FenixEdu™

Dissertação

{en_GB=Faster-than-Nyquist optimal sequence detection using Monte Carlo Markov Chain methods} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O respeito pelo critério de Nyquist para interferência intersimbólica nula (ISI) permite a utilização de detectores símbolo-a-símbolo de baixa complexidade. No entanto, impõe um limite à eficiência espetral, que nos sistemas modernos de comunicações por satélite, ópticas e móveis deve ser aumentada. Uma vez que as capacidades de hardware evoluíram, comunicações faster-than-Nyquist (FTN) podem agora ser utilizadas para ultrapassar este limite. Um novo detetor baseado num single-site Gibbs sampler (SSGS) combinado com simulated annealing foi desenvolvido depois de considerar um SSGS e um block Gibbs sampler, cujos desempenhos em termos de symbol error probability (SEP) foram insatisfatórios. O algoritmo proposto permite regular a capacidade de exploração de um SSGS, o que evita a estagnação em valores elevados da relação sinal-ruído e diminui o número máximo de amostras iguais geradas. É estudado o impacto dos parâmetros do cooling schedule e do número de sequências amostradas. Para além disso, para um pequeno número de símbolos transmitidos, a SEP diminui à medida que o número de símbolos transmitidos aumenta. O algoritmo proposto apresenta uma SEP semelhante ao dos algoritmos de minimização da probabilidade de erro de símbolo e de sequência por força bruta e um desempenho melhor do que um algoritmo maximum likelihood sequence detection (MLSD) truncado, para um número de símbolos transmitidos reduzido., en=Respecting the Nyquist criterion for zero intersymbol interference (ISI) allows the utilization of low complexity symbol-by-symbol detectors. Nevertheless, it imposes a limit to the bandwidth efficiency, which in modern satellite, optical, and mobile communication systems shall nowadays be increased. Since hardware capabilities have evolved, faster-than-Nyquist (FTN) signaling can now be used to surpass this limit. A new detector for FTN signaling based on a single-site Gibbs sampler (SSGS) combined with simulated annealing was developed after considering a SSGS and a block Gibbs sampler, whose symbol error probability (SEP) performances were not satisfactory. The proposed algorithm allows to regulate the exploration capacity of a SSGS along the sampling chains using its cooling schedule, which avoids stagnation at high values of signal-to-noise ratio and decreases the maximum number of equal samples sampled. The impact of the cooling schedule parameters and the number of sampled sequences is studied. In addition, for small numbers of transmitted symbols, its SEP performance is shown to decrease as the number of transmitted symbols increases. The proposed algorithm is shown to achieve similar SEP performance to brute-force sequence and symbol error probability minimization algorithms and better performance than a truncated maximum likelihood sequence detection algorithm for reduced numbers of transmitted symbols.}
Keywords: {pt=faster-than-Nyquist (FTN), deteção de sequências, Gibbs sampler, simulated annealing, en=faster-than-Nyquist (FTN), sequence detection, Gibbs sampler, simulated annealing}

Discussão: dezembro 13, 2023, 10:30