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A PDF Estimation-Based Iterative MIMO Signal Detection With Unknown Interference
The equivalent diversity order of iterative minimum mean squared error (MMSE) multiuser detectors for multiple input multiple output (MIMO) channels is decreased if they aim at suppressing unknown cochannel interference (UCCI) while detecting multiple users' signals. In this letter, we propose a new MIMO signal detection scheme with the aim to preserve the detector's diversity order by estimating the probability density function of the UCCI plus background noise. It is shown that the proposed detector significantly outperforms the conventional detector based on UCCI's covariance matrix estimation
Propagation measurement based study on relay networks
Von der nÀchsten Generation von Mobilfunksystemen erwartet man eine
umfassende Versorgung mit breitbandigen Multimediadiensten. Um die dafĂŒr
erforderliche flÀchendeckende Versorgung mit hohen Datenraten zu
gewÀhrleisten, können Relay-Netzwerke einen wesentlichen Beitrag liefern.
Hierbei werden Netzwerkstationen mit Relay-FunktionalitÀt in zellulare
Netzwerke integriert.
Diese Dissertation befasst sich mit der Untersuchung Relay-basierter
Netzwerke unter Verwendung von Ausbreitungsmessungen. Die Arbeit deckt
Fragen zur Kanalmodellierung, Systemevaluierung bis hin zur
Systemverifikation ab. - ZunÀchst wird ein auf Funkkanalmessungen
beruhendes experimentelles Kanalmodell fĂŒr Relay-Netzwerke vorgestellt. Im
Weiteren werden technische Verfahren fĂŒr Mehrfachzugriffs-Relay-Netzwerke
MARN diskutiert. Die erreichbare Systemleistung wurde unter Verwendung von
Rayleigh-KanÀlen innerhalb einer Systemsimulation bestimmt und im Anschluss
mit realen KanÀlen, die sowohl direkt aus Funkkanalmessungen als auch
indirekt aus dem bereits erwÀhnten Kanalmodell abgeleitet wurden,
verifiziert.
Bisherige Arbeiten zur Modellierung breitbandiger Multiple-Input
Multiple-Output (MIMO) KanĂ€le berĂŒcksichtigen nicht oder nur sehr stark
vereinfacht die Langzeitkorrelationseigenschaften zwischen den Links und
werden damit der vermaschten und rÀumlich weit verteilten Topologie von
Relay-Netzwerken gerecht. In der vorliegenden Dissertation erfolgte daher
eine experimentelle Untersuchung zu den Korrelationseigenschaften von
Large-Scale-Parametern LSP, die unter Verwendung von Funkkanalmessdaten aus
urbanen Umgebungen und aus InnenrÀumen abgeleitet wurden. Die Ergebnisse
hierzu fanden Eingang in das vom WINNER-Projekt entwickelte Kanalmodell.
Sie erlauben damit eine realistischere Simulation von Relay-unterstĂŒtzten
Netzen.
Einen weiteren Schwerpunkt dieser Arbeit stellen technische Verfahren dar,
die eine Erhöhung der Systemleistung in MARN mit unbekannter Interferenz
UKIF versprechen. Im Einzelnen handelt es sich um die
Mehrfachzugriffs-Kodierung MAC - die eine verbesserte Signaltrennung auf
der EmpfÀngerseite und eine Erhöhung des Datendurchsatzes erlaubt, den
Entwurf eines Relay-Protokolls zur Erhöhung der Systemeffizienz, einen
Minimum Mean Square Error (MMSE) Algorithmus zur UnterdrĂŒckung unbekannter
Interferenzen bei Erhaltung der MAC-Signalstruktur mehrerer Mobilstationen
MS, und ein fehlererkennungsbasiertes Signalauswahlverfahren zur
DiversitÀtserhöhung.
Die vorgenannten Verfahren werden in einer Systemsimulation zunÀchst mit
Rayleigh-KanÀlen evaluiert und demonstrieren die erzielbare theoretische
Leistungssteigerung. Die BerĂŒcksichtigung realer FunkkanĂ€le innerhalb der
Systemsimulation zeigt allerdings, dass die theoretische Systemleistung so
in der RealitĂ€t nicht erreichbar ist. Die Ursache hierfĂŒr ist in den
idealisierten Annahmen theoretischer KanÀle zu suchen.
FĂŒr die Entwicklung kĂŒnftiger Relay-Netzwerke bieten die in dieser Arbeit
aufbereiteten Erkenntnisse hinsichtlich der
Langzeitkorrelationseigenschaften zwischen den Links einen wertvollen
Beitrag fĂŒr die AbschĂ€tzung ihrer Systemleistung auf der Basis eines
verbesserten Kanalmodells.Considering technological bases of next generation wireless systems, it is
expected that systems can provide a variety of coverage requirements to
support ubiquitous communications. To satisfy the requirements, an
innovative idea, integrating network elements with a relaying capability
into cellular networks, is one of the most promising solutions.
The main topic of this dissertation is a propagation measurement based
study on relay networks. The study includes three parts: channel modeling,
performance evaluation, and verification. First of all, an empirical
channel model for relay networks is proposed based on statistical analyses
of measurement data. Then, advanced techniques for the throughput
improvement and interference cancellation are proposed for Multiple Access
Relay Networks (MARN) which are used as an example of relay networks. The
performance of the considered MARN is evaluated for Rayleigh channels, and
then verified for realistic channels, obtained from measurement data and
from the experimental relay channel model as well.
For relay channel modeling, the long-term correlation properties between
links are of crucial importance due to the meshed-network topology.
Although, there is a wide variety of research results for Multiple-Input
Multiple-Output (MIMO) channel modeling available, the characterization of
correlation properties has been significantly simplified or even completely
ignored which motivates this research to be performed. In this
dissertation, the experimental results of the correlation properties of
Large Scale Parameters (LSP) are presented through the analysis on the
real-field measurement data for both the urban and indoor scenarios.
furthermore, the correlation properties have been fully introduced into the
WINNER channel Model (WIM) for realistic relay channel simulations.
As a further contribution of this dissertation, various advanced techniques
are proposed for MARN in the presence of Unknown Interference (UKIF).
Multiple Access Coding (MAC) is introduced as a multiple access technique.
The use of MAC provides the signal separability at the receiver and
improves throughput. Thereafter, high system resource efficiency can be
achieved through relay protocol design. At the receiver, Minimum Mean
Square Error (MMSE)-based spatial filtering is used to suppress UKIF while
preserving multiple Mobile Station (MS)sâ MAC-encoded signal structure.
Furthermore, an error detection aided signal selection technique is
proposed for diversity increasing.
The theoretical system performance with aforementioned techniques is
simulated for Rayleigh channels. Thereafter, realistic channels are
exploited for the performance verification. The gap between the theoretical
performance and the realistic performance indicates that the assumptions
made to the simplified Rayleigh-channels do not fully hold in reality.
For the future relay system design, this work provides valuable information
about the performance evaluation of relay networks in consideration of the
correlation properties between links