l i m i n a t e   a l l   t h e   i n t e r f e r e n c e   f r o m   u n w a n t e d   s i g n a l .   T h e r e f o r e ,   s i z e   o f   s y m b o l   h a s   i m p a c t   t o   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M .       3 . 3 .   I m p a c t   o f   S y m b o l   R a t e   F i g u r e   4   d e m o n s t r a t e s   t h e   B E R   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   o v e r   F a d i n g   R a y l e i g h   c h a n n e l     w h i c h   i s   i n f l u e n c e d   b y   S y m b o l   R a t e   ( S R ) . T o   e v a l u a t e   t h e   i m p a c t   o f   S R ,   t h e r e   a r e   t h r e e   d i f f e r e n t   s i z e   o f   S R   i n   t h e   s i m u l a t i o n   t h a t   a r e   2 5 0   k B a u d s ,   2 , 5   M B a u d s   a n d   2 5   M B a u d s ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e   r e s u l t   s h o w s   t h a t   t h e   h i g h e r   s y m b o l   r a t e   i s   g i v e n ,   t h e   b e t t e r   p e r f o r m a n c e   i s   p e r f o r m e d .   B a s e d   o n   t h e   f i g u r e ,   w h e n   E b / N 0   i s   e q u a l   t o   4 0   d B ,   t h e   B E R   a t   r a t e   o f   2 5 0   k B a u d s ,   2 , 5   M b a u d s   a n d   2 5   M B a u d s   a r e   3 , 2 5 5 × 1 0 - 6 ;   2 , 8 4 8 × 1 0 - 6 ,   a n d     2 , 0 3 5 × 1 0 - 6 ,   r e s p e c t i v e l y .   I t   i s   n o t i c e a b l e   t o   s a y   t h a t     t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   a l s o   h a s   b e e n   a f f e c t e d   b y   t h e   s i z e   o f   S R .     T h e   h i g h e r   S R   e n a b l e s   h i g h   b i t   r a t e   t r a n s m i s s i o n   b u t   r e q u i r e s   g r e a t e r   b a n d w i d t h .           F i g u r e   4 .   B E R   v s   E b / N 0   b y   v a r y i n g   s y m b o l   r a t e s .     F i g u r e   5 .   B E R   v s   E b / N 0   b y   v a r y i n g   b i t   r a t e   v a l u e s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   3 ,     S e p t e m b e r   2 0 1 2   :     5 7 9     5 8 5   5 8 4 3 . 4 .   I m p a c t   o f   B i t   R a t e   T h e   i m p a c t   o f   b i t   r a t e   o n   B E R   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   i s   c l e a r l y   i l l u s t r a t e d   i n   F i g u r e   5 .   S i m u l a t e d   b i t   r a t e s   a r e   5 0 0   k b p s ,   1   M b p s   a n d   1 0   M b p s ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e   r e s u l t   r e v e a l s   t h a t   h i g h e r   b i t   r a t e   g i v e s   b e t t e r   p e r f o r m a n c e ,   w h e r e   B E R   v s   E b / N 0   a t   b i t   r a t e   o f   1 0   M b p s   i s   s m a l l e r   t h a n   t h a t   o f   5 0 0   k b p s ,   a n d   1   M b p s .   F o r   e x a m p l e ,   w h e n   E b / N 0   i s   e q u a l   t o   5 0   d B ,   B E R   a t   b i t   r a t e s   o f   5 0 0   k b p s ,   1   M b p s ,   a n d   1 0   M b p s   a r e   1 , 5 5 × 1 0 - 6 ;   1 , 2 4 × 1 0 - 6 ,   a n d   9 , 3 0 1 × 1 0 - 7 ,   r e s p e c t i v e l y .     S o   t h e   h i g h e s t   b i t   r a t e   i s   s t i l l   a c h i e v e d   a   l o w e r   B E R .   T h i s   i s   c r u c i a l   f o r   t h e   s u c c e s f u l   t r a n s m i s s i o n   o f   O F C D M   d a t a   w i t h   a c c e p t a b l e   B E R   p e r f o r m a n c e .       3 . 5 .   I m p a c t   o f   G u a r d   I n t e r v a l     T h e   i m p a c t   o f   n u m b e r   g u a r d   i n t e r v a l   ( G I )   i n   O F C D M   s i m u l a t i o n   o v e r   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l   i s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   6 .   S i z e   o f   G I   i n   t h i s   s i m u l a t i o n   i s   1 6 ,   3 2 ,   a n d   6 4 ,   r e s p e c t i v e l y .