Orthogonal though it is adopted due to

Orthogonal  Frequency 
Division  Multiplexing (OFDM)  is  a  kind 
digital  modulation  scheme 
that  is  being 
used  in  many 
of  the  latest 
wireless  radio  communication 
systems.  OFDM  is 
basically  a  kind 
of  a  multi-carrier 
modulation.  It  consist 
of  multiple  signals 
which  are  closely 
spaced  to  each 
other.  When  the 
signal  is  modulated 
then  it  is 
also  spread  with 
the  sidebands  at 
sides,  inorder  to 
receive  the  signal 
successfully.  So  for 
the  user  it 
is  necessary  at 
the  transmitter  end 
to  send  data 
with  spaces  so  that  it 
can  be  successfully 
demodulated  at  the 
receiver  end  by 
the  help  of 
filters.  But  in 
OFDM  guardbands  are 
not  used  instead 
of  it  cyclic 
prefix  are  used, 
cyclic  prefix  are 
very  useful  as 
compare  to  the 
guardband  cause  it 
will  not  allow 
network  to  waste 
bandwidth  on  the 
guardband.8

Orthogonal  Frequency 
Division  Multiplexing  is 
used  in  DSL, 
digital  television  internet 
access  like  4G 
and  WiFi.  OFDM 
is  the  best 
modified  form  of 
FDM,  In  FDM 
there  are  different 
streams  for  different 
data  and  they 
are  mapped  parallel 
to  separated  channels. 
FDM  channels  are 
separated  from  each 
other  by  a 
guardband  which  can 
reduce  the  interference 
of  the  signals. 
In  other  words 
we  can  say 
that  the  OFDM 
signals  are  closely 
spaced  FDM  signals. 8

We Will Write a Custom Essay Specifically
For You For Only $13.90/page!


order now

 

 

Figure 3.1: Signal in OFDM.

1.1 MIMO-OFDM:

In  last 
decades  the  Orthogonal 
Frequency  Division  Multiplexing 
(OFDM)  Scheme  made 
a  very  wide 
contribution  in  the 
telecommunication  industries,  though 
it  is  adopted 
due  to  its 
robust  nature  through 
which  it  eliminates 
the  frequency  selective 
fading  which  is 
obtain  due  to 
the  conversation  of 
channels  to  the 
flat  fading  subchannels. 
OFDM  scheme  is  a  type 
of  technology  which 
can  be  used 
in  multicarrier  modulation 
and  it  is  
implemented  using  the 
Fast  Fourier  Transforms 
(FFT)  or  Inverse 
Fast  Fourier  Transforms. 
OFDM  can  be 
consider  as  one 
of  the  promising 
technique   cause  of 
its  very  high 
data  rate  transmissions 
and thus  it  is 
adopted  by  many 
of  the  telecommunications  transmission 
systems  such  as  high  bit 
rate  digital  subscriber 
lines  (HDSL),  digital 
video  broadcasting  (DVB), 
asymmetric  digital  subscriber 
lines  (ADSL),  long 
term  evolution  (LTE), 
wireless local  area  network 
(Wireless LAN),  and  digital 
audio  broadcasting  (DAB).12

Multiple  Input  and  Multiple 
Output  is  a 
multiple  antenna  using 
system  at  both 
the  receiving  the 
sending  sides,  combining MIMO  with 
OFDM  can  improve 
the  spectral  efficiency 
of  the  system 
upto  the  1 
Gbps  or  beyond, 
we  use  OFDM(Orthogonal frequency division  multiplexing) 
in  mimo  which 
gives  separate  space-time 
codes  for  each 
set  of  channels, 
MIMO-OFDM  is  used 
in  wideband  transmission 
to  eliminate  Inter-symbol 
Interference  and  for 
enhance  system  capacity. 
The  main  reason 
for  using  OFDM 
in  the  MIMO 
is  that  the 
OFDM   modulates  the 
frequency  selective  MIMO 
channels  into  the 
parallel  frequency  MIMO 
channel.  Which  means 
that  the  OFDM 
in MIMO  provide  the 
chennal equalization  so  simple, and 
each  channel  subscarrier 
is  identified  as 
a  matrix  to 
be  inverted  at 
the  receiving  end.11 

The  well 
planned  MIMO-OFDM  system 
is  based  on 
Fast  Fourier transforms  algorithms 
and  some  encodings, 
for  example;  Alamouti 
Space  Time  Block 
coding (STBC),  Vertical  BellLabs 
layered  Space  Time 
Block  code (VBLASTSTBC),  and 
the  Golden  Space 
Time  Trellis  Code 
(GSTTC).  The  OFDM 
is  used  in 
many  of  the 
telecommunications 
technologies  such  as 
Worldwide  Interoperability  for 
Microwave  Access (WIMAX),  Wireless 
Fidelity (WIFI),  Long  Term 
Evolution  (LTE) and   Digital 
Video  Broadcasting (DVB).  The 
use  of  MIMO-OFDM 
gives  next  generation 
a  very  high 
data  rate  with 
very  low  disturbing 
profile  system  and 
this  is  the 
future  of  telecommunication  world.12

OFDM  provide 
each  user  with  a  group 
of  subcarriers,  with 
these  1000s  of 
subcarrier  to  the 
user,  they  get 
a  small part  of 
carrier.  In  the 
LTE  systems  the 
users  are  mainly 
allowed  with  one 
or  many  users 
depending  on  there requirement.  Such 
as  in  4G 
systems  the  carriers 
spacing  is  15 
KHz.  And  by  using  1-10 
MHz  possible  numbers 
of  carriers  provided 
to  the  user 
are  666.  And 
if  the  users 
are  given  6 
subcarriers,  then  we 
can  approximately  place 
85  users,  so 
the  users  are 
provided  with  how 
much  numbers  of 
subcarrier  is  depend 
upon  on  the 
bandwidth  and  the 
data  speed  needed.14

