Informations- und Codiertheoretische Untersuchung von Mehrnutzer-Kapazitätsregionen bei niedrigem SNR

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Holger Boche; Professor Dr.-Ing. Martin Bossert
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 48370205

Die klassische Kapazitätsdefinition ist bei sehr niedrigem SNR nicht vernünftig anwendbar, weshalb speziell für Mehrnutzerkommunikation wenig wissenschaftliche Ergebnisse bekannt sind. Sowohl für den Broadcast-Fall, bei dem ein Sender zu mehreren Empfängern überträgt, als auch für den Vielfachzugriffs-Fall, bei dem viele Sender an einen Empfänger übertragen, sind für den niedrigen SNR-Bereich bisher nur wenige Publikationen erschienen. In diesen Fällen erscheint es interessant, die Methoden aus der Codierungstheorie auf die Konstruktion von Signalräumen anzuwenden, um dadurch realisierbare Signalkonstellationen mit großen Dimensionen und Distanzen zu erhalten, die für dieses Szenario von essentieller Bedeutung sind. Die vielversprechenden Ansätze der Superpositionscodierung und der Codierung für 'dirty paper' einerseits und die Methoden zur 'interference cancellation' andererseits legen nahe Codierung und Signalverarbeitung zu kombinieren, um hohe Datendurchsätze zu erzielen. In diesem Vorhaben sollen sowohl anwendbare Kapazitätsmaße charakterisiert und erarbeitet werden als auch durch gemeinsame Betrachtung von Verfahren aus der Kanalcodierung und Signal Verarbeitung erreichbare Ratenregionen analysiert werden. Dabei sollen außer Gaußschen Signalalphabeten auch endliche Eingangsalphabete, wie QAM oder PSK, zur Bestimmung der erreichbaren Regionen in Betracht gezogen werden. Desweiteren soll die Frage untersucht werden, inwieweit die Verkettung von optimalen Verfahren noch optimal ist, d.h. ist eine gemeinsame Betrachtung von Precoding, Kanalcodierung sowie der Signalkonstellation nötig bzw. sinnvoll. Darüber hinaus stellt sich die Frage, wie evtl. vorhandene Rückkanäle in einem solchen Szenario ausgenutzt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen