Técnica full-diversity QO-STBC para sistemas MIMO de antenas grandes
Autores: Anoh, Kelvin; Okorafor, Godfrey; Adebisi, Bamidele; Alabdullah, Ali; Jones, Steve; Abd-Alhameed, Raed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Técnica full-diversity QO-STBC para sistemas MIMO de antenas grandes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistemas de telecomunicaciones
Estándar 5G
Sistemas MIMO
QO-STBC
Tasas de datos
MIMO masivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
La necesidad de alcanzar altas tasas de datos en los sistemas de telecomunicaciones modernos, como el estándar 5G, motiva el estudio y desarrollo de antenas grandes y sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO). Este estudio presenta un diseño de orden de antena grande de un sistema MIMO de código de bloque espacio-temporal cuasi-ortogonal (QO-STBC) que logra un mejor rendimiento de relación señal-ruido (SNR) y tasa de error de bits (BER) que los QO-STBC convencionales, con el potencial para configuraciones de MIMO masivo (mMIMO). Aunque algunos estándares MIMO anteriores se basaban en códigos de bloque espacio-temporal ortogonales (O-STBC), que están limitados a dos antenas de transmisión y tasas de datos, la necesidad de tasas de datos más altas motiva la exploración de configuraciones de antenas más altas utilizando diferentes esquemas QO-STBC. El QO-STBC estándar ofrece un mayor número de antenas que el O-STBC con la tasa espacial completa. Desafortunadamente, los QO-STBC estándar tampoco pueden lograr una diversidad completa debido a la autointerferencia dentro de sus matrices de detección; esto disminuye el rendimiento de BER del esquema QO-STBC. La detección también implica un procesamiento no lineal, lo que complica aún más el sistema. Para resolver estos problemas, proponemos una técnica de diseño de procesamiento lineal (que elimina la complejidad del sistema) para construir QO-STBCs libres de interferencias y que también logra una diversidad completa utilizando matrices modales de Hadamard con el potencial para el diseño mMIMO. Dado que las matrices modales que ortogonalizan el QO-STBC no son dispersas, nuestra propuesta también admite O-STBCs con una relación pico a promedio de potencia (PAPR) bien comportada y una mejor BER. Los resultados del QO-STBC propuesto superan otras técnicas de diversidad completa, incluidas las técnicas de rotación de Givens y la descomposición de valores propios (EVD) en 15 dB tanto para configuraciones de antenas MIMO como de entrada única múltiple (MISO) en BER. El QO-STBC libre de interferencias propuesto también se implementa para sistemas MIMO, donde. Demostramos sistemas MIMO habilitados para 8, 16 y 32 antenas de transmisión con el potencial para aplicaciones de diseño mMIMO con características de rendimiento de BER y PAPR atractivas.
Descripción
La necesidad de alcanzar altas tasas de datos en los sistemas de telecomunicaciones modernos, como el estándar 5G, motiva el estudio y desarrollo de antenas grandes y sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO). Este estudio presenta un diseño de orden de antena grande de un sistema MIMO de código de bloque espacio-temporal cuasi-ortogonal (QO-STBC) que logra un mejor rendimiento de relación señal-ruido (SNR) y tasa de error de bits (BER) que los QO-STBC convencionales, con el potencial para configuraciones de MIMO masivo (mMIMO). Aunque algunos estándares MIMO anteriores se basaban en códigos de bloque espacio-temporal ortogonales (O-STBC), que están limitados a dos antenas de transmisión y tasas de datos, la necesidad de tasas de datos más altas motiva la exploración de configuraciones de antenas más altas utilizando diferentes esquemas QO-STBC. El QO-STBC estándar ofrece un mayor número de antenas que el O-STBC con la tasa espacial completa. Desafortunadamente, los QO-STBC estándar tampoco pueden lograr una diversidad completa debido a la autointerferencia dentro de sus matrices de detección; esto disminuye el rendimiento de BER del esquema QO-STBC. La detección también implica un procesamiento no lineal, lo que complica aún más el sistema. Para resolver estos problemas, proponemos una técnica de diseño de procesamiento lineal (que elimina la complejidad del sistema) para construir QO-STBCs libres de interferencias y que también logra una diversidad completa utilizando matrices modales de Hadamard con el potencial para el diseño mMIMO. Dado que las matrices modales que ortogonalizan el QO-STBC no son dispersas, nuestra propuesta también admite O-STBCs con una relación pico a promedio de potencia (PAPR) bien comportada y una mejor BER. Los resultados del QO-STBC propuesto superan otras técnicas de diversidad completa, incluidas las técnicas de rotación de Givens y la descomposición de valores propios (EVD) en 15 dB tanto para configuraciones de antenas MIMO como de entrada única múltiple (MISO) en BER. El QO-STBC libre de interferencias propuesto también se implementa para sistemas MIMO, donde. Demostramos sistemas MIMO habilitados para 8, 16 y 32 antenas de transmisión con el potencial para aplicaciones de diseño mMIMO con características de rendimiento de BER y PAPR atractivas.