Results  of 
some  field taken  from are 
given below:-

 

1.   In 
2*2  MIMO  Antenna 
technology,  highest  data 
rate  in 14

·        
Down  Link: 
170  Mbps

·        
Up
Link : 56  Mbps  (16 
QAM)

 

2.   In 
4*4  MIMO  Antenna 
technology,  highest  data 
rate  in 14

·        
Down
link: 325  Mbps

 

3.   In  Radio 
Access 14

·        
Down  Link: OFDM

·        
Up Link : SC- FDMA

 

 

 

Figure
3.2: Diagram 
for  MIMO-OFDM  model

 

In  Fig 3.2  as 
shown  above  we 
can  see a  simple 
model  diagram  of 
MIMO-OFDM  in which  we 
are  using  N numbers 
of  transmitting  antennas 
and  M numbers  of 
receiving  antennas  so 
its  matrix  will be 
N*M  so  now 
at  the  transmission 
end  first  the 
signals  are  mapped 
and  then  it 
is  adopted  at 
the  next  step  using  Inverse 
Fast  Fourier  Transform, at 
the  MIMO encoder  step 
any  of  the 
MIMO  encoding  technique 
can  be  used 
such  as   Alamouti 
STBC. after  this,  at 
the  pilot  sequence 
is  inserted  to 
the  signal  in 
term  we  can 
estimate  our  signal, 
and  then  the 
cyclic  prefix  is 
also  inserted  to 
the  signal  in 
terms  for  the 
redundancy  of  the 
Inter-Symbol  interference  (ISI), 
hence  this  will work 
as  a guard  interval 
for  the  symbols, 
and  it  is to 
be  done  at  the  last 
block  of  the 
OFDM  and  then 
it  is  channelized 
according  to  the 
number  of  channel 
available.16

Although  if  we 
see  at  the 
receiving  end  of 
this  model  the 
signal  is  first 
extracted  from  the 
plot  sequences  and 
then  it  is 
transformed  using    Fast 
Fourier  Transform (FFT).  Then 
it  is  decoded 
according  to  the 
coding  technique  used 
in  the  system 
such  as  Alamouti 
STBC.   And  then 
the  signal  is 
demapped  for  the 
data  acceptance.  This 
type  of  transmissions 
are  much  suitable 
for  symmetric  channel 
transmissions,  because  MIMO-OFDM 
systems  have  Orthoganality 
to each  other  which 
can  help  in 
better  symmetric  transmissions.4

 

1.2 ADVANTAGES OF MIMO-OFDM:

MIMO-OFDM  is  being  used  in 
many  of  the 
communication  technologies   like 
WiMAX,  WLAN  etc. 
because  it  has 
numerous  advantages  over 
previous  techniques.  Following 
are  the  advantages 
of  MIMO-OFDM: 19

·       
ROBUSTNESS:

The  major  advantage 
of  MIMO-OFDM  is 
its  nature  of 
robustness  again  the 
multipath  propagation.  And 
that  is  a 
very  good  factor  
to  be  implemented 
in  a  wireless 
systems  for  a 
better  data  communication.

·       
CYCLIC PREFIX:

The 
main  of  the 
MIMO-OFDM  introduction  is  cyclic  prefix, 
it  make  the 
systems  more  resistance 
able  towards  the 
time  dispersion.  Cyclic 
prefix  help  system 
to  overcome  the 
problem  of  Inter-Symbol 
Interference (ISI).  It  is 
just  replicable  for 
guard  band  for 
the  multipath  propagation.

·       
ACCOMPLISHING:

There 
are  n numbers  of 
narrowband  channels  in  a
MIMO-OFDM  channels  so 
these  Txs  numbers 
of  channels  are 
easily  accomplished  as 
compare  to  the Tx 
number  of  channel. 
This  means  it 
is  not  affected 
by  the  numbers 
of  channels.

·       
HIGH  BITRATE:

The  benefit 
of  MIMO-OFDM  can  be  notable 
is  its  very 
high  transmission  rate 
as  compare  to  the  other 
transmission  technologies.  This 
is  accomplished  with 
the  help  of 
closely  spaced  multiple 
channels.

·       
NO WASTING OF
DATA: 

The 
one  of  the 
advantages  of  the 
MIMO-OFDM  is  if 
the  data  stream 
are  affected  by 
fading  then  that 
faded  data  stream 
can  be  deleted 
to  save  to 
rest  of  data.

 

1.3 DISADVANTAGES OF MIMO-OFDM:

As  there  are 
some benefits  of MIMO-OFDM  there 
are  also  some 
drawbacks  or  disadvantages 
of  MIMO-OFDM  which are.19

 

·       
HIGH POWER RATE:

 In  MIMO-OFDM 
the high  peak  to  the  average 
power  ratio  is 
required  which  is 
the  major  of  the  drawback 
of  MIMO-OFDM.  As  it  will consume 
a lot  of energy  to  be  used 
in  the  system.

·       
HIGH
SYNCHRONIZATION ACCURACY:

In  MIMO-OGDM 
the  main  point 
is  synchronization  of 
orthogonal  signals  if  it  is 
not  synchronized  then 
it  can  destroy 
the  whole  signal, 
which  cause  the 
interference  in  the 
signal.  Phase  noise 
error  or  the 
presence  of  Doppler 
effect  can  cause 
the  degradation  to 
the  MIMO-OFDM  system.

·       
MULTIPATH
PROPAGATION:

In  MIMO-OFDM 
it  is  affected 
by  the  multipath 
propagation  so  it 
is  must  effect 
the  data  stream 
transmission  at  both 
ends.  And  it 
affects  alots.