Near-Optimal Signal Detection Based on the MMSE Detection Using Multi-Dimensional Search for Correlated MIMO Channels |
|
鄭 黎明 ・ 府川 和彦 ・ 鈴木 博 ・ 須山 聡 |
|
|
| 論文賞 推薦の辞 | ||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
| 本論文は，MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 無線通信の新しい信号検出法を提案している．MIMO無線通信の最適信号検出は，最尤推定に基づく MLD (Maximum Likelihood Detection) であるが，MLD の演算量は，変調多値数や送信アンテナ数が増えると，実装不可能な程膨大になる．そこで，この演算量を大幅に削減でき，かつ MLD からのビット誤り率 (BER: Bit Error Rate) 特性の劣化が少ない準最適信号検出が望まれる．本論文が提案する準最適信号検出は，MMSE (Minimum Mean-Square Error) 検出を起点として，MMSE 検出の複数の雑音強調方向に送信信号候補を探索する．MMSE 検出は線形受信であり，演算量が非常に少なくて済むが，チャネル行列が悪条件の場合には，雑音強調により BER 特性が大幅に劣化する．したがって，送信信号は MMSE 検出を起点として，雑音強調方向に存在する確率が高くなり，提案方式はこの原理に基づき信号探索を行う．移動通信のような空間相関が高いMIMOチャネルにおいては，雑音強調の度合が大きい方向が複数存在するので，多次元探索が必要となる．多次元探索の演算量を削減するため，提案方式は送信信号の候補数を送信アンテナ数の一次のオーダに制限している．具体的には，硬判定されていない送信信号候補は，あるストリームの信号が一つの変調シンボルに一致するという拘束条件の下に，対数尤度関数を最小にするよう求める．最終的な判定信号は，MMSE検出と送信信号候補の硬判定値の中から，対数尤度関数を最小にするものが選ばれる．なお，提案方式は符号化した通信システムにも適用でき，誤り訂正符号の復号器が必要とする符号化ビットの対数尤度比を，容易に求めることができる．計算機シミュレーションにより，空間相関を有するMIMOチャネルにおいて，提案方式は従来の一次元探索に較べて同程度の演算量で，BER特性を大幅に改善できることを明らかにしている．以上要するに，本論文の信号検出法は空間相関の高い MIMO チャネルでも，演算量を実装可能な程削減でき，かつ良好なBER 特性を達成できる． | ||||
|
||||
|
 |