Ultrabreitbandantennen für biomedizinische Radaranwendungen, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: 178 S., 34,4 MB) Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2010
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf spezifischer Antennen für innovative Verfahren einer mikrowellenbasierten Brustkrebsdetektion sowie für Navigatortechniken in Magnetresonanz-(MR)-Anwendungen. Dabei werden zunächst physikalische und technische Randbedingungen diskutiert, welche die Antennenentwürfe maßgeblich prägen. Während bei einer Brustkrebsdetektion anatomische Randbedingungen die grösste Einschränkung darstellen, sind bei MR-Anwendungen starke Magnetfelder zu beachten. Beiden Arbeitsgebieten ist dabei der Wunsch nach einer niedrigen unteren Grenzfrequenz gemein, um eine möglichst hohe Eindringtiefe in menschliches Gewebe zu gewährleisten. Durch eine deutliche Differenzierung der Anforderungen unterscheiden sich die einzelnen Lösungen stark voneinander, obgleich in beiden Fällen das Doppelsteghorn als Antennentyp gewählt wurde. Während als Sensoren zur Brustkrebsdetektion dielektrisch skalierte Antennen unter Verwendung von Keramik entwickelt wurden, erfolgte zur Realisierung MR-kompatibler Antennen eine rigorose Reduktion von Metallisierungsflächen, ohne die Funktionalität zu beeinträchtigen. Resultierend entstanden miniaturisierte Antennen zur Brustkrebsdetektion auf der einen und wirbelstromresistente Strahler auf der anderen Seite. Eine umfangreiche messtechnische Charakterisierung und praxisnahe Erprobung stellt die Funktionstüchtigkeit der Entwicklungen abschließend unter Beweis.
http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn=urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010000403
Kontextsensitive Dienste und Informationen für mobile Teilnehmer. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: xvii, 240 S., 6,72 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
Parallel als Druckausg. erschienen
Die Kommunikation zwischen Menschen basiert auf Sprache (explizite Kommunikation) und auf unmittelbaren Informationen (implizite Kommunikation). Die unbewusste Berücksichtigung von Kontextinformationen während der Kommunikation kann aber vom Computer nicht automatisch umgesetzt werden. Deswegen ist die Interaktion zwischen Mensch und Computer weitaus schwieriger zu realisieren. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erfassung, Verarbeitung und Anwendung der Kontextinformationen bei mobilen Benutzern. Dafür werden die Ergebnisse einer Literaturrecherche über Informationssysteme für mobile Teilnehmer und die daraus abgeleiteten Bewertungskriterien für ein kontextsensitives System vorgestellt. Für die Architektur des Informationssystems SFINKS werden Datenverarbeitungsprozesse konzipiert, die eine optimale Informationsanpassung an einen mobilen Benutzer und seinen wechselnden Kontext ermöglichen. Das System kann seinen Benutzern individuell zugeschnittene Informationen und Dienste zu jedem Zeitpunkt und an jedem Ort bereitstellen.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010000345
Konzeption, Entwicklung und Organisation einer webbasierten Lernumgebung für die ingenieur-technische Ausbildung am Beispiel Grundlagen der Elektrotechnik, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: 236 S., 16,7 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
