I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8 ,   p p .   2 5 8 8 ~ 2 5 9 4   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 8 i 4 . p p 2 5 8 8 - 2594           2588       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Ex peri m e ntal S tu dies o n t h e Ef fect  o Ante nna   O rien tatio ns to   the  Perf o r m a nce   o O FDM - ba sed   S y ste m       J.   M us li m in A. L .   A s na w i A. F .   I s m a il,   A. Z .   J us o h,  N. A.   M a lek ,   H . A. M .   R a m li   De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   In ter n a ti o n a l   Isla m i c   Un iv e rsit y ,   M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   11 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma y   29 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   J u n   7 ,   2 0 1 8     S o f tw a r e - d e f in e d   ra d i o   (S DR)   is  a n   e m e rg in g   a n d   p ro m isin g   h ig h   re - c o n f ig u ra b le  p latf o rm   f o ra p id   p ro to ty p in g   i n re a e n v iro n m e n a p p li c a ti o n s.   It  o f fe rs  b o th   f lex ib il it y   a n d   lo w   c o st  to   f a c il it a te  th e   d e v e lo p m e n p ro c e ss   o a g il e   c o m m u n ica ti o n   sy ste m ,   su c h   a Orth o g o n a F re q u e n c y   Div isio n   M u lt i p lex in g   (OFDM ).   Oth e th a n   m o d u lati o n   a n d   tran sm issio n   tec h n iq u e   li k e   OFDM ,   a n ten n a   o rie n tatio n p lay   a   sig n if i c a n im p o rtan c e   in   w irele ss   c o m m u n ica ti o n .   T h e   a v a il a b il il t y   o f   S DR  p latf o r m   li k e   USRP   h a e n a b led   th e   e m p iri c a e v a lu a ti o n   o f   a n ten n a   o r ien tati o n   t o   t h e   sy ste m   p e rf o r m a n c e .   T h e   p e rf o r m a n c e   h a b e e n   e v a lu a ted   in   term o f   th ro u g h p u a n d   p a c k e e rro r   ra te.  T h e   f in d in g sh o w   th e   a n ten n a   o rien tatio n   a ff e c t h e   s y ste m   p e rf o r m a n c e   sig n i f ica n tl y .   K ey w o r d :   An te n n o r ien tatio n s   E x p er i m e n tal   OFDM    SDR   USR P   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A . L .   A s n a w   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   I n ter n atio n al  I s la m ic  U n iv er s it y ,   J alan   Go m b ak ,   5 3 1 0 0   Ku ala  L u m p u r ,   Ma la y s ia.   E m ail:  j u s n ai n i m u s li m i n @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     R esear ch   i n   t h f ie ld   o f   w ir el ess   co m m u n icatio n   i s   v a s an d   d y n a m ic  d u to   th en d le s s   d em a n d   o f   th en d - u s er   an d   t h s ca r cit y   o f   th w ir ele s s   s p ec tr u m   [ 1 ] .   W ir eless   co m m u n icat io n   p la y s   g r ea i m p o r tan ce   in   h u m a n   d ail y   li f e.   I ap p lies   in   al m o s ev er y   a s p ec ts   o f   h u m an   ac ti v itie s ,   r an g i n g   f r o m   s o cial,   co m m er cial,   w ea t h er   f o r ec ast,  m i litar y ,   ci v i lian   f ield s ,   to   d o m e s tic  ap p lia n ce s .   T h ex p o n e n tial  g r o w t h   o f   w ir eles s   d e m a n d   h as  u r g ed   f o r   tech n iq u a n d   m ec h a n i s m   to   i m p r o v th e x is ti n g   co m m u n icatio n   s y s te m .   