[en] ON MIMO COMMUNICATIONS SYSTEMS WITH 1-BIT QUANTIZATION AND COMPARATOR NETWORKS AT THE RECEIVER

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: ANA BEATRIZ LOUREIRO B FERNANDES
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] SISTEMAS MIMO; [pt] TAXA ALCANCAVEL; [pt] BUSCA GANANCIOSA; [pt] REDE DE COMPARADORES; [pt] TEOREMA BUSSGANG; [pt] MMSE; [pt] QUANTIZACAO DE BAIXA RESOLUCAO; [pt] ESTIMACAO DE CANAL; [en] MIMO SYSTEMS; [en] ACHIEVABLE RATE; [en] GREEDY SEARCH; [en] COMPARATOR NETWORK; [en] BUSSGANG THEOREM; [en] MMSE; [en] LOW-RESOLUTION QUANTIZATION; [en] CHANNEL ESTIMATION
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=54121&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=54121&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.54121

[pt] Os sistemas de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) empregam um número crescente de antenas, o que leva a relevantes consumo de energia e custo de hardware dos front-ends correspondentes. Nesse contexto, o uso de conversores analógico-digitais (ADCs) de baixa resolução é promovido como uma solução promissora para este problema. Neste estudo consideramos um receptor MIMO de baixa resolução que implica que os sinais recebidos são processados simultaneamente pelos 1-bit ADCs e pela rede comparadora. Os sinais de entrada da rede comparadora podem vir de antenas diferentes, de modo que a extensão da rede comparadora pode ser interpretada como canais virtuais com saídas binárias. Com base nesses receptores MIMO de baixa resolução, desenvolvemos um estimador de canal e detector lineares de baixa resolução baseados no critério de mínimo erro médio quadrático (LRA-LMMSE) de acordo com o teorema de Bussgang. Duas redes de comparação são propostas, nomeadas, redes total e parcialmente conectadas. Também desenvolvemos uma rede parcialmente conectada baseada em busca gananciosa que usa muito menos comparadores para obter um desempenho bem próximo ao da rede totalmente conectada. Os resultados numéricos mostram que adicionar canais virtuais pode ser melhor do que adicionar canais físicos extras que correspondem a antenas de recepção adicionais em termos de taxa de erro de bit (BER). Além disso, ao empregar o estimador de canal proposto e seu erro de estimativa correspondente, construímos um limite inferior na taxa de soma ergódica para o receptor LRA-MMSE. Os resultados de simulação mostram que os sistemas com a proposta sistemas MIMO auxiliados por rede com quantização de 1-bit no receptor superam o convencional sistema MIMO de 1-bit em termos de desempenho de BER e erro quadrático médio (MSE). Além disso, as simulações numéricas confirmam uma vantagem significativa em termos de taxa de soma para o sistema proposto.