Reducing Computational Complexity of Factor Graph-Based Belief Propagation Algorithm for Detection in Large-Scale MIMO Systems

2019

Закрытый доступ Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1109/pimrc.2019.8904160
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

In large-scale multiple-input multiple-output (LS-MIMO) systems, by exploiting hundreds of antennas at the base station, spectral efficiency, power efficiency, and link reliability can be enhanced significantly. However, by increasing the number of antennas, the computational complexity of the detectors makes the hardware implementation intractable, and therefore, LS-MIMO systems require sub-optimal low complexity detection algorithms. In this paper, two novel approaches for improving factor graphbased belief propagation with Gaussian approximation of interference (FG-BP-GAI) algorithm is proposed to reduce the computational complexity of the belief propagation (BP) based receiver without bit error rate (BER) degradation. More specifically, two novel techniques, namely odd Taylor series and odd least square, are proposed to approximate the a posteriori probability in the FG-BP-GAI policy with few polynomial terms of low degree. In the simulation results, the performance of our proposed algorithms are assessed and it is shown that our proposed improved FGBP-GAI policies can achieve lower computational complexity compared with the other approaches in the literature like MRF-BP algorithm without BER degradation.