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How Much Do Downlink Pilots Improve Cell-Free Massive MIMO?
In this paper, we analyze the benefits of including downlink pilots in a
cell-free massive MIMO system. We derive an approximate per-user achievable
downlink rate for conjugate beamforming processing, which takes into account
both uplink and downlink channel estimation errors, and power control. A
performance comparison is carried out, in terms of per-user net throughput,
considering cell-free massive MIMO operation with and without downlink
training, for different network densities. We take also into account the
performance improvement provided by max-min fairness power control in the
downlink. Numerical results show that, exploiting downlink pilots, the
performance can be considerably improved in low density networks over the
conventional scheme where the users rely on statistical channel knowledge only.
In high density networks, performance improvements are moderate.Comment: 7 pages, 5 figures. IEEE Global Communications Conference 2016
(GLOBECOM). Accepte
Downlink Training in Cell-Free Massive MIMO: A Blessing in Disguise
Cell-free Massive MIMO (multiple-input multiple-output) refers to a
distributed Massive MIMO system where all the access points (APs) cooperate to
coherently serve all the user equipments (UEs), suppress inter-cell
interference and mitigate the multiuser interference. Recent works demonstrated
that, unlike co-located Massive MIMO, the \textit{channel hardening} is, in
general, less pronounced in cell-free Massive MIMO, thus there is much to
benefit from estimating the downlink channel. In this study, we investigate the
gain introduced by the downlink beamforming training, extending the previously
proposed analysis to non-orthogonal uplink and downlink pilots. Assuming
single-antenna APs, conjugate beamforming and independent Rayleigh fading
channel, we derive a closed-form expression for the per-user achievable
downlink rate that addresses channel estimation errors and pilot contamination
both at the AP and UE side. The performance evaluation includes max-min
fairness power control, greedy pilot assignment methods, and a comparison
between achievable rates obtained from different capacity-bounding techniques.
Numerical results show that downlink beamforming training, although increases
pilot overhead and introduces additional pilot contamination, improves
significantly the achievable downlink rate. Even for large number of APs, it is
not fully efficient for the UE relying on the statistical channel state
information for data decoding.Comment: Published in IEEE Transactions on Wireless Communications on August
14, 2019. {\copyright} 2019 IEEE. Personal use of this material is permitted.
Permission from IEEE must be obtained for all other use
Ubiquitous Cell-Free Massive MIMO Communications
Since the first cellular networks were trialled in the 1970s, we have
witnessed an incredible wireless revolution. From 1G to 4G, the massive traffic
growth has been managed by a combination of wider bandwidths, refined radio
interfaces, and network densification, namely increasing the number of antennas
per site. Due its cost-efficiency, the latter has contributed the most. Massive
MIMO (multiple-input multiple-output) is a key 5G technology that uses massive
antenna arrays to provide a very high beamforming gain and spatially
multiplexing of users, and hence, increases the spectral and energy efficiency.
It constitutes a centralized solution to densify a network, and its performance
is limited by the inter-cell interference inherent in its cell-centric design.
