Analysis of the optimal linear system for multicarrier FTN communications
Abstract
Faster-than-Nyquist signalization allows for a better spectral efficiency at the expense of an increased complexity. Regarding multicarrier communications, previous work mainly relied on the study of non-linear systems exploiting coding and/or equalization techniques, with no particular optimization regarding the linear part of the system. In this paper, we analyse the behavior of the optimal linear multicarrier system when used with non-linear receiving structures (iterative decoding and direct feedback equalization), or in a standalone fashion. We also investigate the limits of the assumptions commonly made for the implementation of such non-linear systems. The use of this optimal linear system allows for a closed-form expression of the bit-error probability which can be used to predict the performances and help the design of coded systems. Our work also highlights the great performance/complexity trade-off offered by decision feedback equalization in a faster-than-Nyquist context.
Les communications au delà de la cadence de Nyquist permettent une augmentation de l'efficacité spectrale en contre-partie d'une complexité plus élevée. Concernant les communications multiporteuses, les travaux menés jusque là se sont principalement focalisés sur l'étude des systèmes non-linéaires exploitant des techniques de codage et/ou d'égalisation, sans considération ou optimisation particulière de la partie linéaire du système. Dans cet article, nous analysons le compor-tement du système linéaire multiporteuse optimal lorsqu'il est utilisé seul ou avec des structures de réception non-linéaires (décodage itératif et égalisation à retour de décision). Nous nous intéressons également aux limites des hypothèses com-munément utilisées lors de l'implémentation de ces systèmes non-linéaires. L'utilisation du système linéaire optimal permet une expression analytique de la probabilité d'erreur qui peut être utilisée pour prédire les performances et aider la conception de systèmes codés. Ce travail met aussi en avant le bon compromis performances/complexité offert par l'égaliseur à retour de décision dans le contexte des communications au-delà de la cadence de Nyquist.
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