Meßdatenbasierte Leistungsbewertung und Optimierung von aufwandsgünstigen iterativen Algoritmen für breitbandige Einträger-Mehrnutzer-MIMO-Systeme unter der Berücksichtigung von System- und Netzwerk-Aspekten

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Reiner Thomä
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2004 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5431486

• Final Report Year: 2007

Final Report Abstract

Ziel des Vorhabens ist die Optimierung der Leistungsfähigkeit eines breitbandigen Mehrnutzer-MIMO-Übertragungskonzeptes unter Berücksichtigung des Einflusses realer MIMO-Funkkanäle. Ausgangspunkt sind realistische Evaluierungsmethoden auf Link-Ebene. Diese werden um System-/Network-Aspekte erweitert. Dies beinhaltet zusätzlich neuartige Kanalmessungen, -identifikation und -modellierung in relevanten Mehrnutzer-MIMO-Szenarien. Ausgangspunkt ist ein effizienter, Turbo-MIMO-basierter Detektor, der die räumliche und zeitliche Korrelation des Kanals nahezu perfekt ausnutzt. Dieses Prinzip wird unter Berücksichtigung von Mehrnutzer-MIMO-Interferenz-Situationen weiterentwickelt und optimiert. Darüber hinaus werden Ansätze zur weiteren Aufwandsreduzierung, z.B. durch Torus Knot Codes und Turbo Diversity-Konzepte, sowie zur Erhöhung der Robustheit durch adaptive Strategien, wie z.B. adaptive Kombination von Multiplexing- und Diversitätskonzepten, Multi-Level-Codes und dynamische Antennenselektion, untersucht. Diese Analyse wird dann auf System-Network-Ebene ausgedehnt, wobei eine gemeinsame Optimierung von PHY- und MAC-Layer das Ziel darstellt (Cross-Layer-Ansatz). In allen Phasen des Forschungsvorhabens werden Kanalmessdaten in spezifischen Anwendungszenarien und direkt daraus abgeleitete parametrische Modelle berücksichtigt. Für eine Optimierung der Signalverarbeitung und 3 MU-MIMO-Systemaspekten steht damit eine Methode zur Verfügung, die eine detaillierte Untersuchung der charakteristischen Einflussfaktoren des Kanals und der Funkumgebung erlaubt.

Publications

• “Identification of Time-Variant Directional Mobile Radio Channels,” IEEE Trans. on IM, vol. 49, no. 2, April 2000, pp. 357-364
  R. Thomä, D. Hampicke, A. Richter, A. Schneider, G. Sommerkorn, U. Trautwein, W. Wirnitzer
  
• “MIMO Vector Channel Sounder Measurement for Smart Antenna System Evaluation,” European Transactions on Telecommunications ETT, vol. 12, no. 5, Special Issue on Smart Antennas, Sept./Oct. 2001, pp. 427- 438
  R.S. Thomä, D. Hampicke, A. Richter, G. Sommerkorn, U. Trautwein
  
• “MIMO Vector Channel Sounder Measurement for Smart Antenna System Evaluation,” European Transactions on Telecommunications ETT, vol. 12, no. 5, Special Issue on Smart Antennas, Sept./Oct. 2001, pp. 427- 438
  R.S. Thomä, D. Hampicke, A. Richter, G. Sommerkorn, U. Trautwein
  
• “Capacity of MIMO Systems Based on Measured Wireless Channels,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 20, no. 3, April 2002, pp. 561-569
  A.F. Molisch, M. Steinbauer, M. Toeltsch, E. Bonek, R.S. Thomä
  
• “Multidimensional High-Resolution Parameter Estimation with Applications to Channel Sounding,” in Yingbo Hua (Ed.) High-Resolution and Robust Signal Processing, Marcel Dekker, 2003, pp. 253-337
  M. Haardt, R. Thomä, A. Richter
  
• “A Novel Antenna Concept for Double-Directional Channel Measurements,” IEEE Trans. on VT, vol. 53, No. 2, March 2004, pp.527-537
  T. Zwick, D. Hampicke, A. Richter, G. Sommerkorn, R. Thomä, W. Wiesbeck
  
• “Multidimensional High-Resolution Channel Sounding,” in T. Kaiser et al. (Ed.), Smart Antennas in Europe – State-of-the-Art, EURASIP Book Series on SP&C, Vol. 3, Hindawi Publishing Corporation, 2005, ISBN 977- 5945-09-7, pp. 241-270
  R.S. Thomä, M. Landmann, A. Richter, U. Trautwein
  
• „Measurement Based Performance Evaluation of Advanced MIMO Transceiver Designs,” EURASIP Journal on Applied Signal Processing 2005, No.11, pp.1712-1724
  U. Trautwein, C. Schneider, R. Thomä