Integration of Binary Subcarrier Search with Hilbert Matrix (BSS – HBM) using 39 GHz MIMO Antenna in 5G Application

Abstract

Системи Multiple Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MIMO – OFDM) п’ятого покоління (5G) відіграють важливу роль завдяки унікальним характеристикам і перевагам мобільного зв’язку. Мережі 5G працюють в різних галузях, покращуючи швидкість та пропускну здатність, частоту та зменшуючи затримку. Існуючі системні алгоритми Align Crow Search (ACS) реалізовані у висхідній лінії зв’язку системи MIMO – OFDM для зменшення коефіцієнту бітових помилок (BER) з 10-1 до 10-4. У лінії зв’язку міжсимвольні перешкоди (ISI) і міжнесучі перешкоди (ICI) реалізуються завдяки OFDM. Двійковий пошук пропонується для виявлення та зменшення ISI та ICI, за допомогою матриці Гільберта, щоб уникнути відношення пікової до середньої потужності (PAPR). Потім через канал реалізується MIMO-антена 38 ГГц, яка може зменшити частоту бітових помилок (BER) у низхідній лінії зв’язку системи. Вона забезпечує ефективність 80% із вищим коефіцієнтом підсилення та смугою пропускання 14 ГГц з високими параметрами 5G. Крім того система MIMO-OFDM забезпечує кращу продуктивність завдяки використанню BSS – HBM через антену 39 ГГц із розміром підкладки 3,039 мм х 2,548 мм. Таким чином, звичайний метод ACS порівнюється з BSS – HBM для покращення кращого співвідношення сигнал/шум (SNR), нижчого BER та зниження ICI із високою ефективністю, наведеною в результатах моделювання.

In the Multiple Output – Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MIMO – OFDM) system, the Fifth Generation (5G) plays an important role due to the extraordinary features and advantages of mobile communication. These 5G works in any aspect of the industry to improve speed because of better capacity, frequency, and lower delay. The existing system Align Crow Search (ACS) algorithms are implemented in the uplink of the MIMO – OFDM system to reduce the Bit Error Rate (BER) from 10−1 to 10−4 . In the uplink, the Inter Symbol Interference(ISI) and Inter-Carrier Interference (ICI) are evolved due to the implementation of OFDM, which deals with the several number of subcarriers transferred. The Binary Subcarrier Search is proposed to detect and reduce the ISI and ICI, with Hilbert Matrix to avoid the Peak to Average Power Ratio (PAPR). Then, the 38 GHz MIMO antenna is implemented through the channel, which can reduce the Bit Error Rate (BER) in the downlink of the system. It provides 80% efficiency with higher gain and the 14 GHz bandwidth with grand parameters of 5G. Finally, the MIMO-OFDM system yields better performance by using BSS – HBM through the 39 GHz antenna with substrate size 3.039 mm х 2.548 mm in the 5G Application. Hence the conventional method ACS is compared with the BSS – HBM to enhance better signal-tonoise ratio (SNR), Lower BER, and reduction of ICI with high efficiency given in the simulated results.