Development of a low complexity MIMO detector with quasi-optimum performance

Ð¢ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ñ MIMO признана одной из Ð¾ÑÐ½Ð¾Ð²Ð½Ñ‹Ñ Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ð¹ в Ð±ÐµÑÐ¿Ñ€Ð¾Ð²Ð¾Ð´Ð½Ñ‹Ñ ÑÐ¸ÑÑ‚ÐµÐ¼Ð°Ñ Ñ высокой производительностью. Однако сложность демодуляторов MIMO с высокой пропускной способностью представляет собой серьезную проблему для реализации. Среди Ð¸Ð·Ð²ÐµÑÑ‚Ð½Ñ‹Ñ Ð´ÐµÑ‚ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð² MIMO детектор ML достигает Ð¾Ð¿Ñ‚Ð¸Ð¼Ð°Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ Ñ Ð°Ñ€Ð°ÐºÑ‚ÐµÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð¸Ðº с точки зрения Ð¿Ð¾Ð¼ÐµÑ Ð¾ÑƒÑÑ‚Ð¾Ð¹Ñ‡Ð¸Ð²Ð¾ÑÑ‚Ð¸. Однако прямая реализация такого демодулятора требует Ð¾Ð³Ñ€Ð¾Ð¼Ð½Ñ‹Ñ Ð²Ñ‹Ñ‡Ð¸ÑÐ»Ð¸Ñ‚ÐµÐ»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ ÑƒÑÐ¸Ð»Ð¸Ð¹, которые экспоненциально увеличиваются с ростом числа передатчиков. Чтобы избежать непосильной сложности ML в ущерб Ð¿Ð¾Ð¼ÐµÑ Ð¾ÑƒÑÑ‚Ð¾Ð¹Ñ‡Ð¸Ð²Ð¾ÑÑ‚Ð¸, были разработаны альтернативные методы демодуляции с низкой сложностью, такие как линейные и нелинейные ÑÑ ÐµÐ¼Ñ‹ демодуляции. Однако при использовании Ñ‚Ð°ÐºÐ¸Ñ ÑÑ ÐµÐ¼ в ÑÐ¸ÑÑ‚ÐµÐ¼Ð°Ñ MIMO высокого порядка наблюдается значительное ÑƒÑ ÑƒÐ´ÑˆÐµÐ½Ð¸Ðµ коэффициента Ð±Ð¸Ñ‚Ð¾Ð²Ñ‹Ñ Ð¾ÑˆÐ¸Ð±Ð¾Ðº, особенно при Ð²Ñ‹ÑÐ¾ÐºÐ¸Ñ ÑƒÑ€Ð¾Ð²Ð½ÑÑ Ð¼Ð¾Ñ‰Ð½Ð¾ÑÑ‚Ð¸ сигнала SNR. Следовательно, возникла Ð½ÐµÐ¾Ð±Ñ Ð¾Ð´Ð¸Ð¼Ð¾ÑÑ‚ÑŒ разработки вычислительно эффективного MIMO демодулятора, достигающего ÐºÐ²Ð°Ð·Ð¸Ð¾Ð¿Ñ‚Ð¸Ð¼Ð°Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ BER. Поэтому данная работа посвящена предложению алгоритма обнаружения MIMO, который удовлетворяет этим Ñ Ð°Ñ€Ð°ÐºÑ‚ÐµÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð¸ÐºÐ°Ð¼ и в то же время преодолевает недостатки Ð¸Ð·Ð²ÐµÑÑ‚Ð½Ñ‹Ñ ÐºÐ²Ð°Ð·Ð¸Ð¾Ð¿Ñ‚Ð¸Ð¼Ð°Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ Ð°Ð»Ð³Ð¾Ñ€Ð¸Ñ‚Ð¼Ð¾Ð².
MIMO technology is recognized as a major technology in wireless systems with high-performance. However, the complexity of high throughput MIMO demodulators poses a significant implementation issue. Among known MIMO detectors, the ML detector achieves the optimal performance in terms of noise immunity. However, the direct implementation of such demodulator requires huge computational effort that increases exponentially with the number of transmitters. Alternative low-complexity demodulating methods have been developed to avoid the infeasible complexity of ML at the expense of BER performance, such as linear and non-linear demodulating schemes. However, a significant degradation in error performance is observed when employing such schemes in high-order MIMO systems, particularly at high levels of SNR. Consequently, the need of designing a computationally efficient MIMO demodulator that achieves a quasi-optimal BER performance has arisen. Therefore, this work is devoted to propose a MIMO detecting algorithm that fulfills these characteristics, and at the same time, overcomes the downsides of two of the well-known quasi-optimal algorithms.