A s   s u c h ,   w id el y   d ep lo y ed   tech n iq u s u c h   as  O FDM  h a s   g ai n ed   lo o f   atte n tio n   a m o n g   r esear c h es  as  i o f f er s   b o th   e f f icie n t   s p ec tr u m   u ti lizatio n   a n d   r o b u s h i g h   d ata  r ate  tr an s m i s s io n   in   f r eq u e n c y   s elec ti v f ad in g .   T h s t u d ies  o n   OFDM  ar ex te n s i v a n d   th l iter atu r es a r ab u n d an ce   [ 2 ] - [ 1 0 ] .   Fo r   in s ta n ce ,   [ 1 1 ]   s tu d ied   th i m p le m e n tatio n   o f   OFDM  in   b o t h   W iM A a n d   L T E   f o r   co g n iti v r ad io   s y s t e m ,   w h ile  [ 1 2 ] - [ 1 4 ]   s tu d ied   th OFDM  u s a g i n   o p tical  s y s te m .   OFD co m m o n   ap p licatio n   in   ce ll u lar   n et w o r k   i s   d ep icted   in   [ 1 5 ]   w h er th w r iter   f o cu s ed   o n   4 ce llu lar   n et w o r k .   I n   [ 1 6 ] - [ 1 8 ] ,   OFDM  w er s t u d ied   in   th f ield   o f   R A D AR .   Ho w e v er ,   as  co m p ar ed   to   th s i m u latio n   an al y s e s ,   ex p er i m e n tal  an a l y s es  w er les s   ex p lo r ed .     Me an w h ile,   th co n ce p o f   s o f t w ar e - d ef i n ed   r ad io   ( SDR )   o f f er s   b r ea k th r o u g h   f o r   ex p en s i v e,   ti m e   co n s u m i n g   a n d   ef f o r d e m a n d in g   o f   b u ild in g   a n   R ap p li ca tio n s . I c h an g ed   t h h ar d w ar p r o b lem   o f   R F   ap p licatio n   in to   s o f t w ar p r o b le m   w h ich   g r a n ts   f lex ib ili t y   to   ch an g th s y s te m   f u n ctio n alit y   b y   m ea n s   o f   s o f t w ar al o n e,   w h ich   is   id ea f o r   r ap id   d ev elo p m e n o f   c o m m u n icatio n   p r o to ty p e.   Ho w e v er ,   alt h o u g h   th e   SDR   h ar d w ar li k U n i v er s al  So f t w ar R ad io   P er ip h er al  ( USR P )   is   e m er g i n g ,   t h p lat f o r m   tec h n o lo g y   i s   n o t   m at u r y e t.  T h u s ,   r o o m   f o r   ex p lo r atio n   is   w id el y   o p en ed .   T h er ef o r e,   th is   s t u d y   h a s   e m u late d   an   O FDM - b ased   s y s te m   o n   th SD R   p latf o r m   o f   USR P   w it h   GNU  R ad io   an d   h as  u s ed   t h s et u p   to   ev alu ate  t h ef f ec o f   an ten n o r ie n tatio n s   to   th e   s y s te m   p er f o r m a n ce .   T h s y s te m   p er f o r m an ce   h a s   b ee n   e m p ir icall y   e v al u ated   i n   ter m s   o f   p er ce n ta g o f   p ac k et  er r o r   r ate  an d   th r o u g h p u t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       E xp erimen ta l S tu d ies o n   t h E ffect  o f A n ten n a   Ori en ta tio n s   to   th P erf o r ma n ce   o f O F D     ( J.   Mu s lim in )   2589   2.   RE S E ARCH   M E T H O D     T h is   p ar t d escr ib es th i m p le m en ted   OFDM  s y s te m   a n d   ex p er im e n tat io n s   s etu p   u s ed   in   t h is   s tu d y .     2 . 1 .   Sy s t e m   des ig n a n d set up   I n   t h is   s t u d y ,   th e   OFD M - b ase d   tr an s ce i v er   h as   b ee n   r ea lize d   in   p r o g r a m m i n g   s cr ip ts   o n   GNU  R ad io   s o f t w ar e n v ir o n m en w h ile   u tili zi n g   a   p air   o f   US R P s   as   th h ar d w ar p latf o r m .   