4. generációs mobil rendszerek kutatása = Research on 4-th Generation Mobile Systems

A 3G mobil rendszerek szabványosítása a végéhez közeledik, legalábbis a meghatározó képességek tekintetében. Ezért létfontosságú azon technikák, eljárások vizsgálata, melyek a következő, 4G rendszerekben meghatározó szerepet töltenek majd be. Több ilyen kutatási irányvonal is létezik, ezek közül projektünkben a fontosabbakra koncentráltunk. A következőben felsoroljuk a kutatott területeket, és röviden összegezzük az elért eredményeket. Szórt spektrumú rendszerek Kifejlesztettünk egy új, rádiós interfészen alkalmazható hívásengedélyezési eljárást. Szimulációs vizsgálatokkal támasztottuk alá a megoldás hatékonyságát. A projektben kutatóként résztvevő Jeney Gábor sikeresen megvédte Ph.D. disszertációját neurális hálózatokra épülő többfelhasználós detekciós technikák témában. Az elért eredmények Imre Sándor MTA doktori disszertációjába is beépültek. IP alkalmazása mobil rendszerekben Továbbfejlesztettük, teszteltük és általánosítottuk a projekt keretében megalkotott új, gyűrű alapú topológiára épülő, a jelenleginél nagyobb megbízhatóságú IP alapú hozzáférési koncepciót. A témakörben Szalay Máté Ph.D. disszertációja már a nyilvános védésig jutott. Kvantum-informatikai módszerek alkalmazása 3G/4G detekcióra Új, kvantum-informatikai elvekre épülő többfelhasználós detekciós eljárást dolgoztunk ki. Ehhez új kvantum alapú algoritmusokat is kifejlesztettünk. Az eredményeket nemzetközi folyóiratok mellett egy saját könyvben is publikáltuk. | The project consists of three main research directions. Spread spectrum systems: we developed a new call admission control method for 3G air interfaces. Project member Gabor Jeney obtained the Ph.D. degree and project leader Sandor Imre submitted his DSc theses from this area. Application of IP in mobile systems: A ring-based reliable IP mobility mobile access concept and corresponding protocols have been developed. Project member Máté Szalay submitted his Ph.D. theses from this field. Quantum computing based solutions in 3G/4G detection: Quantum computing based multiuser detection algorithm was developed. Based on the results on this field a book was published at Wiley entitled: 'Quantum Computing and Communications - an engineering approach'

Performance Analysis of Massive MIMO-OFDM System Incorporated with Various Transforms for Image Communication in 5G Systems

Modern-day applications of fifth-generation (5G) and sixth-generation (6G) systems require fast, efficient, and robust transmission of multimedia information over wireless communication medium for both mobile and fixed users. The hybrid amalgamation of massive multiple input multiple output (mMIMO) and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) proves to be an impressive methodology for fulfilling the needs of 5G and 6G users. In this paper, the performance of the hybrid combination of massive MIMO and OFDM schemes augmented with fast Fourier transform (FFT), fractional Fourier transform (FrFT) or discrete wavelet transform (DWT) is evaluated to study their potential for reliable image communication. The analysis is carried over the Rayleigh fading channels and M-ary phase-shift keying (M-PSK) modulation schemes. The parameters used in our analysis to assess the outcome of proposed versions of OFDM-mMIMO include signal-to-noise ratio (SNR) vs. peak signal-to-noise ratio (PSNR) and SNR vs. structural similarity index measure (SSIM) at the receiver. Our results indicate that massive MIMO systems incorporating FrFT and DWT can lead to higher PSNR and SSIM values for a given SNR and number of users, when compared with in contrast to FFT-based massive MIMO-OFDM systems under the same conditions.publishersversionpublishe

OFDM-IDMA for Uplink Transmission in Passive Optical Networks

In this paper, we propose the orthogonal frequency-division multiplexing-interleaved division multiplexing access (OFDM-IDMA) technique for passive optical networks (PONs). We evaluate the performance of such systems and compare it with the already proposed OFDM-Access (OFDMA) technique by means of the bit error rate versus received power for two different coding schemes and different number of iterations. Results show that OFDM-IDMA technique with an unequal power allocation distribution among the different optical network units (ONUs) offers similar performance to OFDMA when used with a simple convolutional code at an aggregated rate of 4 and 8 Gbits/s. Dynamic bandwidth allocation can be easily implemented with this technique. © 2011 IEEE.Sánchez Costa, C.; Ortega Tamarit, B.; Capmany Francoy, J. (2012). OFDM-IDMA for Uplink Transmission in Passive Optical Networks. IEEE Photonics Journal. 4(1):1-13. doi:10.1109/JPHOT.2011.2177450S1134

