Исследование детектирования ZF и MMSE в системах MIMO
Автор: Тюхтяев Дмитрий Александрович, Ермакова Надежда Николаевна, Семенов Евгений Сергеевич
Журнал: НБИ технологии @nbi-technologies
Рубрика: Инновации в информатике, вычислительной технике и управлении
Статья в выпуске: 1 т.17, 2023 года.
Бесплатный доступ
В современном городском рельефе существует большое количество препятствий в виде зданий, проводов, деревьев, являющихся причинами переотражения сигнала, что в свою очередь приводит к сложностям при детектировании исходного сигнала. Многолучевое распространение происходит из-за отражения, рассеяния и дифракции электромагнитных волн при попадании на природные и техногенные препятствия. В результате в приемную антенну приходит множество волн с различными задержками, затуханиями и фазами. Для борьбы с этим негативным эффектом возможно применение систем с технологией MIMO. В настоящее время технология MIMO (Multiple Input Multiple Output) используется практически во всех современных беспроводных технологиях. Данная технология позволяет использовать несколько приемо-передающих антенн для увеличения пропускной способности каналов связи и уменьшения ошибок, возникающих при передаче данных. В работе рассматриваются приемник с декорреляцией (ZF-приемник) и приемник, минимизирующего среднеквадратическую ошибку оценивания (Minimum Mean Square Error (MMSE). Также дается алгоритм работы модели системы передачи MIMO с применением ZF- и MMSE-приемников. В заключительной части статьи приводятся результаты моделирования BER при различном количестве приемо-передающих антенн.
Сигнал, схема, канал связи, анализ данных, затухание, искажения, помехи, моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/149142564
IDR: 149142564 | УДК: 621.396.94 | DOI: 10.15688/NBIT.jvolsu.2023.1.6
ZF and MMSE detection study in MIMO systems
Theproliferation of obstacles in urban environments, such as buildings, wires, and trees, can cause signal re-reflection, resulting in difficulties in detecting the original one. Multipath propagation occurs when electromagnetic waves hit natural and man-made obstacles, leading to the reflection, scattering, and diffraction of waves. This can result in multiple waves arriving at the receiving antenna with different delays, attenuations, and phases. To address this problem, the widely used in modern wireless communication systems MIMO technology (Multiple Input Multiple Output) can beutilized. It uses multiple transmittingand receivingantennas to increasecommunication channel throughput and reduce errors that occur during data transmission. This paper examines a receiver with decorrelation (ZF receiver) and a receiver that minimizes the minimum mean square error (MMSE). Additionally, an algorithm for a MIMO transmission system model using ZF and MMSE receivers is presented. In the final section of the article, the results of Bit Error Rate (BER) modeling are presented for different numbers of transmitting and receiving antennas. The presented algorithmcan significantly reduce errors that occur during data transmission in urban environments, where multipath propagation is common because of signal re-reflection. The use of MIMO technology with decorrelation and MMSE receivers can increase the efficiency of communication channels and make wireless communication more reliable in urban environments.
Список литературы Исследование детектирования ZF и MMSE в системах MIMO
- Гавриянова, А. В. Исследование системы радиопередачи с применением технологии MIMO в зависимости от вида модуляции / А. В. Гавриянова, Д. А. Тюхтяев // Проблемы передачи информации в инфокоммуникационных системах: сб. докл. и тез. VIII Всерос. науч.-практ. конф. (г. Волгоград, 26 мая 2017 г.). - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2017. - С. 27-30.
- Новые алгоритмы формирования и обработки сигналов в системах подвижной связи / А. М. Шлома [и др.]. - М.: Горячая линия - Телеком, 2008. - 344 c.
- Семенов, Е. С. Выбор оптимального числа приемо-передающих устройств при различных методах обработки в системах V-BLAST / Е. С. Семенов, Д. А. Тюхтяев // Инфокоммуникационные технологии. - 2013. - № 2. - С. 62-65.