In der vorliegenden Arbeit wird ein systematisches und durchgängiges Prozess- und Vorgehensmodell zur Entwicklung von webbasierten Lernumgebungen mit Fokus auf die Ingenieurwissenschaften beschrieben. In diesem Rahmen werden die Konzeption, Erstellung, Verarbeitung und Verwaltung von Lernobjekten mit einem Datenbankmanagementsystems nach dem LOM-Standard eingebettet. Die Arbeit lässt sich dabei in die Reihe der Forschungen am Fachgebiet Grundlagen der Elektrotechnik zu multimedialen und webbasierten Lernumgebungen einordnen. Am Beispiel GETsoft werden konkrete Problemstellungen bei der Umsetzung von Komponenten einer Lernumgebung aufgezeigt und fachspezifische Lösungsmodelle angeboten. Die Motivation und Zielsetzung, die Einordnung der Arbeit und die Vorgehensweise sowie eine Analyse von geleisteten Vorarbeiten sind im ersten Kapitel dargestellt. Neben einer umfassenden Analyse von Lernumgebungen in ingenieur-wissenschaftlichen Disziplinen ist die Konzeption eines adaptierbaren Prozess- und Vorgehensmodells zur Erstellung einer Lernumgebung bestehend aus Lernobjekten und Komponenten die Aufgabenstellung dieser Arbeit. Mit den Grundlagen von webbasierten Lernumgebungen im ingenieur-wissenschaftlichen Bereich, E-Learning-Standards, Softwareentwicklungsprozessen und Datenbanktechnologien beschäftigt sich das zweite Kapitel. Bereits im Grundlagenkapitel wird die Idee eines Ebenenmodells für Lernumgebungen in Kombination mit einem speziellen Modell von Lernobjekten entwickelt. Das dritte Kapitel analysiert anhand eines Kriterienkataloges den Stand der Technik auf dem Gebiet webbasierter Lernumgebungen in einigen ingenieur-wissenschaftlichen Grundlagenfächern. Detailliert wird die aktuelle Situation in den Fächern Physik, Mathematik, Maschinenbau und Elektrotechnik analysiert. Daneben wird kurz auf Chemie und Medizin sowie den internationalen Sprachraum eingegangen. Die medientechnische Analyse und Konzeption eines adaptierbaren Prozess- und Vorgehensmodells für die Entwicklung webbasierter Lernumgebungen wird im vierten Kapitel beschrieben. Evolutionäres Prototyping und objektorientierter Entwurf stehen hier im Mittelpunkt eines Vorgehensmodells zur ebenenbasierten System- und Lernobjektentwicklung. Das fünfte Kapitel schildert konkrete Umsetzungen der allgemeinen Konzeption an Beispielen aus GETsoft. Anschauliche Umsetzungen der Mediengestaltungskonzepte überführen die Theorie in die Praxis. Die Funktionalitäten und Schnittstellen der GETsoft-Datenbank für standardisierte wiederverwendbare Lernobjekte und ihre Metadaten stellen hier einen Schwerpunkt dar. Im Kapitel sechs werden Beispiele und Ansätze zum Transfer, der Vernetzung sowie zur Verbreiterung von GETsoft vorgestellt. Das letzte Kapitel stellt Überlegungen zu Erfolgsfaktoren von Lernumgebungen an, diskutiert kurz offene Wissensressourcen als Zukunftsmodell und bettet darüber Ideen zur Weiterentwicklung von GETsoft ein.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15787
Simulationsbasierte Sprachqualitätsschätzung von Freisprechsystemen, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: 161 S., 3548 KB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
Parallel als Druckausg. erschienen
Eingeführt wird in das Thema mit einer Darstellung der standardisierten und veröffentlichten Verfahren zur Sprachqualitätsevaluierung. Als Besonderheit wird hierbei auch die Nutzbarkeit von Verfahren aus dem Audiobereich begutachtet. Als Innovation wird ein multimediales Verfahren vorgestellt, das die Vorteile von komparativen und absoluten Verfahren miteinander kombiniert. Dieses Verfahren wurde implementiert und bei umfangreichen Probandentests für den eindimensionalen Anwendungsfall verifiziert. Letztlich werden Betrachtungen zu Evaluierungsdimensionen und qualitätsbeeinflussenden Faktoren angestellt. Auf die Einführung in die subjektiven Verfahren folgt eine Sammlung von Methoden zur objektiven Evaluierung. Es wird ein großer Überblick über alle bei der Sprachqualitätsevaluierung eingesetzten Komponenten gegeben. Einige Realisierungen von objektiven standardisierten oder veröffentlichten Verfahren werden vorgestellt. Als Ausblick werden einige allgemeine Beobachtungen dargestellt, die in den bekannten Verfahren zur Evaluierung der Sprachqualität noch nicht berücksichtigt wurden. Das Kapitel Sprachqualitätsevaluierung im Fahrzeug stellt den Ist-Zustand der Evaluierungsverfahren nach VDA-Spezifikation dar. Ferner wird ein neues Verfahren zur vollständigen Evaluierung von