T h s o u r ce   co d o f   b o th   T r an s m itter   a n d   R ec eiv er   h as   b ee n   i m p le m e n ted   i n   h ier ar ch ical   m a n n er   w it h   t r a n s mit_ p a th   an d   r ec eive _ p a th   ar at  th to p   o f   th h ier ar ch y   as  s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   B o th   tr a n s mi t_ p a th   an d   r ec eive _ p a th   p r o v id in ter f ac e   f o r   tr a n s m itter   a n d   r ec eiv er   r e s p ec ti v el y   i n   w h ich   t h s y s te m   co n f i g u r atio n s   an d   f u n ctio n alitie s   w er e   p r o v id ed   b y   ab s tr ac tio n   f r o m   s o u r ce   co d es   at  th lo w er   h ier ar ch ical.           Fig u r e   1 .   A r ch itectu r o f   i m p l e m en ted   OFDM - b ased   s y s te m         Me an w h ile,   t h e   s et u p   o f   t h e   test b ed   co n s is ts   o f   GNU  R ad io ,   p air   o f   U SR P ,   w o r k s tatio n ,   a n d   an ten n a.   T h s y s te m   s o f t w ar p r o ce s s in g   w a s   i m p le m e n ted   in   GNU  R ad io   in   w h ich   w a s   in s tal led   o n   Ub u n t u   1 4 . 0 4   o p er atin g   s y s te m .   p air   o f   U SR P s   N2 1 0   w it h   m o u n ted   C B X - 4 0 MH z   w as   d ep lo y ed   as  t h h ar d w ar e   p latf o r m   o f   th s y s te m .   T h e   USR P s   w er co n n ec ted   to   th w o r k s tatio n   v ia  E t h er n et  g ig ab it  ca b le.   T h e   w o r k s tatio n   w as   s e o f   i7   2 . 7 GHz   o cta - co r P C   an d   i7   2 . 4 GHz   o cta - co r d esk to p   w h ic h   w er a s s i g n ed   a s   tr an s m itter   a n d   r ec eiv er   r esp ec tiv el y   as d ep icted   in   Fi g u r 2 .         Fig u r 2 .   E x p er i m en tal  s et u p       2 . 2 .   Ant e nn a   m ea s ure m ent   T w o   t y p es  o f   an te n n a s   w er u s ed   in   t h is   s t u d y   n a m ed   o m n id ir ec tio n al  m o n o p o le  an ten n a n d   b id ir ec tio n al  p atch   an ten n a.   P r io r   to   th ex p er i m en ta tio n s ,   th R e tu r n   L o s s   ( S1 1 )   o f   t h ese  a n te n n a s   w as   m ea s u r ed   u s i n g   Ag ile n Vec t o r   Netw o r k   An al y ze r   ( VNA )   as  s h o w n   i Fi g u r 3 .   W h ile  an ten n a s   th at  b ee n   c h a n n e l c h a n n e l G N U   R a d i o J j s d G i g a b i t   E t h e r n e t   c a b l e U S R P   N 2 1 0   +   C B X - 4 0 O S :   U b u n t u   1 4 . 0 4 ( l i n u x ) P y t h o n   &   C + + G N U   R a d i o G i g a b i t   E t h e r n e t   c a b l e U S R P   N 2 1 0   +   C B X - 4 0 O S :   U b u n t u   1 4 . 0 4 ( l i n u x ) P y t h o n   &   C + + G N U   R a d i o T x R x Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8   :   2 5 8 8     2 5 9 4   2590   u s ed   w er e x p ec ted   to   o p er ate  at  L T E   an d   W if f r eq u e n c ies  b an d   f o r   p atch   b i - d ir ec tio n al  a n d   m o n o p o le  o m n id ir ec tio n al  a n ten n a s   r esp ec tiv el y ,   t h r et u r n   lo s s   e x p er ien ce d   at  t h e x p er i m e n ted   f r eq u en cie s   ar s h o wn   in   Fi g u r e   3.           Fig u r 3 .   Me asu r ed   S1 1   of   p atch   b i - d ir ec tio n al  a n te n n a   ( le f t)   an d   m o n o p o le  o m n i - d ir ec tio n al  an ten n ( r ig h t)       Fro m   Fi g u r 3 ,   p atch   an ten n s h o w s   t h lo w e s r et u r n   lo s s   at   2 . 6 9 4 GHz   w h ic h   i s   - 3 5 . 6 4 7 d B .   