Performance of Asynchronous MC-CDMA Systems with Maximal Ratio Combining in Frequency-Selective Fading Channels

The bit error rate (BER) performance of the asynchronous uplink channel of multicarrier code division multiple access (MC-CDMA) systems with maximal ratio combining (MRC) is analyzed. The study takes into account the effects of channel path correlations in generalized frequency-selective fading channels. Closed-form BER expressions are developed for correlated Nakagami fading channels with arbitrary fading parameters. For channels with correlated Rician fading paths, the BER formula developed is in one-dimensional integration form with finite integration limits, which is also easy to evaluate. The accuracy of the derived BER formulas are verified by computer simulations. The derived BER formulas are also useful in terms of computing other system performance measures such as error floor and user capacity

Performance and Detection of M-ary Frequency Shift Keying in Triple Layer Wireless Sensor Network

This paper proposes an innovative triple layer Wireless Sensor Network (WSN) system, which monitors M-ary events like temperature, pressure, humidity, etc. with the help of geographically distributed sensors. The sensors convey signals to the fusion centre using M-ary Frequency Shift Keying (MFSK)modulation scheme over independent Rayleigh fading channels. At the fusion centre, detection takes place with the help of Selection Combining (SC) diversity scheme, which assures a simple and economical receiver circuitry. With the aid of various simulations, the performance and efficacy of the system has been analyzed by varying modulation levels, number of local sensors and probability of correct detection by the sensors. The study endeavors to prove that triple layer WSN system is an economical and dependable system capable of correct detection of M-ary events by integrating frequency diversity together with antenna diversity.Comment: 13 pages; International Journal of Computer Networks & Communications (IJCNC) Vol.4, No.4, July 201

Spectral Efficiency Analysis of Multi-Cell Massive MIMO Systems with Ricean Fading

This paper investigates the spectral efficiency of multi-cell massive multiple-input multiple-output systems with Ricean fading that utilize the linear maximal-ratio combining detector. We firstly present closed-form expressions for the effective signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) with the least squares and minimum mean squared error (MMSE) estimation methods, respectively, which apply for any number of base-station antennas $M$ and any Ricean $K$-factor. Also, the obtained results can be particularized in Rayleigh fading conditions when the Ricean $K$-factor is equal to zero. In the following, novel exact asymptotic expressions of the effective SINR are derived in the high $M$ and high Ricean $K$-factor regimes. The corresponding analysis shows that pilot contamination is removed by the MMSE estimator when we consider both infinite $M$ and infinite Ricean $K$-factor, while the pilot contamination phenomenon persists for the rest of cases. All the theoretical results are verified via Monte-Carlo simulations.Comment: 15 pages, 2 figures, the tenth International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP 2018), to appea

Performance of SC-FDMA with diversity techniques over land mobile satellite channel

La demanda de la alta velocidad de datos resulta en una importante interferencia entre símbolos para los sistemas monoportadora en canales de ancho de banda y potencia limitada. Superar la selectividad en el tiempo y la frecuencia del canal de propagación requiere el uso de potentes técnicas de procesamiento de señales. Ejemplos recientes incluyen el uso de múltiples antenas en el transmisor / receptor, en la técnica conocida como Multiple-Input Multiple-Output (MIMO). En ciertos entornos (tales como el enlace ascendente de un enlace móvil) por lo general sólo una antena está disponible en la transmisión. Por lo tanto, sólo esquemas con entrada individual y salida única (Single Input Single Output, SISO) o transmisiones con entrada única y múltiples salidas (Single Input Multiple Output, SIMO) son factibles. La multiplexación por división ortogonal en frecuencia (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM) es una técnica de modulación ampliamente utilizada por su robustez frente a la selectividad en frecuencia de los canales, su escalabilidad y su compatibilidad con MIMO. Sin embargo, sufre de una alta relación de potencia de pico a promedio (Peak-to-Average Power Ratio, PAPR) que necesita amplificadores de alta potencia muy lineales, lo que resulta costoso energéticamente para la transmisión. La técnica monoportadora con acceso múltiple por división de frecuencia (Single Carrier Frequency-Division Multiple Access , SC-FDMA) se ha convertido en una alternativa a la técnica de OFDM que se utiliza específicamente en el enlace ascendente de LTE. SC-FDMA es capaz de reducir la PAPR en la transmisión, dando lugar a una relajación de las limitaciones en cuanto a la eficiencia de potencia necesaria en los terminales de usuario y las unidades satélite. SC-FDMA puede ser descrito como una versión de OFDMA en el que se incluyen una etapa de pre-codificación y de pre-codificación inversa en el transmisor y el receptor respectivamente. Así, los símbolos se transmiten en tiempo, pero después de ser procesados en la frecuencia. Incluso con el uso de OFDMA o SC-FDMA, la ISI tiene que ser compensada por la igualación, que normalmente se realiza en el dominio de frecuencia. El objetivo de esta tesis es proporcionar un análisis matemático del comportamiento de SC-FDMA en un canal móvil terrestre por satélite (Land Mobile Satellite, LMS). Para este propósito, el canal se modela como un canal Rice sombreado tal que la línea de visión (Line of Sight, LOS) sigue la distribución de Nakagami. En primer lugar, se describen las técnicas de modulación multiportadora OFDMA y SC-FDMA. A continuación, se lleva a cabo un análisis de OFDMA y SC-FDMA basado en el ruido complejo recibido a la entrada del detector. Se evalúa la probabilidad de error de bit (Bit Error Rate, BER) de SC-FDMA para diferentes profundidades del desvanecimiento y de la diversidad de antena en el receptor. También se evalúa la eficiencia espectral de SC-FDMA para el canal LMS. Por último, se abordan las técnicas de diversidad y se evalúan las técnicas conocidas como Maximal Ratio Combining (MRC) y Equal Gain Combining (EGC)