Freisprechsystemen im Labor dargestellt, das auf Impulsantwortmessungen, Prüfständen und einer PC-Simulation basiert. Durch dieses Verfahren verbessern sich Faktoren wie Kosten, Qualität, Komplexität, Reproduzierbarkeit, Entwicklungszeiten und Arbeitsbedingungen. Im vorletzten Kapitel wird die Realisierung eines Sprachqualitätsevaluierungsverfahrens für Freisprechsysteme beschrieben, das auf der Methode der kleinsten Fehlerquadrate und einem Modell aus Gauß'schen Mischverteilungen basiert. Es werden mit dem optimierten Verfahren Korrelationen im Bereich oberhalb von 0.9 erreicht. Diese Korrelationen sind vergleichbar mit denen anderer etablierter Verfahren, mit dem Unterschied, dass diese Verfahren im Wesentlichen nicht für den speziellen Anwendungsfall der Evaluierung von Freisprechsystemen im Fahrzeug konzipiert wurden. Zukünftig ist anzustreben, alle in dieser Dissertation beschriebenen Komponenten zu einem kompletten Hardware-in-the-loop (HiL) zusammenzufügen.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15917
Parameter estimation techniques for multi-dimensional array signal processing. - Aachen : Shaker, 2010. - XIII, 211 S.. - (Berichte aus der Kommunikationstechnik) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
ISBN 978-3-8322-9009-2
Methoden der Antennenarraysignalverarbeitung stellen ein sehr wichtiges und bedeutsames Forschungsgebiet dar. Insbesondere spielen hochauflösende Parameterschätzverfahren eine entscheidende Rolle in Anwendungsgebieten wie RADAR, SONAR, Mobilkommunikation, Biosignalverarbeitung oder Seismologie. Dabei muss einerseits die Modellordnung, also die Anzahl der dominanten Komponenten im gemessenen Signal, bestimmt werden. Andererseits sind häufig auch Parameter wie räumliche Winkel der einfallenden sowie der abgestrahlten Wellen, Signallaufzeit oder Dopplerverschiebung zu schätzen. Im Allgemeinen sind die zugrunde liegenden Signale mehrdimensional. Betrachtet man diese Dimensionen nicht gemeinsam sondern separat, steht jeweils nur eine Projektion der Daten in diese Dimension zur Verfügung. Das führt in vielen Szenarien zu einer unzureichenden Schätzgenauigkeit. Deshalb sind mehrdimensionale Arraysignalverarbeitungsalgorithmen, die alle natürlichen Dimensionen des Signals gemeinsam behandeln und dabei dessen Struktur ausnutzen, ein bedeutsames Werkzeug und Gegenstand der aktuellen Forschung. In dieser Arbeit konzentrieren wir uns hauptsächlich auf zwei Arten von Parametern: Die Modellordnung sowie die zugehörigen räumlichen Frequenzen. Im mehrdimensionalen Fall lässt sich die Modellordnungsschätzung erheblich verbessern, wenn man dafür die mehrdimensionale Struktur explizit ausnutzt. Für Szenarien mit additivem Gaußverteiltem weißen Rauschen schlagen wir dafür den R-D Exponential Fitting Test (R-D EFT) vor. Da R-D EFT weißes Rauschen voraussetzt untersuchen wir schließlich noch den Fall des gefärbten Rauschens. Hier schlagen wir das closed-form PARAFAC-based model order selection scheme (CFP-MOS).Sobald die Modellordnung bestimmt wurde, können im nächsten Schritt weitere gewünschte Parameter aus den dominanten Komponenten bestimmt werden. Für diese Aufgabe schlagen wir das closed-form PARAFAC based parameter estimation (CFP-PE) scheme vor.Im Fall von farbigem Rauschen leidet die Schätzgenauigkeit aller Parameterschätzverfahren, wodurch die Anwendung von Prewhitening-Techniken erforderlich wird. Für bestimmte biomedizinische Signale wie Elektroenzephalogramme (EEG) sowie für bestimmte Kommunikations-Anwendungen mit Mehrantennen-Systemen besitzt das Rauschen eine ganz spezifische mehrdimensionale Struktur. Diese kann ausgenutzt werden um das Prewhitening weiter zu verbessern, wodurch jedoch ein mehrdimensionales Prewhitening-Verfahren erforderlich wird. Unser Vorschlag dazu ist die Sequential Generalized Singular Value Decomposition (S-GSVD). Für den Fall, dass die Rauschstatistik nicht bekannt ist, schlagen wir die Iterative S-GSVD vor.