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   B E R   f o r   t h e   l o w e r   o f   G I   i s   s m a l l e r   t h a n   t h e   l a r g e r   o n e .   F o r   e x a m p l e ,   E b / N 0   i s   e q u a l   t o   3 0   d B ,   B E R   f o r   G I   o f   1 6 ,   3 2 ,   a n d   6 4   a r e   5 ,   9 1 9 1 × 1 0 - 7 ,   2 , 3 6 7 × 1 0 - 6 ,   a n d   1 , 1 2 5 × 1 0 - 5 ,   r e s p e c t i v e l y .   I t   i s   c l e a r l y   s h o w n   t h a t   t o   a c h i e v e   b e t t e r   B E R   p e r f o r m a n c e   t h e   s i z e   o f   G I   s h o u l d   b e   s m a l l .   T h e   l a r g e r   o f   G I   c a n   r e d u c e   t h e   t r a n s m i s s i o n   e f f i c i e n c y   b e c a u s e   n o   n e w   i n f o r m a t i o n   c a n   b e   t r a n s m i t t e d   d u r i n g   t h e   g u a r d   i n t e r v a l .   S o   t h e   G I   m u s t   b e   c h o s e n   s u f f i c i e n t l y   s m a l l   f o r   a   g o o d   p e r f o r m a n c e .             F i g u r e   6 .   B E R   v s   E b / N 0   b y   v a r y i n g   s i z e   o f   g u a r d   i n t e r v a l s .     F i g u r e   7 .   B E R   v s   E b / N 0   b y   v a r y i n g   s i z e   o f   s p r e a d i n g   f a c t o r s .       3 . 6 .   I m p a c t   o f     S p r e a d i n g   F a c t o r     S p r e a d i n g   f a c t o r   ( S F )   i s   t h e   l a s t   p a r a m e t e r   o f   O F C D M   s y s t e m   t h a t   i s   g o i n g   t o   d i s c u s s   i n   t h i s   p a p e r .   T h e   i m p a c t   o f   n u m b e r   o f   S F   i n   O F C D M   s i m u l a t i o n   a t   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   7 .   T h e   S F   i s   s e t   t o   4 ,   8   a n d   1 6   i n   t h i s   s i m u l a t i o n .   A s   c a n   b e   s e e n   i n   t h e   F i g u r e   7 ,   t h e   h i g h e r   o f   S F   g i v e s   b e t t e r   p e r f o r m a n c e   s i n c e   i t   h a s   b e t t e r   i n t e r f e r e n c e   r e j e c t i o n .   A s   a   c o m p a r i s o n ,   w h e n     E b / N 0   =   i s   e q u a l   t o   5 0   d B ,     B E R   f o r   S F   o f   4 ,   8 ,   a n d   1 6   a r e   1 , 8 6 × 1 0 - 6 ,   1 . 2 4 × 1 0 - 6 ,   a n d   6 . 2 × 1 0 - 7 ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e r e f o r e ,   t h e   B E R   i s   i m p r o v e d   a s   t h e   S F   i n c r e a s e s   b e c a u s e   t h e   s p r e a d i n g   c o d e s   c a n   c a n c e l   c o r r e l a t e d   n o i s e .   T h e   h i g h e r   S F   a l s o   d e c r e a s e s   t h e   i m p a c t   o f   c e l l   i n t e r f e r e n c e .   H o w e v e r ,   t h e   h i g h e r   S F   r e d u c e s   t h e   a c t u a l   t h r o u g h p u t .         4 .     C o n c l u s i o n   I n   t h i s   p a p e r ,   w e   h a v e   i n v e s t i g a t e d   t h e   i m p a c t   o f   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   s y s t e m   o v e r   R a y l e i g h   F a d i n g   c h a n n e l .   A   m o d e l   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M   s y s t e m   h a s   b e e n   p r o p o s e d .   T h e   i n v e s t i g a t e d   p a r a m e t e r s   o f   O F C D M   s y s t e m   a r e   n u m b e r   o f   c a r r i e r s ,   s i z e   o f   s y m b o l ,   s y m b o l   r a t e ,   b i t   r a t e ,   g u a r d   i n t e r v a l   a n d   s p r e a d i n g   f a c t o r .   F u r t h e r   c o m p u t e r   s i m u l a t i o n   m o d e l   o f   O F C D M   s y s t e m   h a s   b e e n   i n t r o d u c e d   t o   o b t a i n   t h e   p e r f o r m a n c e   i n   t e r m s   o f   B E R   a n d   E b / N 0 .   