Me a w h ile,   n o   s i g n if ica n d i f f er en ce   o f   n o is le v el  s h o w n   b y   o m n id ir ec tio n al  b et w ee n   t h m ea s u r ed   f r eq u en c ies.  Ho w e v er ,   s in ce   o m n id ir ec tio n al  s h o w s   h ig h er   r etu r n   lo s s   t h an   p atch   an ten n a,   t h is   s t u d y   w as   an ticip ati n g   t h p atc h   a n te n n a   at  2 . 6 GHz   w i ll  g i v b etter   t h r o u g h p u a n d   er r o r   r ate  t h an   t h o m n id ir ec tio n al   an ten n at  2 . 4 GHz .     2 . 3 .   E v a lua t ed  a nte nn a   o rient a t i o ns   T h ef f ec o f   p o lar izatio n   o r   o r ien t atio n   o f   m o n o p o le  an d   p atch   an te n n w it h   o m n id ir ec tio n al  an d   b id ir ec tio n al  r ad iatio n   p atter n   r esp ec tiv el y   to   t h p er f o r m an ce   o f   OFDM - b a s ed   co m m u n i ca tio n   s y s te m   w er e   v ar ied   an d   ev al u ated .   Fo r   m o n o p o le  an ten n a ,   th an ten n h as  b ee n   in s talled   to   th US R P   in   eith er   v er tica o r   h o r izo n tal  p o s itio n   as  s h o w n   i n   Fi g u r 4 .   T h co m b in atio n   o f   an te n n o r ien tat io n   at   tr a n s m itter   a n d   r ec eiv er   g iv e s   eit h er   p ar allel  o r   p e r p en d icu lar   co n f i g u r atio n   wh ich   lab eled   as  Ver tical    Ver tical  ( V - V) ,     Ver tical    Ho r izo n tal  ( V - H) ,   Ho r izo n tal    Ver tical  ( H - V) ,   an d   Ho r izo n tal    Ho r izo n tal  ( H - H) .   T h o r d er   o f   th ese  co m b i n atio n s   r ef er s   to   t h o r ien tatio n   o f   t h an te n n o n   th tr an s m i tter   f o llo w ed   b y   th r ec eiv er .         Fig u r 4 .   Or ien tatio n s   o f   m o n o p o le  o m n id ir ec tio n al  an te n n a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       E xp erimen ta l S tu d ies o n   t h E ffect  o f A n ten n a   Ori en ta tio n s   to   th P erf o r ma n ce   o f O F D     ( J.   Mu s lim in )   2591   L i k e w is e,   t h e   e f f ec t   o f   p o lar izatio n   o r   o r ien tatio n   o f   an ten n a   w it h   b i - d ir ec tio n al   r ad iati o n   p atter n   w a s   ev alu a ted   b y   p o s itio n i n g   t h a n ten n to   b eit h er   f ac in g   ea c h   o th er   o r   f ac i n g   o u t w ar d   a n d   lab eled   as  i n - in ,   i n - o u t ,   o u t - i n ,   an d   o u t - o u t as s h o w n   in   Fi g u r 5         Fig u r 5 .   Or ien tatio n s   o f   p atc h   b i - d ir ec tio n al  a n te n n a       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S     T h is   s ec tio n   p r esen t s   th f i n d i n g s   o n   th e f f ec o f   an ten n o r ien tatio n   o f   m o n o p o le  o m n id ir ec tio n al   an ten n at  2 . 4 GHz   an d   p atc h   b i - d ir ec tio n al  an ten n at  2 . 6 GHz   o p er atio n s .   T h g r ap h s   w er o b tain ed   b y   v ar y i n g   t h g ai n   at  r ec ei v er   f r o m   0   to   2 7 d B   f o r   f ix   d is ta n c b et w ee n   tr a n s m it ter   an d   r ec eiv er .   2 5 0 0   p ac k ets   h av b ee n   tr a n s m itted ,   w h ic h   co n s is ts   o f   OFD s y m b o l s   o f   1 Me g ab y te s   o f   r a n d o m   n u m b er .   T h th r o u g h p u t   is   th p er ce n tag o f   p ac k et s   s u cc es s f u ll y   r ec ei v ed   b y   t h r ec eiv er ,   w h ile  er r o r   r ate  is   p er c en tag o f   er r o r   o u o f   th to tal  p ac k et s   r ec eiv ed .     