Title: MIMO receivers using soft information
Language: English
Authors: Reise, Günter
Qualification level: Diploma
Advisor: Matz, Gerald 
Assisting Advisor: Maurer, Johannes 
Issue Date: 2007
Number of Pages: 74
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Multiple input multiple output (MIMO) wireless systems that use multiple transmit and receive antennas allow a gain in reliability (diversity gain) and capacity (multiplexing gain). Unfortunately, these advantages come at the cost of higher computational complexity, particularly when using soft detection (SD). SD features improved performance compared to hard detection and is a prerequisite for iterative receiver structures (turbo receivers). In this diploma thesis we consider the sphere decoder for soft-output MIMO detection and present modifications that allow flexible trade-offs between computational complexity on the one hand and performance and diversity on the other hand. For the trade-off between complexity and performance we incorporate LLR clipping into the sphere decoding algorithm that allows to adjust the trade-off via the clipping level. For the trade-off between complexity and diversity we use a partial equalizer followed by a mismatched ML detector where the trade-off is adjusted using a single parameter governing the amount of pre-equalization. Additionally to these two modifications we present a lower bound on partial sphere decoder metrics that allows to reduce the complexity of the detection using the sphere decoder without performance degradation. The thesis is rounded up by simulations that evaluate the performance of the presented detection schemes.

Drahtlose MIMO (Multiple input multiple output) Systeme verwenden mehrere Sende- und Empfangsantennen und erlauben eine Verbesserung der Zuverl¨assigkeit (diversity gain) und der Datenrate (multiplexing gain) der Übertragung.
Diese Vorteile kommen jedoch Hand in Hand mit einem höheren Rechenaufwand für die Detektion, insbesondere bei Verwendung von Soft-Detektion, die im Vergleich zu Hard-Detektion ein besseres Detektionergebnis liefert und eine Grundvoraussetzung für iterative Empfängerstrukturen, so genannte Turbo-Empfänger, darstellt. In dieser Diplomarbeit gehen wir von einem Sphere-Decoder für die MIMO Soft-Detektion aus und präsentieren Modifikationen, die einen flexiblen Abtausch von Rechenaufwand auf der einen Seite und Detektionsleistung bzw. Diversität auf der anderen Seite erlauben. Der flexible Abtausch zwischen Rechenaufwand und Detektionsleistung wird dabei durch Beschneiden der LLRs erreicht, das in den Sphere-Decoder einbezogen wird, und durch Vorgabe des Maximalwertes für die LLRs gesteuert werden kann. Für den flexiblen Abtausch zwischen Rechenaufwand und Diversität wird ein partieller Entzerrer zusammen mit einem fehlangepassten ML-Detektor verwendet, wobei ein einziger Parameter, der den Grad der Vorentzerrung beschreibt, den Abtausch bestimmt. Zus¨atzlich zu diesen beiden Modifikationen wird eine untere Schranke für Teilmetriken im Spere-Decoder präsentiert, die eine weitere Komplexitätsreduktion ohne Verlust an Detektionsleistung erlaubt. Zum Abschluss dieser Diplomarbeit werden Simulationsergebnisse für die vorgestellten De- tektionsalgorithmen präsentiert, die eine Beurteilung ihrer Leistungsfähigkeit erlauben.
Keywords: MIMO; Soft-Detektion; LLR; Sphere Decoder; Diversität; Komplexität
MIMO; soft detection; LLR; sphere decoder; Diversity; Complexity
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-18270
http://hdl.handle.net/20.500.12708/10831
Library ID: AC05036102
Organisation: E389 - Institut für Nachrichtentechnik und Hochfrequenztechnik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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