Implementação e avaliação no system generator de um sistema cooperativo para os futuros sistemas 5G

With the arrival of 5G it is expected the proliferation of services in the different fields such as healthcare, utility applications, industrial automation, 4K streaming, that the former networks can not provide. Additionally, the total number of wireless communication devices will escalate in such a manner that the already scarce available frequency bandwidth won’t be enough to pack the intended objectives. Cisco’s Annual Internet Report from 2018 predicts that by 2023 there will be nearly 30 billion devices capable of wireless communication. Due to the exponential expiation of both services and devices, the challenges upon both network data capacity and efficient radio resourse use will be greater than ever, thus the urgency for solutions is grand. Both the capacity for wireless communications and spectral efficiency are related to cell size and its users proximity to the access point. Thus, shortening the distance between the transmitter and the receiver improves both aspects of the network. This concept is what motivates the implementation of heterogeneous networks, HetNets, that are composed of many different small-cells, SCs, overlaid across the same coexisting area of a conventional macro-cell, shortening the distance between the cell users and its access point transceivers, granting a better coverage and higher data rates. However, the HetNets potential does not come without any challenges, as these networks suffer considerably from communication interference between cells. Although some interference management algorithms that allow coexistence between cells have been proposed in recent years, most of them were evaluated by software simulations and not implemented in real-time platforms. Therefore, this master thesis aims to give the first step on the implementation and evaluation of an interference mitigation technique in hardware. Specifically, it is assumed a downlink scenario composed by a macro-cell base station, a macro-cell primary user and a small cell user, with the aim of implementing an algorithm that eliminates the downlink interference that the base station may cause to the secondary users. The study was carried out using the System Generator DSP tool, which is a tool that generates code for hardware from schematics created in it. This tool also offers a wide range of blocks that help the creation, and fundamentally, the simulation and study of the system to be implemented, before being translated into hardware. The results obtained in this work are a faithful representation of the behavior of the implemented system, which can be used for a future application for FPGA.Com a chegada do 5G, espera-se a proliferação de serviços nas mais diversas áreas tal como assistência médica, automação industrial, transmissão em 4k, que não eram possíveis nas redes das gerações anteriores. Além deste fenómeno, o número total de dispositivos capazes de conexões wireless aumentará de tal maneira que a escassa largura de banda disponível não será suficiente para abranger os objetivos pretendidos. O Relatório Anual de 2018 sobre a Internet da Cisco prevê que até 2023 haverá quase 30 bilhões de dispositivos capazes de comunicação sem fio. Devido ao aumento exponencial de serviços e dispositivos, os desafios sobre a capacidade de dados da rede e o udo eficiente dos recursos de rádio serão maiores que nunca. Por estes motivos, a necessidade de soluções para estas lacunas é enorme. Tanto a capacidade da rede e o uso eficiente do espectro de frequências estão relacionados ao tamanho da célula e à proximidade dos usuários com o ponto de acesso da célula. Ao encurtar a distância entre o transmissor e o recetor ocorre um melhoramento destes dois aspetos da rede. Este é o principal conceito na implementação de redes heterogéneas, HetNets, que são compostas por diversas células pequenas que coexistem na área de uma macro célula convencional, diminuído a distância entre os utilizadores da célula e os pontos de acesso, garantindo uma melhor cobertura e taxa de dados mais elevadas. No entanto, o potencial das HatNets não vem sem nenhum custo, pois estas redes sofrem consideravelmente de interferência entre as células. Embora nos últimos anos foram propostos alguns algoritmos que permitem a coexistência das células, a maioria destes foi só testado em simulações de software e não em plataformas em tempo real. Por esse motivo, esta dissertação de mestrado visa dar o primeiro passo na implementação e a avaliação de uma técnica de mitigação de interferência em hardware. Mais especificamente no cenário de downlink entre uma estação base de uma macro célula, um utilizador primário da macro célula e um utilizador secundário de uma célula pequena, com o principal objetivo de cancelar a interferência que a estação base possa fazer ao utilizador secundário. O estudo foi realizado utilizando a ferramenta System Generator DSP, que é uma ferramenta que gera código para hardware a partir de esquemáticos criados na mesma. Esta ferramenta também oferece uma vasta gama de blocos que ajudam a criação, e fundamentalmente, a simulação e o estudo do sistema a implementar antes de ser traduzido para hardware. Os resultados obtidos neste trabalho são uma fiel representação do comportamento do sistema implementado. O quais podem ser utilizados para uma futura aplicação para FPGA.Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicaçõe

