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Publicação
Quasi-Optimum Detection of Nonlinear MIMO Signals
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 2.96 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
It is widely known thatmultiple-input, multiple-output (MIMO) transmission
techniques lead to signals with substantial envelope fluctuations which increases
the sensitivity of nonlinear distortion effects. The existence of nonlinear distortion
in the transmitted signals can substantially prejudice the system performance,
leading to high irreducible error floors. However, it has been recently demonstrated
that the nonlinear distortion has useful information on the transmitted
signals which means that, surprisingly, it can be used to improve the performance.
However the distortion effects can only be exploited by the optimum receiver,
which presents a very high complexity. In this work, sub-optimum receivers
which less complexity are proposed. These sub-optimum receivers are based on
the belief propagation (BP) and on the generalized approximate message passing
(GAMP). It is shown that their performance can be substantially better than the
performance of conventional receivers that considered the nonlinear distortion
as noise. Moreover, for both MIMO orthogonal frequency division multiplexing
(OFDM) and MIMO single-carrier with frequency-domain equalization (SC-FDE)
systems, it is demonstrated that the performance in the presence of nonlinear
distortion effects generated by low-resolution quantization processes can be even
better than the performance assuming a linear, high-resolution quantization.
É do conhecimento geral que as técnicas de transmissão com múltiplas entradas e saídas (MIMO) conduzem a sinais com grandes flutuações de envolvente, o que aumenta a sensibilidade aos efeitos da distorção não linear. A existência de distorções não lineares nos sinais transmitidos podem prejudicar substancialmente o desempenho do sistema, levando a níveis elevados de erros. No entanto, tem sido demonstrado recentemente que a distorção não linear tem informações úteis sobre os sinais transmitidos, o que significa que, surpreendentemente, ela pode ser usada para melhorar o desempenho. No entanto, os receptores óptimos podem apresentar uma elevada complexidade. Assim, neste trabalho o receptor implementado tem o intuito de reduzir a complexidade do sistema. Estes receptores sub-ótimos são baseados na propagação de mensagens (BP) e no algoritmo GAMP. Mostra-se que seu desempenho pode ser substancialmente melhor do que o desempenho de receptores convencionais que consideravam a distorção não linear como ruído. Além disso, tanto para os sistemas MIMO-OFDM quanto para MIMO SC-FDE, é demonstrado que o desempenho na presença de efeitos de distorção não linear gerados por processos de quantização de baixa resolução pode ser ainda melhor do que o desempenho assumindo quantização linear de alta resolução.
É do conhecimento geral que as técnicas de transmissão com múltiplas entradas e saídas (MIMO) conduzem a sinais com grandes flutuações de envolvente, o que aumenta a sensibilidade aos efeitos da distorção não linear. A existência de distorções não lineares nos sinais transmitidos podem prejudicar substancialmente o desempenho do sistema, levando a níveis elevados de erros. No entanto, tem sido demonstrado recentemente que a distorção não linear tem informações úteis sobre os sinais transmitidos, o que significa que, surpreendentemente, ela pode ser usada para melhorar o desempenho. No entanto, os receptores óptimos podem apresentar uma elevada complexidade. Assim, neste trabalho o receptor implementado tem o intuito de reduzir a complexidade do sistema. Estes receptores sub-ótimos são baseados na propagação de mensagens (BP) e no algoritmo GAMP. Mostra-se que seu desempenho pode ser substancialmente melhor do que o desempenho de receptores convencionais que consideravam a distorção não linear como ruído. Além disso, tanto para os sistemas MIMO-OFDM quanto para MIMO SC-FDE, é demonstrado que o desempenho na presença de efeitos de distorção não linear gerados por processos de quantização de baixa resolução pode ser ainda melhor do que o desempenho assumindo quantização linear de alta resolução.
Descrição
Palavras-chave
MIMO OFDM SC-FDE nonlinear distortion message passing GAMP