Conversely, ubiquitous cell-free Massive MIMO refers to a distributed Massive
MIMO system implementing coherent user-centric transmission to overcome the
inter-cell interference limitation in cellular networks and provide additional
macro-diversity. These features, combined with the system scalability inherent
in the Massive MIMO design, distinguishes ubiquitous cell-free Massive MIMO
from prior coordinated distributed wireless systems. In this article, we
investigate the enormous potential of this promising technology while
addressing practical deployment issues to deal with the increased
back/front-hauling overhead deriving from the signal co-processing.Comment: Published in EURASIP Journal on Wireless Communications and
Networking on August 5, 201
The riddle of eastern tropical Pacific Ocean oxygen levels: the role of the supply by intermediate-depth waters
Observed oxygen minimum zones (OMZs) in the tropical Pacific Ocean are located above intermediate-depth waters (IDWs), defined here as the 500â1500âm water layer. Typical climate models do not represent IDW properties well and are characterized by OMZs that are too deep-reaching. We analyze the role of the IDW in the misrepresentation of oxygen levels in a heterogeneous subset of ocean models characterized by a horizontal resolution ranging from 0.1 to 2.8â. First, we show that forcing the extratropical boundaries (30ââS and N) to observed oxygen values results in a significant increase in oxygen levels in the intermediate eastern tropical region. Second, we highlight the fact that the Equatorial Intermediate Current System (EICS) is a key feature connecting the western and eastern part of the basin. Typical climate models lack in representing crucial aspects of this supply at intermediate depth, as the EICS is basically absent in models characterized by a resolution lower than 0.25â. These two aspects add up to a âcascade of biasesâ that hampers the correct representation of oxygen levels at intermediate depth in the eastern tropical Pacific Ocean and potentially future OMZ projections
Soziologische und ökonomische Funktion von Grenzwerten â eine kurze Skizze
Neben der Bewahrung der olympischen Idee und der Organisation der Olympischen Spiele liegt die Vermarktung des Wettbewerbs im Aufgabenbereich des IOC. Hierbei wird jedoch nicht nur die sportliche Leistung im Wettkampf vermarktet, sondern ein komplementĂ€res Gut, bestehend aus der sportlichen (Höchst-)Leistung und dem Glauben an die regelkonforme Erbringung dieser Leistung. Im Falle des Dopings besteht das Problem, dass der Regelbruch durch die Anwendung unerlaubter Substanzen vom Zuschauer der Wettbewerbe nicht unmittelbar erkannt werden kann, sondern frĂŒhestens nach der Auswertung der Dopingproben sichtbar wird. Doping fĂŒhrt somit in Bezug auf die Vermarktung des Kuppelproduktes (Leistung und ehrliche Leistungserbringung) zu einem periodenĂŒbergreifenden Problem. Der Beitrag betrachtet die daraus entstehenden Spannungen im IOC und wie diese auf Athleten- und Anbieterebene unter Wahrung der Einkommenschancen bewĂ€ltigt werden. Im Detail wird untersucht, durch welche besonderen Vertrauenseigenschaften der olympische Sport gekennzeichnet ist, welche Funktion der Glaube an die Regeltreue der Leistung hat und wie dieser Glaube produziert wird, sowie welche Funktion dabei Grenzwerte haben. Im Anschluss daran wird ein Formalisierungsansatz vorgestellt, welcher versucht, die Nutzen maximierenden Entscheidungen der drei Interessengruppierungen im Kontext des olympischen Sports, nĂ€mlich Veranstalter, Athleten und Zuschauer, abzubilden. Hierbei wird der Nutzen, den die Zuschauer aus dem olympischen Sport ziehen, in den Fokus der Betrachtung gerĂŒckt. Der maximale Zuschauernutzen entsteht genau unter der Bedingung, dass wenige Dopingtests vorgenommen werden
Korrelation verschiedener diagnostischer ModalitĂ€ten hinsichtlich der Detektion des Befallsmusters bei Chronisch EntzĂŒndlichen Darmerkrankungen â Verlaufsbeobachtungen bei einer populationsbasierten Kohorte
Hintergrund: In der Diagnostik von chronisch-entzĂŒndlichen Darmerkrankungen gibt es keinen einzelnen eindeutig festgelegten Goldstandard. Ziel dieser Studie ist es, die drei apparativen SĂ€ulen der CED-Diagnostik (makroskopische Befundung mittels endoskopischem Verfahren, histologische Beurteilung und radiologische Untersuchung mittels MRT) hinsichtlich ihrer Ăbereinstimmung zu ĂŒberprĂŒfen und eventuelle Korrelationen herauszuarbeiten. Da sowohl Daten zum Zeitpunkt der Erstdiagnose als auch im weiteren Verlauf gesammelt wurden, kann in dieser Arbeit das Befallsmuster der CED auch im Verlauf beurteilt werden.
AuĂerdem werden mögliche Risikofaktoren in Bezug auf die Befallsprogression untersucht.