The impact of controlled-mobility helper nodes on the performance of challenged networks. - Aachen : Shaker, 2010. - XIV, 150 S.. - (Berichte aus der Kommunikationstechnik) Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2009
Verzögerungs- und unterbrechungstolerante Netzwerke (DTN) sind in den letzten Jahren zu einem vielversprechenden Forschungszweig geworden. In diesen Netzwerken wird Knotenmobilität nicht als Ausnahme oder als nachteilig empfunden, sondern als notwendige Voraussetzung für Datenaustausch zwischen Netzwerkknoten, insbesondere dann, wenn die Mobilität einzelner Knoten direkt gesteuert werden kann, wie es z.B. bei unbemannten Flugzeugen der Fall ist. Diese Eigenschaft ermöglicht in Verbindung mit drahtloser Kommunikation eine gezielte Veränderung der Netzwerktopologie entsprechend des Kommunikationsaufkommens anstatt die Daten über eine ineffiziente Netzwerktopologie schicken zu wollen. Spezielle DTN Protokolle erlauben eine Datenübertragung im Netzwerk selbst unter widrigen Umständen, wie z.B. bei sehr langen Verzögerungen oder sporadischem Kontakt zwischen Netzwerkknoten. Daher kann man neue Kommunikationsmodi definieren, die zwei bestimmte Knoten mit einem Link oder mehrere Knoten im ganzen Netzwerk miteinander verbinden können. Diese Dissertation beschreibt diese neuen Modi, genauer Relaying und Ferrying, optimiert deren Funktionsweise und zeigt, welche Performancesteigerung gegenüber einer direkten drahtlosen Verbindung erzielt werden kann. Es existiert eine Beziehung zwischen den Modi Direkt, Relay und Ferrying in dem Sinne, dass es immer einen Modus gibt, der die beste Performance in einer bestimmten Umgebung aufweist. Der Einsatz der Modi wird von den Umgebungsparametern wie z.B. der Distanz zwischen Knoten, dem Dämpfungsfaktor des drahtlosen Mediums oder allgemeinen Funkparametern beeinflusst. Hierbei kann man eine Steigerung der Netzwerkperformance durch den Einsatz von steuerbaren mobilen Helferknoten erreichen. In zwei von uns betrachteten Relaying Modi, genauer Single und Parallel Relaying, kann die Anzahl der Relais und deren Position bestimmt werden, so dass der Datendurchsatz und die Verzögerung auf einem Link optimiert werden können. Auch der Ferrying Modus bietet durch zwei Strategien die Möglichkeit, die Performance auf einem Link zu erhöhen. Jedoch liegt die eigentliche Stärke des physikalischen Transportes von Datenpaketen darin, mehrere Netzwerkknoten auch dann miteinander verbinden zu können, wenn sie durch sehr lange Strecken oder widrige Umgebungsinterferenz voneinander getrennt sind. Da jedoch die Bewegung einer Ferry im Gegensatz zur schnellen drahtlosen Datenkommunikation sehr langsam ist, spielt die gezielte Planung der Ferry Route eine sehr grosse Rolle. Wir stellen zwei neue Ferry Routen-Planungsalgorithmen vor, welche die durchschnittliche Paketverzögerung minimieren. Speziell durch die Methode des Lernens durch Verstärkung (Reinforcement Learning) kann man Ferry Routen erzeugen, die eine signifikante Verringerung der Paketverzögerung erreichen. Als eine Anwendung des Ferrying Kommunikationsmodus entwerfen und implementieren wir eine Referenzarchitektur für die zuverlässige Datenerfassung in weiträumigen Sensornetzwerken. Dieses System ermöglicht die Übertragung von Sensordaten über sporadisch unterbrochene Netzwerke zu mehreren Erfassungspunkten. Experimente zeigen die korrekte Funktionsweise einer prototypischen Implementierung der Architektur.
