確率的一般化確率伝播法を用いた低演算量MIMO復調法に関する一検討

摘要

MIMO（Multi-Input Multi-Output）伝送における効率的復調法として，通信路行列で定義されるファクターグラフ上でのメッセージ交換により復調を行う確率伝播（BP：Belief Propagation）法がある．通信路行列により定義されるラァクターグラフには多数のショートループが存在するため，その復調特性には高いエラーフロアが現れ，最尤復調（MLD：Maximum Likelihood Detection）に遠く及ばないことが知られている．この問題に対して，ファクターグラフ上の複数の変数ノードと観測ノードの集合から構成される領域グラフ上でメッセージ交換を行うことで，ショートループの影響を緩和し，優れた復調特性を実現するQR分解付き一般化確率伝播法（QR，GBP：QR-Decomposed Generalized Belief Propagation）が提案されている．QR-GBPはMLDに漸近する復調特性を示すものの，各メッセージの計算に要する演算量は，アンテナ数と変調多値数に対して指数的に増加してしまう．そこで本稿では，メッセージ計算の一部をモンテカルロ積分に置き換えることで計算量の削減を可能とする確率的一般化確率伝播法をQR-GBPに適用し，QR-GBPと同等の性能を保ちながら，演算量が低減可能であることを示す．