Subscribe to the gold package and get unlimited access to Shamra Academy
Register a new userPerformance analysis of closed-loop MIMO techniques in practical scenarios
تحليل أداء تقنيات الحلقة المغلقة في أنظمة الهوائيات المتعددة MIMO في ظروف التشغيل العملية
1467
2 39
0
(
0
)
Authors
غدير ماضي( باحث )
Created by
Shamra Editor
Ask ChatGPT about the research
إن توظيف عدد من الهوائيات في طرفي الإرسال و الاستقبال لتشكيل ما يعرف بأنظمة الهوائيات متعددة المداخل و المخارج MIMO أسهم بشكل كبير بتحسين وثوقية الإرسال و زيادة معدل نقل المعطيات. الأمر الذي جعل هذه الأنظمة تمثل العمود الفقري في عالم الاتصالات اللاسلكية للعقد الاخير، مما أفسح الطريق أمام تطوير و ابتكار تقنيات كثيرة في هذا المجال، و هذا ما تتطلب العمل الدائم على تحليل أبرز هذه التقنيات و مقارنة أدائها. يتناول هذا البحث عدة تقنيات تعتمد أنظمة الـ MIMO ذات الحلقة المغلقة كالتقنية P-OSM التي تعمل على تعظيم المسافة الاقليدية الصغرى بين رموز الإشارة في طرف الاستقبال بهدف تخفيض معدل خطأ البت, كذلك التقنيتين X , Y Precoders اللتين تعملان على تحسين ربح التنويع لأنظمة الـ MIMO. يهدف البحث لدراسة و تحليل أداء التقنيات السابقة من حيث معدل خطأ البت و درجة التعقيد ضمن ظروف التشغيل العملية لأنظمة الاتصالات اللاسلكية بوجود قناة راجعة محدودة من المستقبل للمرسل. أظهرت النتائج إمكانية التشغيل العملي لتقنية P-OSM بشكل أبسط مقارنة مع التقنيات الأخرى بسبب أدائها الجيد و درجة تعقيدها المنخفضة.
The employment of multiple antennas at the transmission and reception side for the formation of a MIMO system contributed significantly to improve the reliability of transmission and increase the data rate. In the last decade, this system represented the backbone of wireless communications which paved the way for the development of many techniques in this area. Therefore, there is a need to study the most important of these techniques and compare its performance analysis. This research deals with several closed-loop MIMO techniques : (P-OSM) which maximizes the minimum Euclidean distance in the received signal constellation in order to reduce the bit error rate, (X and Y Precoders) which improve the diversity gain of MIMO system. The aim is to study and analysis the performance of previous techniques in practical scenarios of wireless communication systems in the presence of limited feedback channel. The results shows the possibility of practical employment of the P-OSM technique in a simple way compared to other techniques due to its good performance and low complexity order.
Artificial intelligence review:
Research summary
تناول البحث دراسة وتحليل أداء تقنيات الحلقة المغلقة في أنظمة الهوائيات المتعددة MIMO في ظروف التشغيل العملية. تركز البحث على تقنيات الترميز المسبق مثل P-OSM وX, Y Precoders، حيث تهدف هذه التقنيات إلى تحسين أداء النظام من حيث معدل خطأ البت ودرجة التعقيد. أظهرت النتائج أن تقنية P-OSM تتميز بأداء جيد ودرجة تعقيد منخفضة، مما يجعلها مناسبة للتشغيل العملي مقارنة بالتقنيات الأخرى. كما تم تحليل أداء هذه التقنيات في وجود قناة راجعة محدودة، حيث أظهرت تقنية Y-Precoder أداءً أفضل في الظروف المثالية، بينما تحسنت تقنية P-OSM بشكل كبير عند زيادة عدد البتات المتوفرة في القناة الراجعة.
Critical review
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث قدم تحليلًا شاملاً لأداء تقنيات الحلقة المغلقة في أنظمة MIMO، إلا أنه يمكن ملاحظة بعض النقاط التي قد تحتاج إلى تحسين. أولاً، التركيز كان كبيرًا على الجانب النظري والتحليل الرياضي، بينما كان من الممكن تضمين تجارب عملية أكثر لدعم النتائج النظرية. ثانيًا، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية المختلفة مثل التداخل والتشويش على أداء التقنيات المدروسة. أخيرًا، كان من الممكن تقديم مقارنة أوسع تشمل تقنيات أخرى غير مذكورة في البحث لتقديم صورة أشمل عن أداء تقنيات MIMO في ظروف التشغيل العملية.
