Comparación de técnicas de detección para sistemas MIMO masivo

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Título : Comparación de técnicas de detección para sistemas MIMO masivo
Autor : Pérez Aguirre, Evelyn Solange
Director de Tesis: Soria Maldonado, Verónica Emma
Resumen traducido: Massive MIMO systems are a technology that helps 5G to provide greater speed and efficiency of data transfer in cellular networks due to the large number of antennas that use in base stations. This increase brings a disadvantage when it comes to detecting signals at the base station because it increases noise and interference. Research has evaluated many detectors looking for those with the best performance and low computational complexity, one of the detectors is the successive noise cancellation detectors, the strongest signal is detected, and then its interference is subtracted from the received signal to later detect the following signs. This investigation compares the efficiency and computational complexity of the SIC (successive interference cancellation) and OSIC (ordered successive interference cancellation) detectors, based on the MMSE (minimum mean square error) and ZF (zero forced) detectors to detect the signal, and then cancel its interference from the received signal. The OSIC detector orders the signal based on SNR (signal-to-noise ratio) or SINR (signal-to-interference ratio plus noise), detecting the signal with the highest SNR or SINR and then proceeding to successive interference cancellation. So, some scenarios of a massive MIMO system are simulated in Matlab, with 16 transmitting antennas (mobile device) and 64, 100 and 200 receiving antennas (base station) using 16, 64 and 128 QAM modulation to evaluate efficiency and computational complexity of each detector proposed. Finally, the results are presented using graphs of SNR versus BER (bit error rate) to evaluate the efficiency of the ZF-SIC, MMSE-SIC, OSIC-SINR and OSIC-SNR detectors in each QAM modulation for each massive MIMO system dimension simulated, and a graph evaluating the convergence time of each detector to evaluate its computational complexity.
Resumen : Los sistemas MIMO masivos son una tecnología que ayuda a 5G en brindar mayor velocidad y eficacia de transferencia de datos en redes celulares por la gran cantidad de antenas en las estaciones base. Este incremento trae un inconveniente a la hora de detección de las señales en la estación base ya que aumenta el ruido y las interferencias. Las investigaciones han evaluado muchos detectores buscando aquellos con mejor rendimiento y baja complejidad computacional, uno de los detectores son los de cancelación de sucesiva de ruido, se detecta la señal más fuerte, y luego se le resta su interferencia a la señal recibida para luego detectar las siguientes señales. En esta investigación se compara la eficiencia y la complejidad computacional de los detectores SIC (cancelación de interferencia sucesiva) y OSIC (cancelación ordenada de interferencia sucesiva), basados en los detectores MMSE (error cuadrático medio mínimo) y ZF (forzado cero) para detectar la señal, y luego cancelar su interferencia de la señal recibida. El detector OSIC ordena la señal en base a SNR (relación señalruido) o SINR (relación señal-interferencia más ruido), detectando la señal con mayor SNR o SINR y luego proceder a la cancelación de interferencia sucesiva. Para esto se simula en Matlab algunos escenarios de un sistema MIMO masivo, con 16 antenas de transmisión (dispositivo móvil) y 64, 100 y 200 antenas de recepción (estación base) mediante modulación 16, 64 y 128 QAM para evaluar la eficiencia y complejidad computacional de cada detector propuesto. Finalmente, se presentan los resultados mediante gráficas de SNR en función de BER (tasa de error por bit) para evaluar la eficiencia de los detectores ZF-SIC, MMSE-SIC, OSIC-SINR y OSIC-SNR en cada modulación QAM para cada dimensión del sistema MIMO masivo simulado, y una gráfica evaluando el tiempo de convergencia de cada detector para evaluar su complejidad computacional.
Palabras clave : INGENIERÍA ELECTRÓNICA
ANÁLISIS DE SISTEMAS
PROGRAMAS PARA COMPUTADOR
SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN
TELECOMUNICACIONES
Fecha de publicación : feb-2021
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/19816
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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