Эффективность нелинейных обнаружителей при пространственном мультиплексировании для пространственно-коррелированных каналов

Автор(и)

  • Дармендра В. Чаухан журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", India https://orcid.org/0000-0002-6962-970X
  • Джамин К. Бхалани Технологический институт Бабария, Вадодара, India

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347017070020

Ключові слова:

пространственное мультиплексирование, система беспроводной связи, многоуровневая квадратурная амплитудная модуляция, MIMO, SNR

Анотація

Пространственное мультиплексирование используется в системах беспроводной связи MIMO (multiple input multiple output) для повышения скорости передачи данных. Некоторые нелинейные обнаружители, такие как обнаружитель с минимальной среднеквадратической ошибкой MMSE (minimum mean square error), использующий вертикальную слоистую пространственно-временную архитектуру фирмы «Белл Лабораториз» VBLAST (vertical Bell laboratories layered space-time), обнаружитель MMSE VBLAST с максимальной апостериорной ошибкой MAP, и обнаружитель VBLAST с улучшенной MMSE, используются вместо более сложных обнаружителей, таких как обнаружитель максимального правдоподобия ML или обнаружитель на базе сингулярной декомпозиции. В этой работе представлены результаты моделирования частоты появления ошибочных символов SER системы MIMO от среднего значения отношения сигнал-шум SNR для обнаружителей MMSE VBLAST MAP и VBLAST с улучшенной MMSE, предполагая наличие пространственно-коррелированных каналов и использование многоуровневых квадратурных амплитудных модуляций QAM. Установлено, что характеристики обнаружителей MMSE VBLAST MAP и VBLAST с улучшенной MMSE близки в пространственно некоррелированных каналах. Однако в случае пространственно-коррелированных каналов обнаружитель VBLAST с улучшенной MMSE обеспечивает лучшие характеристики по сравнению с MMSE VBLAST MAP. Также доказано, что алгоритм улучшенного VBLAST по сложности превышает алгоритм VBLAST MAP.

Посилання

Foschini, G. J. Layered space time architecture for wireless communication in a fading environment when using multi-element antennas. Bell Labs Technical J., Vol. 1, No. 2, p. 41–59, Autumn 1996. DOI: http://doi.org/10.1002/bltj.2015.

Foschini, G. J.; Gans, M. J. On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas. Wireless Personal Communications, Vol. 6, No. 3, p. 311–335, 1998. DOI: http://doi.org/10.1023/A:1008889222784.

Крейнделин, В. Б.; Варукина, Л. А. Метод демодуляции сигналов с пространственно-временным кодированием с применением нелинейного итерационного алгоритма. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 52, № 8, С. 25–32, 2009. URL: http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347009080032.

Agrell, E.; Eriksson, E.; Vardy, A.; Zeger, K. Closest point search in lattices. IEEE Trans. Inf. Theory, Vol. 48, No. 8, p. 2201–2214, August 2002. DOI: http://doi.org/10.1109/TIT.2002.800499.

Guo, Zhan; Nilsson, Peter. Reduced complexity Schnorr-Euchner decoding algorithms for MIMO systems. IEEE Commun. Lett., Vol. 8, No. 5, p. 286–288, May 2004. DOI: http://doi.org/10.1109/LCOMM.2004.827376.

Gupta, Vipul; Sah, Abhay Kumar; Chaturvedi, A. K. Approximate matrix inversion based low complexity sphere decoding in MIMO systems. arXiv: 1509.02405v1 [cs.IT], 8 September 2015.

Kanthimathi, M.; Amutha, R. Reduced complexity maximum likelihood detection for DAPSK based relay communication systems. Proc. of 2015 Int. Conf. on Computing and Communications Technologies, ICCCT, 8 Oct. 2015, Chennai, India. IEEE, 2015, pp. 292–295. DOI: http://doi.org/10.1109/ICCCT2.2015.7292763.

Zhu, Yi-Jun; Wang, Wen-Ya; Zhang, Jian-Kang; Zhang, Yan-Yu. Constellation collaborated non-linear orthogonal space-time block codes with fast maximum-likelihood detection. IEEE Trans. Vehicular Technology, Vol. 66, No. 1, p. 513–528, 2017. DOI: http://doi.org/10.1109/TVT.2016.2536060.

Chen, Yin; Huang, Xu Guang. A linewidth-tolerant two-stage CPE using a new QPSK-partitioning approach and an enhanced maximum likelihood detection for 64-QAM coherent optical systems. J. Lightwave Technology, Vol. 33, No. 18, p. 3883–3889, 2015. DOI: http://doi.org/10.1109/JLT.2015.2448113.

Regev, Nir; Iofedov, IIia; Wulich, Dov. Maximum likelihood detection of nonlinearly distorted OFDM signal. Proc. of 2015 IEEE Global Communication Conf., GLOBECOM, 6-10 Dec. 2015, San Diego, CA, USA. IEEE, 2016, pp. 1-6. DOI: http://doi.org/10.1109/GLOCOM.2015.7417009.

Wolniansky, P. W.; Foschini, G. J.; Golden, G. D.; Valenzuela, R. A. V-BLAST: An architecture for realizing very high data rates over the rich-scattering wireless channel. Proc. of Int. Symp. on Signal, System and Electronics, pp. 295–300, 1998. DOI: http://doi.org/10.1109/ISSSE.1998.738086.

Alimohammad, A.; Fard, S. F.; Cockburn, B. F. Improved layered MIMO detection algorithm with near-optimal performance. Electron. Lett., Vol. 45, No. 13, p. 675–677, 2009. DOI: http://doi.org/10.1049/el.2009.0373.

Yapici, Yavuz. A new symbol detection algorithm for MIMO channels. A thesis submitted to the department of electrical and electronics engineering and the institute of engineering and science of bilkent university, January 2005.

Chizhik, Dimitry; Farrokhi, Farrokh Rashid; Ling, Jonathan; Lozano, Angel. Effect of antenna separation on the capacity of BLAST in correlated channels. IEEE Commun. Lett., Vol. 4, No. 11, p. 337–339, Nov. 2000. DOI: http://doi.org/10.1109/4234.892194.

Loyka, Sergey L. Channel capacity of MIMO architecture using the exponential correlation matrix. IEEE Commun. Lett., Vol. 5, No. 9, p. 369–371, Sept. 2001. DOI: http://doi.org/10.1109/4234.951380.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-07-14

Як цитувати

Чаухан, Д. В., & Бхалани, Д. К. (2017). Эффективность нелинейных обнаружителей при пространственном мультиплексировании для пространственно-коррелированных каналов. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 60(7), 383–391. https://doi.org/10.20535/S0021347017070020

Номер

Том 60 № 7 (2017)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.