Super orthogonal double space-time trellis coding

Other Title(s)

الترميز الشبكي فائق التعامد للأنظمة الزمكانية المزدوجة

Dissertant

Tubayl, Muhammad Asad Dib

Thesis advisor

Abu Hadrus, Ammar Muhammad Ramadan
al-Astal, Muhammad Taha Umar

University

Islamic University

Faculty

Faculty of Engineering

Department

Electrical Engineering Department

University Country

Palestine (Gaza Strip)

Degree

Master

Degree Date

2018

Arabic Abstract

تعتبر تقنيات الاتصال متعددة المداخل و المخارج من التقنيات المهمة و التي ساهمت في زيادة سرعة إرسال البيانات عبر الموجات اللاسلكية، و تهدف أنظمة الترميز الزمكانية لتوفير تقنيات للاستفادة من تعدد هوائيات الإرسال والاستقبال من خلال إحداث تداخل مدروس بين الإشارات المرسلة و يعتبر من أهم أنواع هذه الأنظمة : نظام الترميز الزمكاني الكتلي ( space time block coding ) و الترميز الزمكاني الشبكي ( space time trellis coding )، و اللذين لقيا رواجا و اهتماما كبيرين من قبل الباحثين.

تستخدم أنظمة الترميز فائقة التعامد مثل : نظام الترميز الشبكي فائق التعامد ( time trellis coding Super orthogonal spaces ) و نظام الترميز المكاني المرمز شبكيا فائق التعامد super orthogonal tere list coded spatial modulation ) ) في إضافة تحسن نوعي على كفاءة أنظمة الإرسال، إلا أن هذه الأنظمة تعاني بشدة من مشكلة التعقيد الكبير في عملية فك الترميز بالإضافة إلى محدودية الكفاءة في الأنظمة ذات سرعات الارسال العالية نتيجة للزيادة الكبيرة التي تحصل في عدد التفرعات الحاصلة في الشكل الشبكي للنظام.

في هذا البحث، سنقدم ترميزا جديدا يدمج بين أنظمة الترميز الكتلية فائقة التعامد و أنظمة الترميز الشبكية، بحيث يقوم هذا النظام الجديد بالتقليل من عدد التفرعات الحاصلة من خلال استخدام طريقة الارسال التنوعي المزدوج و بالتالي التقليل من التعقيد في عملية فك التشفير بالإضافة إلى تحسنا أكبر في كفاءة النظام في السرعات العالية.

تمر مرحلة الترميز للنظام الجديد بمجموعة من الخطوات تبدأ بتقسيم النظام الكلي إلى نظامين منفصلين و متماثلين يعمل كل منهما على نصف معدل ارسال البيانات، ثم يتم عمل تقسيم لأنظمة الترميز الكتلية فائقة التعامد كي يستطيع النظام في النهاية اسناد كل فرع من الشكل الشبكي بالرمز المناسب له يستخدم المستقبل في عملية فك الترميز خوارزمية أقل معدل تربيعي للخطأ MMSE ) ) مع خوارزمية الغاء التداخل لفك ترميز البيانات المستقبلة.

تم عمل مجموعة من التصميمات و محاكاة نتائجها باستخدام بيئة المحاكاة MATLAB، و قد أظهرت النتائج وجود تحسن في معدل الحطأ و كفاءة النظام عند معدلات الارسال العالية مقارنة بالأنظمة فائقة التعامد الأخرى، بالإاضفة إلى أنه تم حساب معدلات التعقيد في عملية فك الترميز حيث أظهرت القيم المحسوبة أن درجة التعقيد في النظام الجديد أقل من نظيرتها في الأنظمة الشبيهة الأخرى.

English Abstract

Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO) technique is a technology that offers a good solution for high data rate wireless systems.

Space-Time Coding (STC) is a coding technique that aims to benefit from the MIMO systems by introducing a correlation between the transmitted signals.

Space-Time Block Coding (STBC) and Space-Time Trellis Coding (STTC) are two main approaches of STC and many of researches discussed them.

Super Orthogonal Space Time Trellis Coding (SO-STTC) and Super Orthogonal Trellis Coded Spatial Modulation (SOTC-SM) are two schemes that combine the advantages of STBC and STTC and provide high error performance.

However, they suffer from high decoding complexity and low performance in the high data rates due to the high number of branches that occurred in the trellis structure.

In this research, a novel MIMO transmission scheme is proposed that directly combines the Super Orthogonal-STBC (SO-STBC) and the trellis coding technique.

The new scheme reduced the number of branches in the trellis using double space diversity approach.

Hence, the decoding complexity was reduced and also the error performance was improved in the high rates.

The encoding process of the proposed scheme passes through several steps.

Dividing the overall system into two identical and independent systems with a half of the rate for each is the first step, then the set-partitioning for SO-STBC is performed.

Finally, the encoder assigns the trellis’s branches with the appropriate codes.

In the decoding process, the receiver uses MinimumMean-Square-Error (MMSE) algorithm with interference cancellation to decode the received symbols.

Multiple designs of the new scheme were proposed and simulated using MATLAB simulation environment.

The simulation results showed that an improvement in the error performance over SO-STTC and SOTC-SM was achieved in the high rate.

Also, the complexity calculations of the proposed designs were calculated and showed that they were less complexity compared to the recently developed schemes.

Main Subjects

Electronic engineering

Topics

• MIMO systems

No. of Pages

91

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-903394