Turbo processing for closed-loop MIMO systems with limited feedback
Institution:
Télécom BretagneDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In order to satisfy the huge demand for high data rates and improved link quality wireless communication systems, new techniques are required, which can exploit the limited resources: bandwidth and power. MIMO wireless technology employing multiple antennas at the transmitter and/or at the receiver is an efficient solution for next generation communication systems because it can produce potential capacity gains over SISO systems using the same bandwidth and transmit power. In order to approach the capacity of MIMO systems, space-time block code (STBC) is one of space-time coding strategies that improves transmission reliability by means of transmit diversity. It has been demonstrated that the complex full-rate, orthogonal STBC, offering full diversity, is only limited to the case of two transmit antennas. For more than two transmit antennas, various non-orthogonal STBCs have been proposed to achieve a high rate at the expense of loosing diversity gains and increasing the decoding complexity. This work presented focus on designing limited feedback schemes for four transmit-antenna NO-STBC to achieve more diversity gains. Assuming that only partial channel state information is available at the transmitter, two types of closed-loop NO-STBCs using two feedback bits are studied under different channel conditions: closed-loop quasi-orthogonal STBC and closed-loop extended-orthogonal STBC. Moreover, low-complexity Turbo receivers are respectively designed for these two CL-NO-STBCs in BICM systems. Simulation results show that with iterative processing between the MIMO decoder and the channel decoder, significant coding gains can be achieved.
Abstract FR:
Pour satisfaire la demande grandissante en communication sans fil de grande qualité, il faut mettre au point de nouvelles techniques exploitant au mieux les ressources limitées : bande passante et puissance. La technologie MIMO utilisant des antennes multiples à l'émission et/ou à la réception est une solution prometteuse pour les prochaines générations de systèmes de communication. Elle procure des gains de capacité par rapport à un système mono-antenne en gardant la même bande passante et la même puissance de transmission. Des codes spatio-temporel permettent d'approcher la capacité des systèmes MIMO, comme les codes en blocs spatio-temporel qui améliorent la fiabilité de la transmission en mettant en oeuvre de la diversité de transmission. Les STBC orthogonaux à rendement maximal offrent une diversité maximale dans le cas de deux antennes à l'émission. Pour plus de deux antennes d'émission, des STBC non-orthogonaux permettent d'atteindre un rendement élevé mais au détriment des gains de diversité et de la complexité de décodage. Ce travail s'intéresse au cas de la transmission à partir de quatre antennes avec des schémas à base de NO-SBTC recevant une information sur l'état du canal du récepteur. En supposant que seule une information partielle de l'état du canal est disponible au niveau de l'émetteur, deux types de schémas à contre-réaction sont étudiés dans différentes conditions de canal : quasi-orthogonaux et orthogonaux étendus. En outre, des turbo-récepteurs de faible complexité on été conçu pour ces deux schémas en association avec une modulation BICM montrant qu'un processus itératif entre décodeur MIMO et décodeur de canal procure des gains significatifs. .