3 . 1 .   O m ni - direct io na m o no po le  a nte nn a   a t   2 . 4 G H z   Fig u r e   6   r ep r esen ts   h o w   m u c h   is   th t h r o u g h p u r ec eiv ed   b y   r ec eiv er   w h e n   in cr ea s in g   t h g ain   at  th e   r ec eiv er .   I tcan   b o b s er v ed   th H - H   o r ien tatio n   h as  g ai n ed   2 2 o f   th r o u g h p u at  0 d B   an d   in cr ea s ed   to   o v e r   9 5 af ter   5 d B   o f   R x   g ai n .   O n   th o t h er   h an d ,   t h o t h er   o r ien tatio n s   s h o w   n o   g ai n   i n   t h r o u g h p u at  0   d B ,   an d   o n l y   b e g in   to   g ai n   an   in cr ea s in   t h r o u g h p u af ter   5 d B .   T h V - V‟   o r ie n tatio n   r ea c h es  m o r t h a n   9 0 o f   th r o u g h p u af ter   1 5 d B   w h ile  b o th   V - H‟   a n d   H - V   o n l y   r ea ch   th at  p o in af ter   2 0 d B .   A ll  t h o r ien tatio n s   clo s to   1 0 0 o f   th r o u g h p u at  R x   g ai n   b e y o n d   2 2 d B .   Fro m   t h o b s er v atio n s ,     an ten n a s   w i th   s a m e   o r ien tatio n s   ( H - an d   V - V)   s h o w   b etter   th r o u g h p u p er f o r m an ce   t h an   a n te n n a s   w it h   d if f er en o r ien tatio n s   w it h   H - H   o r ien tatio n   s h o w s   th b est  th r o u g h p u p er f o r m a n ce ,   f o llo w ed   b y   V - V ,   V - H‟ ,   an d   H - V‟ .   I i s   b ec au s a n ten n as   o f   H - H   ad   V - h a v s a m p o lar izatio n   ( co - p o lar )   th at  m ak e s   t h an ten n r ec eiv er   r ec ei v e s   th r o u g h p u f a s ter   co m p ar ed   t o   cr o s s - p o lar   ( V - H)   an d   ( H - V) .   H - o r ien tatio n   ( h o r izo n tal  p o la r izatio n )   is   b etter   th an   V - b ec a u s t h w a v p r o p ag ates  d o es  n o i n te r ac w it h   g r o u n d   p lan an d   ce ilin g   o f   t h b u ild in g   w h ic h   w ill ad d   to   th p ath   lo s s   to   th V - s ig n al.   Su b s eq u e n tl y ,   t h a n te n n a s   w it h   s a m o r ien tat io n s   a ls o   s h o w   b etter   er r o r   r ate  p er f o r m an ce   th a n   an ten n a s   w it h   d if f er en t   o r ien t atio n s   a s   p r ese n ted   i n   f i g u r 7 .   Fro m   t h e   f i g u r e,   H - H‟   o r ien tatio n   s h o w s   m u c h   b etter   p er f o r m a n ce   t h an   t h o th er   an te n n o r ien tatio n s .   I s t ar ted   s h o w in g   r ed u ctio n   o f   er r o r   r ate  at  0 d B   an d   ap p r o ac h in g   t h m i n i m u m   p a ck et  er r o r   r ate  o f   1 0 af ter   1 0 d B   w h ile  o th er s   o n l y   s h o w n   er r o r   r ed u ctio n   af ter   1 5 d B   an d   ap p r o ac h in g   t h e   s a m e   m in i m u m   er r o r   af ter   2 0 d B   o f   R x   g a in .   I n   ad d iti o n ,   alt h o u g h   V - H‟   o r ien tatio n   s h o w s   s li g h tl y   b et ter   p er f o r m a n ce   i n   th r o u g h p u th a n   it  co u n ter p ar ts   H - V‟ ,   it  s h o w s   th w o r s t   p er f o r m a n ce   i n   ter m s   o f   er r o r   r ate  b y   ar o u n d   4 0 h i g h er   t h a n   m in i m u m   er r o r   ac h iev ed   b y   o th er s   af ter   an   R x   ga in   2 5 d B .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8   :   2 5 8 8     2 5 9 4   2592           Fig u r 6 .   