T h e   c o m p u t e r   s i m u l a t i o n   h a s   b e e n   d o n e   b y   u s i n g   M A T L A B   p r o g r a m m i n g   t o   s i m u l a t e   t h e   i m p a c t   o f   t h e   i n v e s t i g a t e d   p a r a m e t e r s   o n   t h e   O F C D M s   p e r f o r m a n c e .   E a c h   o f   i n v e s t i g a t e d   p a r a m e t e r   h a s   b e e n   e x a m i n e d   i n   t h r e e   d i f f e r e n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       A   M o d e l   t o   I n v e s t i g a t e   P e r f o r m a n c e   o f   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   C o d e   D i v i s o n   .   ( N a s a r u d d i n )     5 8 5   v a l u e s   i n   t h e   s i m u l a t i o n .   T h e   r e s u l t s   s h o w n   t h a t   t h e   l a r g e r   n u m b e r   o f   c a r r i e r ,   h i g h e r   o f   s y m b o l   r a t e ,   h i g h e r   o f   b i t   r a t e   a n d   l a r g e   o f   s p r e a d i n g   f a c t o r   w e r e   g i v e n   b e t t e r   p e r f o r m a n c e   o f   O F C D M .   I n   t h e   l a r g e r   c a r r i e r s ,   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l   c a n   a p p r o x i m a t e d   a n d   r e c o v e r e d   f r o m   c o n t a m i n a t e d   b y   i n t e r f e r e n c e .   O F C D M   w i t h   h i g h e r   s y m b o l   r a t e   e n a b l e s   h i g h   r a t e   t r a n s m i s s i o n .   H i g h e r   b i t   r a t e   i s   p r e f e r e d   f o r   t h e   s u c c e s f u l   t r a n s m i s s i o n   w i t h   a c c e p t a b l e   B E R   i n   O F C D M .   W h i l e   l a r g e   s p r e a d i n g   f a c t o r s   d e c r e a s e s   i m p a c t   o f   c e l l   i n t e r f e r e n c e .   C o n v e r s e l y ,   w h e n   t h e   l a r g e r   o f   g u a r d   i n t e r v a l   w a s   g i v e n ,   t h e   s y s t e m   p e r f o r m a n c e   i s   w o r s e n .   S o   g u a r d   i n t e r v a l   s h o u l d   b e   s m a l l   f o r   a   g o o d   p e r f o r m a n c e   s i n c e   l a r g e r   g u a r d   i n t e r v a l   r e d u c e s   t r a n s m i s s i o n   e f f i c i e n c y .   B a s e d   o n   t h e   r e s u l t s ,   t h e   i n v e s t i g a t e d   p a r a m e t e r s   i n   t h i s   p a p e r   s h o u l d   b e   c o n s i d e r e d   f o r   t h e   f u t u r e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   O F C D M   i n   t h e   4 G   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n s .         R e f e r e n c e s   [ 1 ]     Sy e d   M   Z a f i   Sh a h ,   W   U m r a n i ,   a n d   Af t a b   M e m o n .   Pe r f o r m a n c e   C o m p a r i s o n   o f   O F D M .   M C - C D M a n d   O F C D M   f o r   4 G   W i r e l e s s   Br o a d b a n d   Ac c e s s   a n d   Be y o n d .   PI ER Pr o c e e d i n g s .   M o r o c c o .   2 0 1 1 .   [ 2 ]     Y   Z h o u ,   J   W a n g ,   T u n g - Sa n g .   T w o   D i m e n s i o n a l l y   Sp r e a d   O F C D M   Sy s t e m s   f o r   4 G   M o b i l e   C o m m u n i c a t i o n .   Pr o c .   o f   I EEE   T EN C O N   2 0 0 7 .   2 0 0 7 .   [ 3 ]     Y .   Z h o u ,   T u n g - Sa n g ,   J   W a n g ,   H i g u c h i   M .   Sa w a h a s h i .   D o w n l i n k   T r a n s m i s s i o n   o f   Br o a d b a n d   o f   Br o a d b a n d   O F C D M   Sy s t e m s - Pa r t   V:   C o d e   As s i g n m e n t .   I EE T r a n s a c t i o n   o n   W i r e l e s s   C o m m u n i c a t i o n .   2 0 0 8 ;   7 ( 1 1 ) :   4 5 4 6 - 4 5 5 7 .   [ 4 ]     Se n t h u r a n ,   A n p a l a g a n ,   O   D a s .   C o o p e r a t i v e   S u b c a r r i e r   a n d   Po w e r   Al l o c a t i o n   f o r   T w o - h o p   D e c o d e - a n d - F o r w a r d   O F C D M   Ba s e d   R e l a y   N e t w o r k .   I EE T r a n s a c t i o n   o n   W i r e l e s s   C o m m u n i c a t i o n .   2 0 0 9 ;   8 ( 9 ) :   4 7 9 7 - 4 8 0 5 .     [ 5 ]     L   Kh a l i d ,   An p a l a g a n .   Ef f e c t   o f   C a r r i e r   F r e q u e n c y   O f f s e t   o n   t h e   BER   Pe r f o r m a n c e   o f   Va r i a b l e   Sp r e a d i n g   F a c t o r   O F C D M   Sy s t e m s .   Pr o c .   o f   I EEE  I C C   2 0 0 8 .   Be i j i n g .   2 0 0 8 .     [ 6 ]     H a s e g a w a ,   R   Sh i m u r a ,   T   O h n o ,   N   Y o s h i m o c h i   a n d   I   S a s a s e .   O VSF   C o d e   Al l o c a t i o n   a n d   T w o - s t a g e   C o m b i n i n g   M e t h o d   t o   R e d u c e   I n t e r - c o d e   I n t e r f e r e n c e   i n   O F C D M   Sy s t e m .   Pr o c .   o f   PI M R C   2 0 0 5 .   2 0 0 5 .   [ 7 ]     L i   a n d   W   H a m o u d a .   P e r f o r m a n c e   o f   M u l t i p l e - i n p u t   a n d   M u l t i p l e - o u t p u t   O r t h o g o n a l   F r e q u e n c y   a n d   C o d e   D i v i s i o n   M u l t i p l e x i n g   Sy s t e m s   i n   F a d i n g   C h a n n e l s .   T h e   I n s t i t u t i o n   o f   En g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y   C o m m u n i c a t i o n s .   2 0 1 1 ;   5 ( 1 ) :   1 - 1 1 .   [ 8 ]     N   M i r i d a k i s ,   D   Ve r g a d o s ,   a n d   Pa p a d a k i s .   R e c e i v e r - C e n t r i c   O F C D M   Ap p r o a c h   w i t h   Su b c a r r i e r   G r o u p i n g .   I EEE  C o m m u n i c a t i o n s   L e t t e r s .   2 0 1 2 ;   PP( 9 9 ) :   1 - 4 .   [ 9 ]     R   C a l d w e l l   a n d   An p a l a g a n .   Pe r f o r m a n c e   An a l y s i s   o f   Su b c a r r i e r   Al l o c a t i o n   i n   T w o   D i m e n s i o n a l l y   Sp r e a d   O F C D M   Sy s t e m s .   Pr o c .   o f   V e h i c u l a r   t e c h n o l o g y   C o n f e r e n c e .   2 0 0 6 .   [ 1 0 ]     J   H   M o o n ,   H   Y o u ,   W   G   J e o n ,   J   H   Pa i k .   BER   Pe r f o r m a n c e   o f   M u l t i p l e - A n t e n n a   O F C D M   w i t h   I m p e r f e c t i o n s .   I EEE  C o m m u n i c a t i o n s   L e t t e r s .   2 0 0 4 ;   8 ( 1 ) :   1 2 - 1 4 .   [ 1 1 ]     O   T a k y u ,   T   O h t s u k i ,   M   N a k a g a w a .   O r t h o g o n a l   Va r i a b l e   Sp r e a d i n g   F a c t o r   C o d e   Se l e c t i o n   f o r   Pe a k   Po w e r   R e d u c t i o n   i n   M u l t i - R a t e   O F C D M   Sy s t e m s .   Pr o c .   o f   Ve h i c u l a r   T e c h n o l o g y   C o n f e r e n c e .   2 0 0 3 .   [ 1 2 ]     J   Aw a d ,   T   O F a r r e l l .   Pe r f o r m a n c e   E v a l u a t i o n   o f   O F C D M   a n d   M C - D S - C D M f o r   t h e   F o r w a r d   L i n k   i n   N e x t   G e n e r a t i o n   M o b i l e   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m s .   Pr o c .   o f   PI M R C   2 0 0 5 .   2 0 0 5 .   [ 1 3 ]     L   Y e .   C o m p a r i s o n   o f   M u l t i - C a r r i e r   C D M a n d   O F C D M i n   F a d i n g   C h a n n e l .   W h i t e   p a p e r .   U n i v e r s i t y   o f   Y o r k .   2 0 0 7 .   [ 1 4 ]     H a r a d a ,   H i r o s h i ,   P   R a m j e e .   Si m u l a t i o n   a n d   So f t w a r e   R a d i o   f o r   M o b i l e   C o m m u n i c a t i o n s .   L o n d o n :   T h e   Ar t e c h   H o u s e   U n i v e r s a l   P e r s o n a l   C o m m u n i c a t i o n   Se r i e s .   2 0 0 3 .   [ 1 5 ]     H u a n g ,   C   T s a i ,   L i u .   Pe r f o r m a n c e   o f   a   N o v e l   F u z z y - b a s e d   C o d e   Al l o c a t o r   f o r   T w o - d i m e n s i o n a l   O F C D M   C o m m u n i c a t i o n   Sy s t e m s .   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   F u z z y   Sy s t e m s .   2 0 0 8 ;   1 0 ( 4 ) :   2 3 1 - 2 3 9 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.