In this paper, we consider the multi-user detection problem in a multiple-input multiple-output (MIMO) system, where the number of receive antennas at the base station (BS) grows infinitely large. We propose a new performance metric, called antenna efficiency, to characterize how fast the vector error probability (VEP) decreases as the number of receive antennas increases in the large system limit. We analyze the optimal maximum-likelihood (ML) detector and the simple zero-forcing (ZF) detector and prove that their antenna efficiency admits a simple closed form, which quantifies the impacts of the user-to-antenna ratio, the signal-to-noise ratio (SNR), and the constellation set on the VEP. Numerical results show that our analysis can well describe the empirical detection error performance in a realistic massive MIMO system.


翻译:在本文中,我们考虑了多投入多输出(MIMO)系统中的多用户探测问题,在这个系统中,基站接收天线的数量增长无限之大。我们建议采用称为天线效率的新的性能衡量标准,以说明矢量误差概率(VEP)随着接收天线数量在大系统限制下增加而下降的速度。我们分析了最佳最大相似度检测器和简单的零推进检测器,并证明他们的天线效率包含一种简单的封闭形式,它量化了用户对氮比率、信号对噪音比率(SNR)和VEP星座的影响。数字结果显示,我们的分析可以很好地描述现实的大型MIMO系统中的经验检测错误性能。

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