Improper Gaußische Signalübertragungsverfahren für interferenzbegrenzte Kommunikation

• Antragsteller: Professor Peter Schreier, Ph.D., seit 7/2020
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 346117283

Dieser Antrag zielt darauf ab, neue Signalübertragungsverfahren für interferenzbegrenzte mobile Kommunikationsnetze zu entwickeln. Mehrnutzer-Interferenz ist bereits heute der wesentliche limitierende Faktor der end-to-end Performance im Mobilfunk. Um effiziente Verfahren zum Interferenzmanagement zu entwickeln, beschäftigt sich die aktuelle Forschung mit Interferenzkoordination durch gemeinsames Design von Precodern, das Channel State Information ausnützt.Die große Mehrzahl dieser Verfahren nimmt an, dass die übertragenen Signale proper Gauß-verteilte Zufallsprozesse sind, von denen man weiß, dass sie optimal sind, wenn das System nicht interferenzbegrenzt ist. Seit kurzem werden nun auch alternative Verfahren in der Literatur betrachtet, die von diesen Standardannahmen abweichen. Es wurde gezeigt, dass die Übertragung von improper Gaußischen Signalen, deren Real- und Imaginärteile korreliert sind und/oder ungleiche Leistung haben, gegenüber proper Gaußischen Signalen in verschiedenen interferenzbegrenzten Netzen zu besserer Leistung führt. Dieses Projekt beschäftigt sich mit improper Signalübertragungsverfahren für verschiedene interferenzbegrenzte Netze. Es hat die folgenden Ziele:- Zu verstehen, wann improper Signalübertragung bessere Leistung bietet als proper Verfahren. Dazu fokussieren wir uns auf Einantennen- und partiell verbundene Interferenzkanäle, wo die Analyse leichter ist und Einsichten erlaubt, die dann auf allgemeinere Szenarien übertragen werden können.- Algorithmen zu entwickeln, die die Übertragungsparameter für allgemeine Interferenzkanäle optimieren. Ein improper Verfahren enthält dabei nicht nur die Parameter, die zu einem proper Verfahren gehören, sondern darüber hinaus zusätzliche Parameter. Dies macht die Optimierung schwieriger.- Improper Signalübertragungsverfahren auf Szenarien im underlay cognitive radio, was als Paradigma für Mehrnutzer-Netze mit wenig Kooperation gesehen werden kann, anzuwenden. In diesen Szenarien wird die Interferenz dadurch gemanagt, dass man Interferenzbedingungen festlegt, so dass dann eine obere Schranke für die Auswirkungen der Interferenz gefunden werden kann und dadurch die nötige Kooperation reduziert wird. Wir werden neue Interferenz-Randbedingungen, die improper Signale berücksichtigen, und die Optimierung der Übertragungsparameter unter diesen Bedingungen untersuchen. - Die Leistung der entwickelten Verfahren auf einem echten Hardware Testbed zu untersuchen. Wir werden den Einfluss der Leistungsbeeinträchtigung bestimmen, die reale Effekte wie Fehler bei der Kanalschätzung, fehlerhafte Synchronisierung und dirty radio-frequency Effekte hervorrufen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Christian Lameiro, bis 6/2020