Ssor preconditioned gauss-seidel detection and its hardware architecture for 5g and beyond massive mimo networks
Autores: Chataut, Robin; Akl, Robert; Dey, Utpal Kumar; Robaei, Mohammadreza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Ssor preconditioned gauss-seidel detection and its hardware architecture for 5g and beyond massive mimo networks
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Mimo masivo
Tecnología
Detección de señales
Algoritmo
Estación base
Antenas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Con la limitación del ancho de banda sub-6 GHz, el mundo está explorando una emocionante tecnología inalámbrica conocida como massive MIMO. Esta tecnología de acceso inalámbrico se está convirtiendo rápidamente en clave para la implementación de redes 5G, B5G y 6G. El sistema massive MIMO reúne antenas tanto en estaciones base como en terminales de usuario para proporcionar un servicio espectral alto. A pesar de que el massive MIMO ofrece beneficios astronómicos como baja latencia, alta velocidad de datos, mejora en la ganancia de matriz y una mayor fiabilidad, enfrenta varios desafíos de implementación debido a las cientos de antenas en la estación base. La detección de señales en la estación base durante el enlace ascendente es uno de los problemas críticos en esta tecnología. La detección de la señal del usuario se vuelve computacionalmente compleja con una multitud de antenas presentes en los sistemas massive MIMO. Este documento propone un novedoso algoritmo de Gauss-Seidel acelerado y precondicionado llamado Preacondicionado Gauss-Seidel con Sobrerrelajación Simétrica (SSORGS). El algoritmo propuesto abordará los desafíos de detección de señal asociados con la tecnología massive MIMO. Además, mejoramos la tasa de convergencia del algoritmo propuesto al introducir un novedoso esquema de precondicionador de Sobrerrelajación Simétrica (SSOR) y un esquema de inicialización basado en la condición del canal instantáneo entre la estación base y el usuario. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo propuesto, conocido como Preacondicionado Gauss-Seidel con Sobrerrelajación Simétrica (SSORGS), proporciona un rendimiento óptimo de BER. En el BER, en el rango de SNR, el algoritmo SSORGS tiene un mejor rendimiento que los algoritmos tradicionales. Además, el algoritmo propuesto es computacionalmente más eficiente que los algoritmos tradicionales. Además, diseñamos una arquitectura de hardware integral para el algoritmo SSORGS para encontrar los componentes interrelacionados necesarios para construir el sistema físico real.
Descripción
Con la limitación del ancho de banda sub-6 GHz, el mundo está explorando una emocionante tecnología inalámbrica conocida como massive MIMO. Esta tecnología de acceso inalámbrico se está convirtiendo rápidamente en clave para la implementación de redes 5G, B5G y 6G. El sistema massive MIMO reúne antenas tanto en estaciones base como en terminales de usuario para proporcionar un servicio espectral alto. A pesar de que el massive MIMO ofrece beneficios astronómicos como baja latencia, alta velocidad de datos, mejora en la ganancia de matriz y una mayor fiabilidad, enfrenta varios desafíos de implementación debido a las cientos de antenas en la estación base. La detección de señales en la estación base durante el enlace ascendente es uno de los problemas críticos en esta tecnología. La detección de la señal del usuario se vuelve computacionalmente compleja con una multitud de antenas presentes en los sistemas massive MIMO. Este documento propone un novedoso algoritmo de Gauss-Seidel acelerado y precondicionado llamado Preacondicionado Gauss-Seidel con Sobrerrelajación Simétrica (SSORGS). El algoritmo propuesto abordará los desafíos de detección de señal asociados con la tecnología massive MIMO. Además, mejoramos la tasa de convergencia del algoritmo propuesto al introducir un novedoso esquema de precondicionador de Sobrerrelajación Simétrica (SSOR) y un esquema de inicialización basado en la condición del canal instantáneo entre la estación base y el usuario. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo propuesto, conocido como Preacondicionado Gauss-Seidel con Sobrerrelajación Simétrica (SSORGS), proporciona un rendimiento óptimo de BER. En el BER, en el rango de SNR, el algoritmo SSORGS tiene un mejor rendimiento que los algoritmos tradicionales. Además, el algoritmo propuesto es computacionalmente más eficiente que los algoritmos tradicionales. Además, diseñamos una arquitectura de hardware integral para el algoritmo SSORGS para encontrar los componentes interrelacionados necesarios para construir el sistema físico real.