Kanalkenntnisangepasster Entwurf von MIMO OFDM Systemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang K. Utschick
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 25637065

Ein wesentliches Merkmal von MIMO OFDM Systemen besteht in deren Vielzahl von Freiheitsgraden, die sich bei der Nutzung der räumlichen Dimensionen sowie bei der Verteilung von Ressourcen auf die sich ergebenden Frequenzraumkomponenten bieten. Ausschlaggebend für die Wahl der optimalen Entwurfsparameter ist der Grad an Kanalkenntnis am Sender. Volle Kanalkenntnis am Sender erlaubt die Entkopplung der in MIMO Systemen unvermeidlichen Interferenz der räumlichen Dimensionen ohne Kapazitätsverlust. Für den Fall fehlender Kanalkenntnis am Sender entspricht die gleichmäßige Verteilung von Ressourcen auf die Frequenzraumkomponenten einer optimalen Strategie im informationstheoretischen Sinne. Während die Voraussetzung vollständiger Kanalkenntnis am Sender unrealistisch erscheint, stellt der Verzicht auf jede Kanalkenntnis am Sender eine sehr konservative Annahme dar. Dies motiviert die Untersuchung von Ansätzen, die auf einer partiellen Kenntnis des Kanals am Sender basieren. Im Rahmen des Forschungsprojektes soll das Modell einer bedingten Verteilung verwendet werden, das den MIMO OFDM Kanal als statistische Verteilung unter der Bedingung einer gegebenen Beobachtung (Kanalschätzung, Feedback, etc.) beschreibt. Die Annahmen vollständige oder im Gegensatz dazu nur statistische Kanalkenntnis stellen asymptotische Grenzfälle des allgemeinen Modells dar. Ein Schwerpunkt des beantragten Forschungsvorhabens wird darin bestehen, verschiedene praxisrelevante Formen der Akquisition von Kanalkenntnis am Sender (z. B. quantisiertes Feedback, Feedback mit Veralterung, sendeseitige Kanalschätzung, etc.) anhand dieses Modells zu beschreiben und Sendestrategien für Point-to-Point und Broadcast-Szenarien zu untersuchen, die auf eine Maximierung der Transinformation abzielen. Während die Lösung für die entsprechende Aufgabenstellung im Hinblick auf vollständige sendeseitige Kanalkenntnis bekannt ist, stellt die Suche nach optimalen Sendestrategien auf der Grundlage bedingter Wahrscheinlichkeitsverteilungen ein weitgehend ungelöstes Problem dar und soll im Rahmen des Forschungsvorhabens untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1163: Techniken, Algorithmen und Konzepte für zukünftige COFDM-Entwicklungen (TakeOFDM)
• Beteiligte Person: Professor Dr. Josef A. Nossek