The transmit diversity and OFDM system are the promising schemes for fourth generation wireless communication. Recent studies have shown that combination of two schemes produce improved and reliable performance. In general, the combined schemes can be categorized as either Space Time Block Coded OFDM(STBC-OFDM) and Space Frequency Block Coded OFDM(SFBC-OFDM). In this thesis, we define the two problems of above schemes when the system employs four transmit antennas. First is about inefficient code rate. Both STBC-OFDM and SFBC-OFDM use the complex orthogonal matrix. However Tarokh [1] has proven that there is no such complex orthogonal matrix which can achieve code rate of one when system employs more than two transmit antennas. So as a solution, we apply the quasi-orthogonal matrix which is proposed by Jafarkhani[8] to the SFBC-OFDM system. we increase the throughput by 25 percent compared to previous 3/4 code rate orthogonal matrix. In the low mobility environment, performance of the QOSFBC-OFDM(quasi-Orthogonal SFBC) is worse than the STBC-OFDM because of the imperfect orthogonality, As the mobility increase, the QOSFBC-OFDM is superior than the STBC in high SNR. Second problem is that both schemes(STBC-OFDM, SFBC-OFDM) show the different performance according to the channel condition. [5] shows that SFBC-OFBM outperforms STBC-OFDM in the fast fading channel. Meanwhile STBC-OFDM performs better in the frequency selective channels. Thus, we conclude that the better of two schemes regarding to overall BER performance varies according to channel condition. In this thesis, we propose the switching criterion using normalized delay spreads and normalized Doppler frequency in order to keep the best performance in any channel environments.
본 논문에서는 Transmit diversity와 OFDM 시스템을 결합한 모델의 효율적인 전송과 스위칭을 통한 성능 개선을 제시한다. 먼저 기존의 STBC-OFDM시스템과 SFBC-OFDM 시스템의 특성을 살펴보고, 각 채널에 따라 다른 성능을 나타내는 것을 확인한다. 이러한 사실을 바탕으로 첫번째 주제로 효율적인 전송을 위한 QOSFBC-OFDM 시스템을 제안한다. 기존 복소수의 Orthogonal matrix가3개 이상의 안테나의 시스템에서 적용될 때 코드레이트가 1을 달성할 수 없었기 때문에 나타나는 비효율성을 Jafarkhani가 Quasi-orthogonal matrix를 통해 개선하였다. 본 논문에서는 Quasi-orthogonal matrix를 SFBC-OFDM 시스템에 적용하여 성능을 살펴본다.
두번째 주제로는 STBC-OFDM과 SFBC-OFDM의 채널에 따른 스위칭 기법을 제시한다. 기존에 채널정보를 모르는 경우 위 두 시스템의 하이브리드 형태의 STFBC-OFDM방식이 제시되어 어떤 채널에서도 최악의 성능은 피할 수 있도록 보장해주었으나, 채널 정보를 알 경우에는 최선의 성능을 나타내지 못하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 채널의 성질을 Normalized delay spread와 Normalized Doppler frequency의 비를 사용하여 규정 한 다음 시뮬레이션을 통해 구한 기준값을 통해 스위칭하는 방법을 제시한다. 성능 점증을 위해 SUI(Stanford University Interim)채널 모델을 적용하여 실험한다.