Questions related to the research
-
ما هي الفائدة الرئيسية من استخدام أنظمة الهوائيات المتعددة MIMO؟
الفائدة الرئيسية من استخدام أنظمة الهوائيات المتعددة MIMO هي تحسين وتوقية الإرسال وزيادة معدل نقل المعطيات، مما يجعلها العمود الفقري في عالم الاتصالات اللاسلكية الحديثة.
-
ما هي التقنية التي أظهرت أداءً جيدًا ودرجة تعقيد منخفضة في البحث؟
التقنية التي أظهرت أداءً جيدًا ودرجة تعقيد منخفضة هي تقنية P-OSM.
-
كيف تؤثر القناة الراجعة المحدودة على أداء تقنيات الترميز المسبق؟
القناة الراجعة المحدودة تؤثر على أداء تقنيات الترميز المسبق من خلال تقليل كمية المعلومات المتاحة للمرسل، مما يتطلب استخدام تقنيات تكميم لتقليل حجم المعلومات المرسلة عبر القناة الراجعة.
-
ما هي النقاط التي يمكن تحسينها في البحث وفقًا للدراسة النقدية؟
النقاط التي يمكن تحسينها تشمل زيادة التجارب العملية لدعم النتائج النظرية، دراسة تأثير العوامل البيئية مثل التداخل والتشويش، وتقديم مقارنة أوسع تشمل تقنيات أخرى.
References used
ANDREWS, J. G; GHOSH, A; MUHAMED, R .Fundamentals of WiMAX Understanding Broadband Wireless Networking. . ed., Prentice Hall, 2007, 496
Clerckx, B, Oestges, C. MIMO Wireless Networks: Channels, Techniques and Standards for Multi-Antenna, Multi-User and Multi-Cell Systems. Academic Press (Elsevier), Oxford, UK, Jan 2013, 752
VASHI, R. CHOKSI, A. SEVAK, M. M. A Performance Comparison of Spatial Multiplexing MIMO. International Journal of Computer Applications, Vol. 125, No. 3, 2015, 6-9
rate research
Read More
Recent years have witnessed a significant growth in wireless communication as a
result of user demand on high rates of data transmission. Therefore, there is a great
motivation for the application of MIMO systems in many modern communication
stand
ards in order to provide the required data transmission rates. Unfortunately, these
systems are sensitive to poor transmission conditions such as fading. Precoding can
improve the performance of MIMO systems to adapt with channel conditions by knowing
the full channel state information (CSI) at the transmitter. However, a full CSI is often
unrealistic in practice because of the huge amount of this information to be sent back.
Therefore, this information must be reduced and sent through a limited feedback channel.
X and Y Precoder are one of the precoding techniques that have been studied
assuming a full CSI at the transmitter. In this research, we will add a limited feedback
channel to this technique in order to become applicable in practice. The result has shown
that the loss of performance by adding a limited feedback channel may be acceptable.
Modern wireless networks tend to employ more antennas to profit as much as possible
from MIMO techniques. But as the number of antennas increases, the problem of antenna
mutual coupling will affect the performance of MIMO systems currently operatin
g in
wireless networks such as zero forcing (ZF) and Max-SNR precoders.
This research treats the issue of mutual coupling resulting from the electromagnetic
interaction between adjacent antennas and its effect on the work of the ZF and Max-SNR
precoders in MIMO systems. The results showed a clear decrease in the performance of the
two precoders at small spacing between the antennas. It also showed the possibility of
reducing the problem of antenna mutual coupling by increasing the antenna spacing which
is not always available in MIMO systems.
Multi user multiple-input multiple-output (MIMO) systems provide high capacity with the benefits of space division multiple access.
The channel state information at the base station (BS) or access point (AP) is very important since it allows joint p
rocessing of all users’ signals which results in a significant performance improvement and increased data rates.
If the channel state information is available at the BS/AP, it can be used to efficiently eliminate or suppress multi-user interference (MUI) by beamforming or by using ”dirty-paper” codes.