Methoden: Alle Patienten, die in der Region Oberpfalz zwischen dem 1. Januar 2004 und dem 6. MĂ€rz 2010 mit der Erstdiagnose einer CED gemeldet und erfasst wurden, sind in diese Studie aufgenommen worden. Grundlage der hier zusammengetragenen Daten bilden standardisierte Fragebögen, die sowohl vom behandelnden Arzt als auch vom Patienten selbst zum Zeitpunkt der Erstdiagnose ausgefĂŒllt wurden. Des Weiteren erfolgte die Datenerfassung der fĂŒr diese Arbeit notwendigen Informationen mittels ĂberprĂŒfung der Patientenakten am UniversitĂ€tsklinikum Regensburg sowie der Erfassung der Daten von extern behandelten Patienten durch einen weiteren standardisierten Fragebogen. Dieser beinhaltete neben Informationen zum Befallsmuster zum Zeitpunkt der Erstdiagnose sowie im Verlauf auch Daten ĂŒber mögliche Risikofaktoren und den sozialen und demografischen Hintergrund.
Ergebnisse: Von den 482 CED-Patienten litten bei Erstdiagnose 297 an Morbus Crohn, 173 an Colitis ulcerosa und bei 12 wurde eine Colitis indeterminata diagnostiziert. Bei der Beurteilung der Ăbereinstimmung des Befallsmusters zum Zeitpunkt der Erstdiagnose zeigt sich bei MC-Patienten bei makroskopischem Befund als Goldstandard eine SensitivitĂ€t der histologischen Untersuchungsergebnisse von 94% vs. 67% SensitivitĂ€t der MR-Tomographie. Im Bereich des terminalen Ileums liegt die SensitivitĂ€t der MRT-Untersuchung mit 88% am höchsten. Bei der SpezifitĂ€t ergibt sich ein Bild von 92% bei der histologischen Untersuchung vs. 95% bei der MR-Tomographie. Bei der Frage nach der Ăbereinstimmung zwischen allen drei Untersuchungstechniken ergibt sich ein Kappakoeffizient Îș von 0,561 (pâ€0,01). Bei CU-Patienten ergibt sich ein Ăbereinstimmungswert Îș von 1,000 (pâ€0,01).
Zu einer BefallsmusterÀnderung im Sinne einer Progression kam es bei MC-Patienten in 16,8%, bei CU-Patienten in 9,7% der FÀlle.
FĂŒr MC zeigt sich kein nennenswert erhöhtes relatives Risiko fĂŒr eine VerĂ€nderung des Befallsmusters durch einen der potentiellen Einflussfaktoren. Auch bei CU ist dies der Fall. Einzige Ausnahme ist ein Trend hinsichtlich eines protektiven Einflusses eines Nikotinkonsums bei CU-Patienten (RR 0.42, [0.07-2.55]), allerdings ist dieser Faktor nicht statistisch signifikant (p=0,26).
Schlussfolgerung: Durch die gute Vergleichbarkeit sowohl der Patientencharakteristika als auch der Befallsmusterverteilung mit vielen anderen Studien eignet sich die Oberpfalzkohorte sehr gut, um die diagnostischen Methoden miteinander zu vergleichen und BefallsmusterĂ€nderungen im Verlauf und deren potentiellen Einflussfaktoren zu untersuchen. Die Daten dieser Studie zeigen, dass bei der Lokalisation des Befallsmusters die Ăbereinstimmung des makroskopischen und histologischen Untersuchungsergebnisses am gröĂten ist. Die MRT-Untersuchung weist im Vergleich eine niedrige SensitivitĂ€t auf. Bei Befall im Bereich des terminalen Ileums kann sie jedoch eine sinnvolle Alternative darstellen, in anderen Abschnitten sind die makroskopische und histologische Diagnostik aber unerlĂ€sslich. Deshalb ist eine MRT-Untersuchung als alleinige diagnostische Methode bei der Erstdiagnose einer CED nicht geeignet, dient aber sicherlich als gute ErgĂ€nzung in einzelnen Segmenten wie dem terminalen Ileum. Zudem bleibt sie der Goldstandard bei der Bewertung endoskopisch nicht erreichbarer Regionen im DĂŒnndarm. Risikofaktoren fĂŒr die Progression einer CED scheinen sich durch unterschiedliche Studienergebnisse nicht eindeutig herauszustellen. Dies zeigt sich auch in dieser Arbeit. Eine Ausnahme scheint ein Trend hinsichtlich eines protektiven Einflusses von Nikotin bei der Progression der CU zu sein
Self-Learning Detector for the Cell-Free Massive MIMO Uplink: The Line-of-Sight Case
The precoding in cell-free massive multiple-input multiple-output (MIMO)
technology relies on accurate knowledge of channel responses between users
(UEs) and access points (APs). Obtaining high-quality channel estimates in turn
requires the path losses between pairs of UEs and APs to be known. These path
losses may change rapidly especially in line-of-sight environments with moving
blocking objects. A difficulty in the estimation of path losses is pilot
contamination, that is, simultaneously transmitted pilots from different UEs
that may add up destructively or constructively by chance, seriously affecting