T h r o u g h p u t o f   d if f er en t o r ien tatio n s   o f   m o n o p o le   o m n id ir ec tio n al   an t en n a   Fig u r 7 .   P ac k et  er r o r   r ate  o f   d if f er e n t o r ien tatio n s   o f   m o n o p o le   o m n id ir ec tio n al   an ten n a       3 . 2 .   Bi - direct io na l pa t ch  a nte nn a   a t   2 . 6 G H z   Un li k th o m n id ir ec tio n al  an t en n a s   th at  b ee n   p r ese n ted   ea r lier ,   ex p er im e n ti n g   d if f er en o r ien tatio n s   o f   b i - d ir ec tio n al  a n te n n o n   th s y s te m   s h o w s   n o   ef f ec o n   th s y s te m   p er f o r m a n ce ,   n eit h er   in   ter m s   o f   th r o u g h p u t n o r   p ac k et  er r o r   r a te  as sh o w n   i n   F i g u r 8   an d   Fi g u r 9   r esp ec tiv el y .   I n   Fi g u r 8 ,   t h t h r o u g h p u is   co n s ta n tl y   clo s to   1 0 0 ac r o s s   t h R x   g ai n ,   r eg ar d les s   o f   t h an ten n a   o r ien tatio n s .   R ec ip r o ca ll y ,   Fi g u r 9   s h o w s   al th o u g h   th e   o u t - o u t   o r ien tatio n   s h o w s   d ec r e m en o f   er r o r   u n til   1 0 d B ,   th er r o r   r ate  p er f o r m a n ce   h as  s atu r ated   to   ab o u t   1 0 %,  w h ic h   h as   b ee n   o b tai n ed   co n s is ten tl y   b y   o th e r   o r ien tatio n s   t h r o u g h o u th R x   g ai n .   W h ile  th p er f o r m an ce   is   f ar   f r o m   t h an ticip ated ,   it  m i g h b d u to   th e   ef f ec t o f   s at u r atio n   r e g io n   o f   t h p atch   an ten n as s h o w n   in   Fig u r 11.               Fig u r 8 .   T h r o u g h p u t o f   d if f er en t o r ien tatio n s   o f   p atch   b i - d ir ec tio n a l a n te n n a     Fig u r 9 .   P ac k et  er r o r   r ate   o f   d if f er e n t o r ien tatio n s   o f   p atch   bi - d ir ec tio n s al  an te n n a           Fig u r 10 .   R ec eiv ed   OFDM  s i g n al  b y   m o n o p o le  o m i n id ir ec t io n al  an te n n w it h   th co r r esp o n d in g   R x   g ai n   0 5 10 15 20 25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 0 0 T h r o u g h p u t ( % ) R x   G a i n   ( d B )     V - V V - H H - V H - H 0 5 10 15 20 25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 0 0 P E R ( % ) R x   G a i n   ( d B )     V - V V - H H - V H - H 0 5 10 15 20 25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 0 0 P E R ( % ) R x   G a i n   ( d B )     i n - i n i n - o u t o u t - i n o u t - o u t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       E xp erimen ta l S tu d ies o n   t h E ffect  o f A n ten n a   Ori en ta tio n s   to   th P erf o r ma n ce   o f O F D     ( J.   Mu s lim in )   2593       Fig u r 11 .   R ec eiv ed   OFDM  s i g n al  b y   p atc h   b i - d ir ec tio n al  an ten n w i th   t h co r r esp o n d in g   R x   g ai n       Fro m   th o b s er v atio n s   o n   m ea s u r ed   S1 1   an d   p er f o r m a n c f in d i n g s ,   it  ca n   b s tated   t h at  th b i - d ir ec tio n al  an te n n u s ed   in   t h is   s tu d y   h as  b etter   s e n s i tiv i t y   an d   v er y   h i g h   g ai n   t h an   t h o m n id ir ec tio n al   an ten n a.   Ho w e v er ,   i n cr ea s i n g   th R g ai n   o f   t h b i - d ir ec ti o n al  an ten n b e y o n d   1 5 d B   ca u s ed   t h s ig n al   to   ex ce ed   th s at u r atio n   p o in t   wh ich   ca u s ed   th n o n lin ea r   s ig n al  i n   s p ite  o f   p o w er   a m p li f ic atio n .   