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Partial Decode-and-Forward-Techniken für MIMO Relais-Kanäle

MIMO中继信道的部分解码和转发技术

基本信息

批准号：
193958451
负责人：
Professor Dr.-Ing. Wolfgang K. Utschick
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl für Methoden der Signalverarbeitung (MSV)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2010
资助国家：
德国
起止时间：
2009-12-31 至 2013-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/193958451?language=en
关键词：
Partial Decode Forward Techniken MIMO

项目摘要

Um einer wachsenden Anzahl mobiler Nutzer steigende Datenraten flächendeckend bereitstellen zu können, wird in zukünftigen drahtlosen Kommunikationsnetzen der Einsatz von Relaisstationen notwendig sein. Die ersten theoretischen und praktischen Arbeiten zu Relaistechniken gehen auf die Einführung des Relaiskanals im Jahr 1971 durch van der Meulen zurück. Seitdem waren der Relaiskanal und dessen Varianten Gegenstand intensiver informationstheoretischer Unter- suchungen. Ein wichtiges Beispiel ist der so genannte bidirektionale Relaiskanal oder Two-Way Relay Channel, bei dem zwei Endgeräte mittels eines einzelnen Relais gegenseitig Informationen austauschen. Beispielszenarien, in denen die Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Codierungstechniken und der so genannten Cut-Set Upper Bound verglichen werden, beruhen im Allgemeinen auf der Annahme Gaußscher additiver Kanäle, Gaußscher Codebücher und Einantennentechniken. Insbesondere letztere Annahme ist von besonderer Bedeutung für die Modellierung von Relaiskanäalen und der Wahl von Codierungstechniken, weil der Einsatz von Antennengruppen Techniken wie beispielsweise das so genannte Beamforming erlaubt, die von Einzelantennen nicht unterstützt werden. Mit anderen Worten, der wesentliche Vorteil von Mehrantennentechniken ist die Bereitsstellung zusätzlicher Freiheitsgrade, was MIMO Verfahren damit zu einem vielversprechenden Merkmal für Relaiskanäle werden lässt. Allerdings wurde der MIMO Relaiskanal bisher relativ wenig untersucht. Zudem fällt auf, dass für den bidirektionalen MIMO Relaiskanal hauptsächlich ein zweiphasiges Protokoll untersucht wurde, das die direkte Verbindung zwischen den Endgeräten nicht berücksichtigt. Der Schwerpunkt dieses Forschungsprojekts wird auf der Untersuchung von so genannten Partial Decode-and-Forward (PDF) Techniken für den Standard-Relaiskanal sowie den bidirektionalen MIMO Relaiskanal liegen, insbesondere mit Blick auf erreichbare Raten und Ratenregionen. Im Gegensatz zum konventionellen Decode-and-Forward (DF) ist PDF eine Relaistechnik, bei der nur Teile der von der Quelle gesendeten Nachrichten am Relais decodiert und weitergeleitet werden. Somit kann PDF auch als Verallgemeinerung der DF Technik, bei der die komplette Nachricht des Senders decodiert werden muss, interpretiert werden. Ein wesentliches Ziel wird die Identifikation von Szenarien sein, in denen PDF Techniken angewendet auf MIMO Kanäle Vorteile gegenüber reinem DF aufweisen, und damit einhergehend die Herausstellung der besonderen Bedeutung von PDF für MIMO Relaissysteme. Um den direkten Verbindungskanal zwischen den Endgeräten von bidirektionalen MIMO Relaiskanälen zu berücksichtigen, soll die Untersuchung und der Vergleich von verschiedenen drei- und vierphasigen Protokollen im Vordergrund stehen. Der geplante Ansatz zur Maximierung der erreichbaren Raten sowie der cut-set upper bound wird auf der Suche nach optimalen statistischen Momenten zweiter Ordnung (Sendekovarianzmatrizen) der Sendestationen und des Relais beruhen. Im Hinblick auf die Lösbarkeit der resultierenden Optimierungsaufgaben werden, wenn möglich, konvexe Formulierungen vorgezogen. Der Einsatz matrixwertiger Gradienten-Projektionsverfahren ist wünschenswert und soll ebenfalls verfolgt werden. Im Falle nichtkonvexer Formulierungen sollen Strategien entwickelt werden, die eine Ausnutzung struktureller Eigenschaften der vorliegenden Aufgabenstellungen nutzen. Die resultierenden Ergebnisse zu Ratenregionen der untersuchten Relaisszenarien werden schließlich die Voraussetzung dafür liefern, erreichbare untere Grenzen für die Kapazitätsregionen größerer Netzwerke zu untersuchen. Besondere Beachtung sollen hierbei Netzwerktopologien erfahren, die beispielsweise im Kontext so genannter Heterogeneous Networks und Multihop Cooperative Cellular Systems auftreten.