A review of traditional cost system versus activity based costing approaches

In the last two decades, business environment has been changing rapidly with fierce global competition. Firms using the traditional costing system were forced to change from their old system traditional-cost method and to accept the newer cost system, better known as the activity based on costing (ABC system). The new system is able to support and enhance decision making of the decision makers, besides being adaptable to the new business environment. Therefore, this paper aimed to review the applications and importance of both traditional cost system and ABC system for business decision making, and compare the results of ABC and the traditional costing systems via literature reviews of works by previous authors. The results reflected that activity based on the costing system is a better system comparing to the traditional costing systems. ABC system enhances decision making of the interested user with its better adaptable costing features to support the new business environment and global business competition. It thus creates a more sustainable source of competitive advantage. In addition, it identifies the under-costed and over-costed of the products of a firm

Técnicas de pré-codificação para sistemas multicelulares coordenados

Doutoramento em TelecomunicaçõesCoordenação Multicélula é um tópico de investigação em rápido crescimento e uma solução promissora para controlar a interferência entre células em sistemas celulares, melhorando a equidade do sistema e aumentando a sua capacidade. Esta tecnologia já está em estudo no LTEAdvanced sob o conceito de coordenação multiponto (COMP). Existem várias abordagens sobre coordenação multicélula, dependendo da quantidade e do tipo de informação partilhada pelas estações base, através da rede de suporte (backhaul network), e do local onde essa informação é processada, i.e., numa unidade de processamento central ou de uma forma distribuída em cada estação base. Nesta tese, são propostas técnicas de pré-codificação e alocação de potência considerando várias estratégias: centralizada, todo o processamento é feito na unidade de processamento central; semidistribuída, neste caso apenas parte do processamento é executado na unidade de processamento central, nomeadamente a potência alocada a cada utilizador servido por cada estação base; e distribuída em que o processamento é feito localmente em cada estação base. Os esquemas propostos são projectados em duas fases: primeiro são propostas soluções de pré-codificação para mitigar ou eliminar a interferência entre células, de seguida o sistema é melhorado através do desenvolvimento de vários esquemas de alocação de potência. São propostas três esquemas de alocação de potência centralizada condicionada a cada estação base e com diferentes relações entre desempenho e complexidade. São também derivados esquemas de alocação distribuídos, assumindo que um sistema multicelular pode ser visto como a sobreposição de vários sistemas com uma única célula. Com base neste conceito foi definido uma taxa de erro média virtual para cada um desses sistemas de célula única que compõem o sistema multicelular, permitindo assim projectar esquemas de alocação de potência completamente distribuídos. Todos os esquemas propostos foram avaliados em cenários realistas, bastante próximos dos considerados no LTE. Os resultados mostram que os esquemas propostos são eficientes a remover a interferência entre células e que o desempenho das técnicas de alocação de potência propostas é claramente superior ao caso de não alocação de potência. O desempenho dos sistemas completamente distribuídos é inferior aos baseados num processamento centralizado, mas em contrapartida podem ser usados em sistemas em que a rede de suporte não permita a troca de grandes quantidades de informação.Multicell coordination is a promising solution for cellular wireless systems to mitigate inter-cell interference, improving system fairness and increasing capacity and thus is already under study in LTE-A under the coordinated multipoint (CoMP) concept. There are several coordinated transmission approaches depending on the amount of information shared by the transmitters through the backhaul network and where the processing takes place i.e. in a central processing unit or in a distributed way on each base station. In this thesis, we propose joint precoding and power allocation techniques considering different strategies: Full-centralized, where all the processing takes place at the central unit; Semi-distributed, in this case only some process related with power allocation is done at the central unit; and Fulldistributed, where all the processing is done locally at each base station. The methods are designed in two phases: first the inter-cell interference is removed by applying a set of centralized or distributed precoding vectors; then the system is further optimized by centralized or distributed power allocation schemes. Three centralized power allocation algorithms with per-BS power constraint and different complexity tradeoffs are proposed. Also distributed power allocation schemes are proposed by considering the multicell system as superposition of single cell systems, where we define the average virtual bit error rate (BER) of interference-free single cell system, allowing us to compute the power allocation coefficients in a distributed manner at each BS. All proposed schemes are evaluated in realistic scenarios considering LTE specifications. The numerical evaluations show that the proposed schemes are efficient in removing inter-cell interference and improve system performance comparing to equal power allocation. Furthermore, fulldistributed schemes can be used when the amounts of information to be exchanged over the backhaul is restricted, although system performance is slightly degraded from semi-distributed and full-centralized schemes, but the complexity is considerably lower. Besides that for high degrees of freedom distributed schemes show similar behaviour to centralized ones