view in publisher's site

Fifty Years of MIMO Detection: The Road to Large-Scale MIMOs

The emerging massive/large-scale multiple-input multiple-output (LS-MIMO) systems that rely on very large antenna arrays have become a hot topic of wireless communications. Compared to multi-antenna aided systems being built at the time of this writing, such as the long-term evolution (LTE) based fourth generation (4G) mobile communication system which allows for up to eight antenna elements at the base station (BS), the LS-MIMO system entails an unprecedented number of antennas, say 100 or more, at the BS. The huge leap in the number of BS antennas opens the door to a new research field in communication theory, propagation and electronics, where random matrix theory begins to play a dominant role. Interestingly, LS-MIMOs also constitute a perfect example of one of the key philosophical principles of the Hegelian Dialectics, namely, that “quantitative change leads to qualitative change.” In this treatise, we provide a recital on the historic heritages and novel challenges facing LS-MIMOs from a detection perspective. First, we highlight the fundamentals of MIMO detection, including the nature of co-channel interference (CCI), the generality of the MIMO detection problem, the received signal models of both linear memoryless MIMO channels and dispersive MIMO channels exhibiting memory, as well as the complex-valued versus real-valued MIMO system models. Then, an extensive review of the representative MIMO detection methods conceived during the past 50 years (1965-2015) is presented, and relevant insights as well as lessons are inferred for the sake of designing complexity-scalable MIMO detection algorithms that are potentially applicable to LS-MIMO systems. Furthermore, we divide the LS-MIMO systems into two types, and elaborate on the distinct detection strategies suitable for each of them. The type-I LS-MIMO corresponds to the case where the number of active users is much smaller than the number of BS antennas, which is currently the mainstream definition of LS-MIMO. The type-II LS-MIMO corresponds to the case where the number of active users is comparable to the number of BS antennas. Finally, we discuss the applicability of existing MIMO detection algorithms in LS-MIMO systems, and review some of the recent advances in LS-MIMO detection.

پنجاه سال کشف MIMO: جاده منتهی به MIMOs مقیاس بزرگ

سیستم‌های MIMO - خروجی چندتایی - خروجی (LS - MIMO)چند ورودی (LS - MIMO)چند ورودی - خروجی (LS - MIMO)که به آرایه‌های آنتنی بسیار بزرگ وابسته هستند، تبدیل به موضوع داغی از ارتباطات بی‌سیم شده‌اند. در مقایسه با سیستم‌های چند باندی که در زمان نگارش ساخته شده‌اند، مانند تکامل دراز مدت (۴ G)سیستم ارتباطات سیار (۴ G)که امکان حداکثر سازی هشت عنصر آنتن در ایستگاه مبنا (BS)را فراهم می‌آورد، سیستم MIMO - MIMO شامل تعداد بی‌سابقه‌ای از آنتن‌ها، مثلا ۱۰۰ یا بیشتر، در BS می‌باشد. جهش بزرگ در تعداد آنتن‌های ایستگاه مبنا، درها را به سمت میدان تحقیقات جدید در نظریه ارتباطات، انتشار و الکترونیک باز می‌کند، که در آن تیوری ماتریس تصادفی شروع به ایفای نقش اساسی می‌کند. به طور شگفت‌انگیز، LS - MIMOs نیز یک نمونه کامل از اصول فلسفی کلیدی فلسفه هگل را تشکیل می‌دهد، یعنی، که تغییر کمی منجر به تغییر کیفی می‌شود. & # x۲۰۱D؛ در این مقاله، ما a را بر روی heritages تاریخی و چالش‌های جدیدی که LS - MIMOs از دیدگاه تشخیص روبرو است، ارایه می‌کنیم. اول اینکه، ما اصول of MIMO، از جمله ماهیت تداخل کانال MIMO، عمومیت سیستم‌های MIMO SAR و سیستم‌های MIMO MIMO نمایش حافظه و همچنین مدل‌های سیستم MIMO ی با ارزش واقعی را مورد توجه قرار می‌دهیم. سپس مروری گسترده بر روش‌های تشخیص MIMO ی نماینده در طول ۵۰ سال گذشته (۱۹۶۵ - ۲۰۱۵)ارائه شده‌است و بینش مربوطه و همچنین درس‌هایی که برای طراحی الگوریتم‌های تشخیص سیستم‌های MIMO ی مقیاس پذیر پیچیده هستند که به طور بالقوه در سیستم‌های MIMO - MIMO قابل‌اجرا هستند. به علاوه، ما سیستم‌های MIMO - MIMO را به دو نوع تقسیم می‌کنیم و راهبردهای شناسایی متمایز مناسب برای هر کدام از آن‌ها را توضیح می‌دهیم. نوع I - MIMO نشان‌دهنده موردی است که در آن تعداد کاربران فعال بسیار کوچک‌تر از تعداد آنتن‌های ایستگاه BS است، که در حال حاضر تعریف اصلی MIMO - MIMO است. سیستم LS - II منطبق با موردی است که در آن تعداد کاربران فعال قابل‌مقایسه با تعداد آنتن‌های ایستگاه مبنا می‌باشد. در نهایت، ما کاربرد الگوریتم های تشخیص MIMO ی موجود در سیستم‌های MIMO - MIMO را مورد بحث قرار می‌دهیم و برخی از پیشرفت‌های اخیر در تشخیص LS - MIMO را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.