The precoding also allows us to perform most of the complex processing at the BS/AP which results in a simplification of users’ terminals.
Linear precoding techniques have an advantage in terms of computational complexity. Non-linear techniques have a higher computational complexity and require some signaling overhead but can provide a better performance than linear techniques.
In this research we compare the performance of several linear techniques through simulation using a program MATLAB (R2014a) for multi-user MIMO system.
The Sum Rate and the BER resulting from the use of linear pre-coding techniques corporation to SNR [dB] and the number of base station antennas (NBS) will be analyzed and compared.
In comparison between the multi-user MIMO Beamforming Linear techniques, we found that the single-value analysis (SVD) technology performs better than the other linear techniques in terms of achieving higher sum-rate and the bit error rate (BER) is relatively less.
إنّ تزايد الطلب على معدلات النقل في الاتصالات دفع الباحثين لإيجاد طرق جديدة لتلبيّة هذه المتطلبات، ومع محدودية المصادر الترددية (عرض الحزمة) والزمنية تمّ التوّجه لإيجاد مصادر جديدة للنظام تساعد على زيادة معدل النقل وتحسين جودة النظام في الوقت نفسه بغ
ية توفير عرض الحزمة والاستطاعة المستهلكة في الأنظمة التقليدية الحالية التي تحوي هوائي إرسال واحد وهوائي استقبال واحد.
ظهرت أنظمة الاتصالات متعددة المداخل والمخارج MIMO لتقدّم الكثير من التحسينات والميّزات الجديدة لشبكات الاتصالات اللاسلكيّة وأدخلت أنظمة الاتصالات بعصر جديد يستخدم النظام فيه عدة هوائيات في الإرسال والاستقبال للاستفادة من خصائص القناة متعددة المسارات Multipath Channel عبر تقديم ربحين: ربح التنويع Diversity Gain وربح التنضيد Multiplexing Gain حيث يعمل ربح التنويع على زيادة تحسين جودة وأداء النظام، بينما يعمل ربح التنضيد على زيادة معدل نقل النظام، كما أدخلت مؤخرا ميزات أخرى على هذا النظام أهمها تقنية تشكيل الحزمة Beamforming التي تعمل على تركيز الحزمة بالاتجاه المطلوب لتقليل التداخل بين الأجهزة وزيادة جودة الإشارة.
وظفت هذه الميزات في الكثير من أنظمة الاتصالات ومنها أنظمة Wi-Fi والأنظمة الخلوية LTE و5G التي أدخلت مفاهيم جديدة على أنظمة MIMO أهمها: تقنية Massive MIMO الذي ساعد على تحقيق معدلات وكفاءات فائقة وتقنية Virtual MIMO التي تعمل على تشكيل مصفوفات إرسال/استقبال من عدة أجهزة متفرقة.
سوف نقوم في هذا البحث بشرح أساسيات القناة متعددة المسارات وأنظمة MIMO، كيفية نمذجتها رياضياً، ميزات وأرباح هذه المنظومة، بنية المنظومة، أهم تطبيقات هذه المنظومة وخصائصها الجديدة وأخيراً تحدياتها وطرق تطويرها.
In the past few years, smart phones developments than just a simple mobile phones
to sophisticated computers. This development has allowed for users of smart phones to surf
the Internet, receive and send e-mail, SMS and MMS messages and connect to
devices to
exchange information. And make all these features of the smartphone useful tool in our
daily lives, but the same time, make it more useful to attract malicious applications.
Knowing that most users store sensitive information on their mobile phones .smart phones
are considered desirable scorer attackers and malware developers .And make the need to
preserve the security and confidentiality of the data on the Android platform from malware
analysis on it is an urgent issue.
This research on previous methods to analyze the dynamic behavior of the
applications have been approved and adopted a method to detect malware on the Android
platform. It was implication the reagent in the context of assembling the effects of the
number of users relied on crowdsourcing. We have been testing our frame analysis of the
collected data at the central server using two types of data sets: data from the artificial
malware have been created for testing purposes and malware incident of life in the world.
It turns out that the method used is an effective way to isolate malware and alert users to
software that was downloaded.
Log in to be able to interact and post comments
comments
Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