A s   s u c h ,   t h e   s h ap o f   OFD is   d is ap p ea r in g   w i th   t h i n cr ea s ed   o f   R g ain   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 1 1 .   C o n v er s el y ,   alt h o u g h   o m n id ir ec tio n al  s h o w s   p o o r   S1 1 ,   th r ef lecta n ce   f r o m   s u r r o u n d i n g s   h as   h elp ed   i n   i m p r o v i n g   th e   p er f o r m a n ce   as th R x   g ain   i n cr ea s ed   w h ic h   is   s h o w n   b y   b etter   s p ec tr u m   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 1 0 .       4.   CO NCLU SI O N     Fro m   t h e x p lo r atio n ,   it  ca n   b ass u r ed   th at   SD R   p lat f o r m   u s in g   U SR P   a n d   GNU  R ad io   c an   b u s ed   in   p r o to ty p i n g   t h co m m u n i ca tio n   s y s te m .   C ar ef u p r ec au tio n s   s h o u ld   b tak en   in   d eter m i n in g   p r o p er   co n f i g u r atio n s   i n   o r d er   to   av o id   th h ar d w ar f r o m   o p er atin g   at   s at u r atio n   r eg io n   w h ic h   ca u s ed   n o n - li n ea r   s y s te m   r e s p o n s e.   Fo r   th i s   s y s t e m ,   th n o n li n ea r   r esp o n s ca u s ed   th s y s te m   to   g i v p ec u li ar   s ig n al  o u tp u t.   I n   d e m o n s tr ati n g   t h i m p o r tan ce   o f   p r o p er   an ten n o r ie n tati o n   i n   w ir e le s s   s y s te m ,   t h f i n d in g s   s h o th o m n id ir ec tio n al  a n te n n a   g iv e s   b est  p er f o r m an ce   w h en   h o r izo n ta ll y   a lig n ed   in   p ar allel  o r ien tatio n .   Ho w e v er ,   t h v er y   h i g h   g ai n   s i g n a e m itted   f r o m   b i - d ir ec tio n al  a n te n n a   at  2 . 6 GHz   o p er atio n   ca u s ed   t h s ig n al  to   b s atu r ate d .   T h u s ,   t h ef f ec t o f   th is   an ten n o r ien ta tio n   co u ld   n o t b o b s er v ed .       RE F E R E NC E S     [1 ]   T .   H.  T .   H w a n g ,   C.   Y.  C.   Ya n g ,   G .   W .   G .   W u ,   S .   L .   S .   L i,   a n d   G .   Y.  L i,   OFDM   a n d   Its  W irele ss   A p p li c a ti o n s:  A   S u rv e y ,   IEE T ra n s.  Veh .   T e c h n o l ,   v o l .   5 8 ,   2 0 0 9 .   [2 ]   A .   A l - H a b a sh n a ,   O.  A .   Do b re ,   R.   V e n k a tes a n ,   a n d   D.  C.   P o p e s c u ,   S e c o n d - Ord e Cy c lo sta ti o n a rit y   o f   M o b il e   W iM A X   a n d   LT OFDM   S ig n a ls  a n d   A p p li c a ti o n   t o   S p e c tru m   Aw a r e n e ss   in   Co g n it iv e   Ra d io   S y s tem s,”  IEE J .   S e l.   T o p .   S i g n a Pr o c e ss . ,   v o l.   6 ,   n o .   1 ,   p p .   2 6 - 4 2 ,   F e b .   2 0 1 2 .   [3 ]   X .   L i,   J.  Vu c ic,  V.  Ju n g n ick e l,   a n d   J.  A rm stro n g ,   On   th e   Ca p a c it y   o f   In ten sity - M o d u late d   D irec t - De tec ti o n   S y st e m a n d   th e   In f o rm a ti o n   Ra te  o f   A CO - OFDM   f o In d o o r   Op ti c a W irele ss   A p p li c a ti o n s ,   IEE T r a n s .   Co mm u n . ,   v o l.   6 0 ,   n o .   3 ,   p p .   7 99 - 8 0 9 ,   M a r.   2 0 1 2 .   [4 ]   N.  Du p u is,   C.   R .   Do e rr,   L .   Zh a n g ,   L .   Ch e n ,   N.   J.  S a u e r,   P .   Do n g ,   L .   L .   Bu h l,   a n d   D.  