Улучшенный VBLAST MAP: новый алгоритм точка-точка для детектирования символов в системах беспроводной связи MIMO

Автор(и)

  • Дармендра В. Чаухан Чаротарский университет науки и техники, India https://orcid.org/0000-0002-6962-970X
  • Джамин К. Бхалани Технологический институт Бабария, Вадодара, India
  • И. Н. Триведи Университет Нирмы, Ахмадабад, India

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347018050023

Ключові слова:

MIMO, много входов и много выходов, минимальная среднеквадратичная ошибка, MMSE, вертикальный многоуровневый пространственно-временной алгоритм компании «Белл Лабораториз» с использованием максимальной апостериорной вероятности, VBLAST, улучшенный VBLAST

Анотація

Предложен новый алгоритм (точка–точка) для детектирования символов в системе со многими входами и многими выходами MIMO (multiple input multiple output). Этот алгоритм представляет собой улучшение двух популярных алгоритмов: вертикальный многоуровневый пространственно-временной алгоритм компании «Белл Лабораториз» VBLAST (vertical Bell laboratories layered space-time) и алгоритм максимальной апостериорной вероятности MAP (maximum a-posteriori probability). В данном случае, уровни различаются или упорядочиваются на основе апостериорных вероятностей выходных символов, а не на основе отношения сигнал–шум SNR (signal-to-noise ratio). Для каждого уровня множество апостериорных вероятностей вычисляется для всех выходных символов при использовании всех возможных групп сигналов. Уровень, соответствующий выходному символу и имеющий минимальную апостериорную вероятность, выбирается первым из набора апостериорных вероятностей для детектирования посредством перебора всех возможных групп сигналов. Затем с помощью традиционного метода VBLAST MAP детектируются остальные слои. В работе представлена зависимость частоты появления ошибочных символов SER (symbol error rate) MIMO как функция символьного SNR системы MIMO путем моделирования систем 16ґ16 MIMO и группы сигналов с модуляцией 16-QAM. Полученные результаты показывают, что предлагаемый алгоритм превосходит по эффективности традиционный алгоритм VBLAST MAP и улучшенный алгоритм (improved VBLAST).

Посилання

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

Argell, E.; Eriksson, T.; Vardy, A.; Zeger, K. “Closest point search in lattices,” IEEE Trans. Inf. Theory, Vol. 48, No. 8, P. 2201-2214, Aug. 2002. DOI: https://doi.org/10.1109/TIT.2002.800499.

Gupta, Vipul; Sah, Abhay Kumar; Chaturvedi, A. K. “Approximate matrix inversion based low complexity sphere decoding in MIMO systems,” 8 September 2015. URI: https://arxiv.org/abs/1509.02405.

Kanthimathi, M.; Amutha, R. “Reduced complexity maximum likelihood detection for DAPSK based relay communication systems,” Proc. of Int. Conf. on Computing and Communications Technologies, ICCCT, 26-27 Feb. 2015, Chennai, India. IEEE, 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/ICCCT2.2015.7292763.

Golden, G. D.; Foschini, C. J.; Valenzuela, R. A.; Wolniansky, P. W. “Detection algorithm and initial laboratory results using V-BLAST space-time communication architecture,” Electron. Lett., Vol. 35, No. 1, P. 14-16, Jan. 1999. DOI: http://dx.doi.org/10.1049/el:19990058.

Yapici, Yavuz. “A new symbol detection algorithm for MIMO channels,” A thesis submitted to the department of electrical and electronics engineering. Institute of Engineering and Science of Bilkent University, Jan. 2005.

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 Signals, Systems, and Electronics, 2 Oct. 1998, Pisa, Italy. IEEE, 1998, pp. 295-300. DOI: https://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, 18 June 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.1049/el.2009.0373.

Чаухан, Дармендра В.; Бхалани, Джамин К. "Эффективность нелинейных обнаружителей при пространственном мультиплексировании для пространственно-коррелированных каналов," Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 60, № 7, С. 383-391, 2017. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017070020.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-05-27

Як цитувати

Чаухан, Д. В., Бхалани, Д. К., & Триведи, И. Н. (2018). Улучшенный VBLAST MAP: новый алгоритм точка-точка для детектирования символов в системах беспроводной связи MIMO. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 61(5), 259–266. https://doi.org/10.20535/S0021347018050023

Номер

Том 61 № 5 (2018)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 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.