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Performance Analysis of STBC 4x4 MIMO using Ray Tracing Channel Modelling in WLAN Technology
IEEE 802.11n technology comes with many advantages such as high data rate and reliability. In 2,4 GHz and 20 MHz bandwidth, it gives data rate up to 300 Mbps. In order to improve reliability without complexity, it uses STBC (Space Time Block Coding) using Alamouti algorithm. This algorithm can be implemented with many STBC scheme, i.e., 2x1, 2x2, 3x1, 3x2, 3x3, 4x1, 4x2, 4x3 and 4x4 using BPSK, QPSK, 16-QAM and 64-QAM modulation. Impulse respons of (Laboratorium Telekomunikasi Radio dan Gelombang Mikro) LTRGM indoor channel can be modeled by using ray tracing method. This simulation also investigates the effect of MIMO channel corelation caused by channel fading and physical antenna factor. The results, LTRGM indoor channel give delay spread and rms delay of 71.94 ns and 1.5 ns respectively. The ergodic channel capacity declines steadily as the channel correlation becomes worse. This problem also cause a decrease in SNR performance to achieve SER of 10-3 with various modulation. However, this does not have significant influence on WLAN system that uses STBC with four both transmit and receive antenn
Implementação e simulação de redes AD HOC de comunicações sem fio com múltiplas antenas
Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012.Este trabalho estuda o desempenho de redes sem o ad hoc com nós habilitados com múltiplas
antenas (MIMO) utilizando tecnologias-chave para permitir altas taxas de transmissão e/ou maior
robustez à transmissão. Para tanto, busca-se avaliar as técnicas de transmissão do sistema Vertical
Bell Labs Layered Space-Time (V-BLAST) (o qual permite a multiplexagem espacial) e do esquema
de Alamouti (que explora a diversidade de transmissão). Para realizar este estudo, propomos uma
implementação de um sistema MIMO que utiliza estas técnicas no simulador de rede NS-3. Esta implementa
ção é baseada em modelos analíticos e expressões matemáticas resultantes das abstrações
da decodi cação do sinal na recepção na camada física e consiste em simples modi cações na norma
IEEE 802.11b que incluem não só os aspectos do cálculo da SINR e da BER, mas também como o
mecanismo de detecção de portadora é realizado e como a negociação de 4 vias é con gurada. Os
resultados de simulação para redes ad hoc IEEE 802.11 habilitadas com o esquema de Alamouti,
sob canais com desvanecimento Rice, indicam ganhos signi cativos na vazão média da rede sobre
sistemas de única antena, especialmente sob forte desvanecimento de múltiplos percursos. Além
disso, os resultados para redes habilitadas com o sistema V-BLAST, sob canais com desvanecimento
Rayleigh, mostram que, dependendo da con guração de antenas, ganhos signi cativos de
vazão quase lineares podem ser alcançados, se os ganhos de diversidade forem explorados. Com
base nestes resultados, é proposto um sistema MIMO híbrido com protocolo MAC adaptativo que
comuta a técnica de transmissão de acordo com as condições do canal, a m de prover melhores
ganhos de desempenho explorando as vantagens da diversidade e da multiplexagem. Este protocolo
segue o paradigma do projeto com camadas interrelacionadas ( cross-layer design ) para realizar
a comutação da técnica segundo informações trocadas pelas camadas física e MAC. Estudos são
realizados para avaliar os melhores limiares de comutação a m de otimizar o desempenho. Os
resultados de simulação mostram ganhos de vazão de rede maiores que o desempenho de redes
utilizando cada técnica individualmente em toda a rede.This work studies the performance of wireless ad hoc networks when nodes are equipped with
multiple antennas (MIMO) utilizing key technologies that allow higher data rates and/or robustness
to transmission. To do so, we seek to evaluate the transmission techniques known as Vertical Bell
Labs Layered Space-Time (V-BLAST) system (which allows spatial-division multiplexing) and the
Alamouti scheme (which exploits transmit diversity). To accomplish this task, we propose an
implementation of these MIMO techniques in the network simulator NS-3. This implementation is
based on analytical models and expressions obtained from signal decoding abstractions from the
physical layer reception, and consists in simple modi cations to the IEEE 802.11b standard. These
modi cations include not only SINR and BER computation aspects, but also how clear channel
assessment is performed and how the four-way handshake mechanism is set. Simulation results
for IEEE 802.11 ad hoc networks enabled with the Alamouti scheme, under Rice fading channel,
indicate signi cant gains in network throughput over single antenna systems, especially under
strong multipath fading. Furthermore, simulation results for networks enabled with V-BLAST
show that, depending on the antenna con guration, signi cant quasi-linear network throughput
gains can be achieved, especially if the diversity gains are also exploited. Based on these results,
we propose a MIMO hybrid system with adaptive MAC protocol that selects the transmission
technique depending on channel conditions, in order to provide better performance gains exploiting
diversity and multiplexing gains. This protocol follows the cross-layer design paradigm to choose
the best technique according to information exchanged by the physical and MAC layers. Studies are
carried out to evaluate the best selection thresholds in order to optimize throughput. Simulation
results demonstrate higher network throughput gains compared to the performance of networks
that utilize each technique individually in all network nodes (or elements)