A h n ,   In P - Ba se d   C o m b   G e n e r a to f o O p ti c a OFDM ,   J .   L ig h t.   T e c h n o l ,   v o l.   3 0 ,   n o .   4 ,   p p .   4 6 6 - 4 7 2 ,   F e b   2 0 1 2 .   [5 ]   J.  L .   W e i,   J.  D.  In g h a m ,   D.  G .   Cu n n in g h a m ,   R.   V .   P e n ty ,   a n d   I.   H.  W h it e ,   P e rf o r m a n c e   a n d   P o w e Dis sip a ti o n   Co m p a riso n Be tw e e n   2 8   G b /s  NRZ,   P A M ,   CA P   a n d   Op t ica OFDM   S y ste m f o Da ta  Co m m u n ica ti o n   A p p li c a ti o n s,”  J .   L ig h t.   T e c h n o l ,   v o l.   3 0 ,   n o .   2 0 ,   p p .   3 2 7 3 - 3 2 8 0 ,   O c t   2 0 1 2 .   [6 ]   S .   S u n ,   Y .   Ju ,   a n d   Y.  Ya m a o ,   Ov e rla y   c o g n it iv e   ra d io   OFDM   s y ste m   f o 4 G   c e ll u lar  n e tw o rk s ,”   IEE E   W ire l.   Co mm u n . ,   v o l.   2 0 ,   n o .   2 ,   p p .   6 8 - 7 3 ,   A p r   2 0 1 3 .   [7 ]   B.   Ja m e so n ,   D.   G a r m a t y u k ,   a n d   Y.  T .   J.  M o rto n ,   C o g n it iv e   ra d a f o in d o o p o siti o n i n g   w it h   a   s o f twa re - d e f in e d   UW OFDM   s y ste m ,   in   2 0 1 2   I EE Ra d a r   Co n fer e n c e ,   2 0 1 2 ,   p p .   0 4 6 5 - 0 4 7 0 .   [8 ]   S .   S e n ,   OFDM   Ra d a S p a c e - T ime   A d a p ti v e   P ro c e ss in g   b y   Ex p lo it i n g   S p a ti o - T e m p o ra S p a rsity ,   IEE T ra n s.   S ig n a l   Pro c e ss . ,   v o l.   6 1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 8 - 1 3 0 ,   Ja n .   2 0 1 3 .   [9 ]   T .   L iu ,   N.  Ca o ,   M .   M a o ,   F .   W a n g ,   a n d   Y.   Du ,   W a v e f o r m   d e sig n   a n d   o p ti m iza ti o n   f o OFDM   ra d a sig n a b a se d   o n   f ra c ti o n a F o u rier  tran sf o rm ,   in   T h e   2 0 1 4   2 n d   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   S y ste ms   a n d   In fo rm a ti c ( ICS AI  2 0 1 4 ) ,   2 0 1 4 ,   p p .   7 2 4 - 7 2 9 .   [1 0 ]   S .   S h e a rm a n   a n d   J.  Ki m e r y ,   S o f twa re   D e f in e d   Ra d io   P ro t o ty p in g   P latf o rm En a b le  a   F lex ib le   A p p ro a c h   to   De sig n ,   M icr o w.   M a g .   IEE E ,   2 0 1 2 .   [1 1 ]   J.  F .   T ro n c o s o ,   S o f tw a r e   De f in e d   Ra d i o .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8   :   2 5 8 8     2 5 9 4   2594   [1 2 ]   S .   S e m e n o v   a n d   E.   Kro u k ,   M o d u latio n   a n d   c o d i n g   tec h n iq u e in   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s .   Jo h n   W il e y   &   S o n s,   2 0 1 1 .   [1 3 ]   K.  F a z e a n d   S .   Ka ise r,   M u lt i - C a rrier  a n d   S p re a d   S p e c tru m   S y ste m s:  F ro m   OFDM   a n d   M C - CD M A   to   L T a n d   W iM A X S e c o n d   E d it i o n .   2 0 0 8 ,   p p .   1 - 3 6 0 .   [1 4 ]   F .   M .   A n d re a s,  W irele ss   c o m m u n ica ti o n s,  2 n d   e d .   Jo h n   W il e y   &   S o n s,  2 0 1 1 .   [1 5 ]   GN U R a d io   M a n u a a n d   C+ +   AP I   Re f e re n c e M a in   P a g e .   [ O n li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p :/ /g n u ra d io . o rg / d o c /d o x y g e n /.   [1 6 ]   J.  G .   P ro a k is  a n d   M .   S a leh i,   Dig it a Co m m u n ica ti o n s.  2 0 0 8 ,   p .   1 1 5 0 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.