the estimation quality (and hence the eventual performance). A method for
estimation of path losses, along with an accompanying pilot transmission
scheme, is proposed that works for both Rayleigh fading and line-of-sight
channels and that significantly improves performance over baseline
state-of-the-art. The salient feature of the pilot transmission scheme is that
pilots are structurally phase-rotated over different coherence blocks
(according to a pre-determined function known to all parties), in order to
create an effective statistical distribution of the received pilot signal that
can be efficiently exploited by the proposed estimation algorithm.Comment: Paper accepted for presentation in IEEE SPAWC 2020 - 21st IEEE
International Workshop on Signal Processing Advances in Wireless
Communications. {\copyright} 2020 IEEE. Personal use of this material is
permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other use
Follow me ⊠on the relationship between social media activities and market values in the German Bundesliga
Transfermarkt.deâs market value (transfermarkt value) is a topic that is discussed very often in sports economics. Based on existing literature, we assume that the Transfermarkt value is a function of different input parameters, such as player characteristics, player performance, player presentation and team performance. This paper analyzes the relationship between a playerâs social media activity and his market value based on transfermarkt.de. Based on a dataset of 600 players from the German Bundesliga, we find that Instagram activity has a significant impact on a playerâs market value. On the basis of this result, we discuss several implications for professional football players on the one hand and for clubs on the other. The paper opens up a new dimension of economic research in professional football, namely, the sport economic significance of social media
Mesoscale atmosphere ocean coupling enhances the transfer of wind energy into the ocean
Although it is well established that the large-scale wind drives much of the worldâs ocean
circulation, the contribution of the wind energy input at mesoscales (10â200 km)
remains poorly known. Here we use regional simulations with a coupled high-resolution
atmosphereâocean model of the South Atlantic, to show that mesoscale ocean features and,
in particular, eddies can be energized by their thermodynamic interactions with the
atmosphere. Owing to their sea-surface temperature anomalies affecting the wind field above
them, the oceanic eddies in the presence of a large-scale wind gradient provide a mesoscale
conduit for the transfer of energy into the ocean. Our simulations show that this pathway is
responsible for up to 10% of the kinetic energy of the oceanic mesoscale eddy field in the
South Atlantic. The conditions for this pathway to inject energy directly into the mesoscale
prevail over much of the Southern Ocean north of the Polar Front
Players Market Value at Risk: A Model and Some Evidence for the German Bundesliga
The market value of players forms a major asset of any modern professional football club. As with any asset, the expected benefits from having the right to use a player within a team, are also offset by risks that must be managed adequately by the club. To this end we, describe a simple risk-management tool that managers of football clubs can use to model and monitor a playerâs market value at risk. Our model consists of three elements. First, we use a quantile-regression approach to study how performance parameters of football players affect their market values. To this end, we study data for 327 players of the German Bundesliga for the season 2015/2016. Our estimation results show that the time played significantly affects the lower part of the conditional distribution of players market value, while the number of goals and passes (assists) affect the upper (middle) part of the conditional distribution. Second, we fit a flexible continuous probability density function to the estimated quantiles of the conditional distribution of players market value. Third, we analyze how performance parameters affect the market value at risk and the expected shortfall of market value. We use an out-of-sample analysis to validate our empirical model
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