Published January 1, 2019
| Version v1
Publication
Open
A Novel Signal Detector in MIMO Systems Based on Complex Correntropy
Creators
- 1. Universidade Federal Rural do Semi-Árido
- 2. Instituto Federal do Rio Grande do Norte
- 3. Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Description
In cellular systems, information signals must be transmitted at high rates and with high reliability. One of the possible solutions to meet such criteria is the use of systems with multiple transmitting and/or receiving antenna arranged in the form of a multiple-input, multiple-output (MIMO) system. However, signal processing techniques in MIMO systems are developed under the assumption of transmission on Gaussian channels, which may lead to the decrease of efficiency in non-Gaussian communication scenarios. In this context, the widespread use of MIMO systems in recent years has motivated the development of new processing techniques that can be employed in scenarios that also consider the presence of non-Gaussian noise in communication channels. This work proposes a novel signal detection technique for MIMO systems, which is called maximum correntropy detector (MCD), being adequate to environments characterized by Gaussian and non-Gaussian noise. The introduced approach is based on complex correntropy function and can be seen as a generalization of the maximum likelihood detector (MLD) concept. The MCD is evaluated on Gaussian and non-Gaussian channels, where superior performance is achieved when compared with the classic detectors, without significant increase of the computational complexity.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في الأنظمة الخلوية، يجب إرسال إشارات المعلومات بمعدلات عالية وموثوقية عالية. أحد الحلول الممكنة لتلبية هذه المعايير هو استخدام أنظمة ذات هوائي إرسال و/أو استقبال متعدد مرتب في شكل نظام متعدد المدخلات ومتعدد المخرجات (MIMO). ومع ذلك، يتم تطوير تقنيات معالجة الإشارات في أنظمة MIMO على افتراض الإرسال على قنوات غاوس، مما قد يؤدي إلى انخفاض الكفاءة في سيناريوهات الاتصال غير الغاوسية. في هذا السياق، حفز الاستخدام الواسع النطاق لأنظمة MIMO في السنوات الأخيرة على تطوير تقنيات معالجة جديدة يمكن استخدامها في السيناريوهات التي تأخذ في الاعتبار أيضًا وجود ضوضاء غير جاوسية في قنوات الاتصال. يقترح هذا العمل تقنية جديدة للكشف عن الإشارات لأنظمة MIMO، والتي تسمى كاشف التآكل الأقصى (MCD)، وهي مناسبة للبيئات التي تتميز بالضوضاء الغاوسية وغير الغاوسية. يعتمد النهج المقدم على وظيفة التآكل المعقدة ويمكن اعتباره تعميمًا لمفهوم كاشف الاحتمال الأقصى (MLD). يتم تقييم MCD على القنوات الغاوسية وغير الغاوسية، حيث يتم تحقيق أداء متفوق عند مقارنته بالكواشف الكلاسيكية، دون زيادة كبيرة في التعقيد الحسابي.Translated Description (French)
Dans les systèmes cellulaires, les signaux d'information doivent être transmis à des débits élevés et avec une grande fiabilité. L'une des solutions possibles pour répondre à ces critères est l'utilisation de systèmes avec plusieurs antennes d'émission et/ou de réception agencées sous la forme d'un système à entrées multiples et sorties multiples (MIMO). Cependant, les techniques de traitement du signal dans les systèmes MIMO sont développées dans l'hypothèse d'une transmission sur des canaux gaussiens, ce qui peut entraîner une diminution de l'efficacité dans les scénarios de communication non gaussiens. Dans ce contexte, l'utilisation généralisée des systèmes MIMO au cours des dernières années a motivé le développement de nouvelles techniques de traitement qui peuvent être utilisées dans des scénarios qui prennent également en compte la présence de bruit non gaussien dans les canaux de communication. Ce travail propose une nouvelle technique de détection de signal pour les systèmes MIMO, appelée détecteur de correntropie maximale (MCD), adaptée aux environnements caractérisés par un bruit gaussien et non gaussien. L'approche introduite est basée sur une fonction de correntropie complexe et peut être considérée comme une généralisation du concept de détecteur de maximum de vraisemblance (MLD). La MCD est évaluée sur des canaux gaussiens et non gaussiens, où des performances supérieures sont obtenues par rapport aux détecteurs classiques, sans augmentation significative de la complexité de calcul.Translated Description (Spanish)
En los sistemas celulares, las señales de información deben transmitirse a altas velocidades y con alta fiabilidad. Una de las posibles soluciones para cumplir con dichos criterios es el uso de sistemas con múltiples antenas transmisoras y/o receptoras dispuestas en forma de un sistema de múltiples entradas y múltiples salidas (mimo). Sin embargo, las técnicas de procesamiento de señales en los sistemas mimo se desarrollan bajo el supuesto de transmisión en canales gaussianos, lo que puede conducir a la disminución de la eficiencia en escenarios de comunicación no gaussianos. En este contexto, el uso generalizado de los sistemas mimo en los últimos años ha motivado el desarrollo de nuevas técnicas de procesamiento que pueden emplearse en escenarios que también consideran la presencia de ruido no gaussiano en los canales de comunicación. Este trabajo propone una novedosa técnica de detección de señales para sistemas mimo, que se denomina detector de correntropía máxima (MCD), siendo adecuado a ambientes caracterizados por ruido gaussiano y no gaussiano. El enfoque introducido se basa en la función de correntropía compleja y puede verse como una generalización del concepto de detector de máxima verosimilitud (MLD). El MCD se evalúa en canales gaussianos y no gaussianos, donde se logra un rendimiento superior en comparación con los detectores clásicos, sin un aumento significativo de la complejidad computacional.Files
08845597.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:295084448b778f152fe89d29ae808fee
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- كاشف إشارة جديد في أنظمة MIMO استنادًا إلى Correntropy المعقدة
- Translated title (French)
- Un nouveau détecteur de signal dans les systèmes MIMO basé sur la correntropie complexe
- Translated title (Spanish)
- Un nuevo detector de señales en sistemas mimo basado en correntropía compleja
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2973815180
- DOI
- 10.1109/access.2019.2942822
References
- https://openalex.org/W139232460
- https://openalex.org/W1479704342
- https://openalex.org/W1559579637
- https://openalex.org/W1830731501
- https://openalex.org/W1965463103
- https://openalex.org/W1983913844
- https://openalex.org/W1996124770
- https://openalex.org/W2000077710
- https://openalex.org/W2008621418
- https://openalex.org/W2042335591
- https://openalex.org/W2060164407
- https://openalex.org/W2089896001
- https://openalex.org/W2098562285
- https://openalex.org/W2099398754
- https://openalex.org/W2109039319
- https://openalex.org/W2125003295
- https://openalex.org/W2139317044
- https://openalex.org/W2150070410
- https://openalex.org/W2152953137
- https://openalex.org/W2160980005
- https://openalex.org/W2171998198
- https://openalex.org/W2528711296
- https://openalex.org/W2558844075
- https://openalex.org/W2573014495
- https://openalex.org/W2622034147
- https://openalex.org/W2896681192
- https://openalex.org/W2952507697
- https://openalex.org/W4205533812
- https://openalex.org/W4300223101