在移动设备上移动时，请注意将数据传输到您的设备上，并在通讯网络中将其固定在固定位置。 1971 年 1 月，Relaistechniken 提出了 Relaiskanals 的理论和实践工程。 Seitdem waren der Relaiskanal und dessen Varianten Gegenstand 强化信息理论Unter suchungen。这就是双向中继或双向中继通道的全部内容，它是两个中继之间的中继信息。 Beispielszenarien, in denen die Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Codierungstechniken und der so genannten Cut-Set Upper Bound verglichen werden, beruhen im Allgemeinen auf der Annahme Gaußscheradditionr Kanäle, Gaußscher Codebücher und Einantennentechniken. Insbesondere Letztere Annahme ist von besonderer Bedeutung für dielierung von Relaiskanäalen und der Wahl von Codierungstechniken, weil der Einsatz von Antennengruppen Techniken wie beispielsweise das so genannte Beamforming erlaubt, die von Einzelantennen nicht 韦尔登下施图茨特。 Mit anderen Worten，der wesentliche Vorteil von Mehrantennentechniken ist die Bereitsstellung zusätzlicher Freiheitsgrade，是 MIMO Verfahren damit zu einem vielversprechenden Merkmal für Relaiskanäle werden lässt。 Allerdings wurde der MIMO Relaiskanal bisher relativ wenig untersucht。在此过程中，双向 MIMO 中继协议在两个阶段中都存在，直接连接是最终的结果。 Der Schwerpunkt dieses Forschungsprojekts forschungsprojekts wird dersuchung von so genannten Partial Decode-and-Forward (PDF) Techniken für den Standard-Relaiskanal sowie den bidirektionalen MIMO Relaiskanal liegen, insbesondere mit Blick auf erreichbare Raten and Ratenregionen.解码转发 (DF) 是一种 PDF 格式的 Relaistechnik，它是 Relais 解码和转发的消息。请参阅 PDF 以及 DF Technik 的 Verallgemeinerung der，并在完整的发送者消息中解码并解释该信息。我们使用 PDF 技术来识别 Szenarien 系统中的 MIMO 信号，并通过 PDF 技术对 MIMO 继电器系统进行识别。 MIMO Relaiskanälen zu berücksichtigen 的直接连接问题，将在 Vordergrund stehen 中进行。最大程度地分析了区域边界的最大极限值，并确定了在统计过程中的最优统计时刻的割集上限（Sendekovarianzmatrizen）。 Im Hinblick auf die Lösbarkeit der resultierenden Optimierungsaufgaben werden, wenn möglich, konveexe Formulierungen vergezogen. Der Einsatz Matrixwertiger Gradienten-Projektionsverfahren ist wünschenswert und soll ebenfalls verfolgt werden。我在制定战略时遇到了一些问题，但我们的战略是制定战略的本质。该结果是在以下地区的网络区域中发生的，并且在该地区的网络服务中存在问题。为了解决网络拓扑问题，我们将在上下文中介绍异构网络和多跳协作蜂窝系统。