Compact antenna arrays in mobile communications : a quantitative analysis of radiator coupling. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: XV, 251 S., 10,51 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
Enth. außerdem: Thesen
Um der anhaltenden Nachfrage nach höheren Übertragungsraten und größerer Mobilität zu begegnen, setzen moderne Mobilfunksysteme zunehmend adaptive Gruppenantennen ein. Rückt man Strahlerelemente zur Unterbringung in kleinen tragbaren Endgeräten (z.B. Handys) jedoch eng zusammen, so beeinträchtigen Verkopplungseffekte deren Abstrahleigenschaften. Um diese Beeinträchtigungen im Vergleich zu den üblichen Betrachtungsweisen anschaulicher zu beschreiben, erweitert die vorliegende Arbeit den bekannten Effizienzbegriff einer Einzelantenne auf beliebige Antennengruppen durch die Einführung orthogonaler Strahlungsfreiheitsgrade. Die Auswirkungen von Strahlerverkopplung werden anhand von Beispielen aufgezeigt. Anpass- und Entkoppelnetzwerke können der Strahlerverkopplung entgegenwirken. Für eine breite Klasse von ntennengruppen wird eine systematische Entwurfsvorschrift vorgestellt und durch zahlreiche Beispiele bestätigt, dabei stellen sich Ohm'sche Netzwerkverluste und schmale Bandbreiten als allgemeine Hauptschwächen derartiger Netzwerke heraus. Zur Untersuchung des Einflusses der Strahlerverkopplung auf die Übertragungsqualität eines Diversitätsempfängersystems werden geschlossene Ausdrücke für seinen Diversitätsgewinn hergeleitet und diskutiert. Diese Analyse wird anschließend durch ein umfassendes Rauschmodell erweitert. Diversitäts- und Rauschmessungen bestätigen die theoretischen Betrachtungen. Die vorliegende Arbeit möchte ein anschaulicheres Verständnis von Strahlerverkopplung vermitteln und Bewusstsein dafür schaffen, dass eine Betrachtung des Gesamtsystems essentiell für eine objektive Beurteilung der Leistungsfähigkeit kompakter Gruppenantennen ist.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=14752
Konzeption und Realisierung eines kontextsensitiven Routingverfahrens. - Ilmenau : Universitäts-Verlag Ilmenau, 2009. - 1 Online-Ressource (XV, 215 Seiten)
Technische Universität, Dissertation 2008
Das Angebot von Kommunikations- und Informationsdiensten richtet sich einerseits nach den individuellen Bedürfnissen der Nutzer andererseits aber auch nach den Möglichkeiten der verwendeten Netztechniken. Um einen optimal auf den Nutzer angepassten Dienst bereitstellen zu können, muss dessen Kontext berücksichtigt werden. Ein Dienstzugriff soll dabei möglichst flexibel und unabhängig vom Netz erfolgen. Den mobilen Zugriff auf solche Dienste können Infrastrukturnetze, durch ihre Topologie bedingt, nicht überall bedienen. Mobile Ad-hoc-Netze sind dagegen an keine Infrastruktur gebunden und deshalb sehr flexibel einsetzbar. Durch deren dynamische Topologie ergeben sich jedoch gegenüber den herkömmlichen Netzen auch spezielle Anforderungen an die Routen- und Dienstsuche. Konventionelle Verfahren sind hierbei in der Regel weder nutzbar, noch für einen Einsatz in heterogenen Umgebungen geeignet. Gerade mit der fortschreitenden Konvergenz der Netze ist aber eine netzübergreifende Lösung unumgänglich.Die vorliegende Arbeit befasst sich deshalb mit den Themen Ad-hoc-Netze sowie den hierbei eingesetzten Routingprotokollen und -verfahren. Es werden Möglichkeiten zur Dienstsuche erläutert und gegenübergestellt. Mit den Erkenntnissen daraus wird ein Architekturkonzept entwickelt, das die Dienstsuche sowohl in Ad-hoc- als auch in herkömmlichen Infrastrukturnetzen erlaubt. Die Dienstsuche erfolgt dabei in Verbindung mit einem für diesen Zweck erweiterten Routingverfahren. Warum diese Art einer Dienstsuche auf Netzwerkebene vorteilhaft ist, wird erläutert und begründet. Kernstück der entwickelten Architektur bilden die so genannten Kontextrouter, die eine Dienstsuche unabhängig von der Adresse eines Dienstanbieters unterstützen. Auch der Nutzer benötigt keine Kenntnis über eine solche Adresse. Eine Suche erfolgt lediglich über den Dienst und den zur Verfügung stehenden Informationen über den Kontext des Nutzers. Damit wird ein auf den Nutzer optimal angepasster Dienst ausgewählt. Das Konzept unterstützt die Weiterleitung von Daten zu einem alternativen Server, sofern der ursprüngliche Server ausfällt, und bietet Providern die Möglichkeit, steuernd auf die Dienstsuche und -kommunikation einzuwirken. Das Verifizieren des vorgestellten Konzeptes erfolgt auf Basis praktischer Realisierungen. Das dazu aufgebaute Demonstratornetzwerk dient für eine Reihe von Tests zum Nachweis der Funktionen und der Leistungsfähigkeit der Architektur. Die daraus resultierenden Ergebnisse beweisen, dass das Konzept den gestellten Anforderungen genügen kann.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2008000201
Development of a digital SQUID magnetometer for widely varying fields in urban environment. - Ilmenau : ISLE, 2009. - VIII, 154 S.. - (Forschungsberichte aus dem Institut für Informationstechnik ; 10) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
ISBN 978-3-938843-48-2
In engl. Sprache, enth. dt. Zsfassung und Literaturverz.
Die präsentierte Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines neuartigen Digital-SQUID-Sensors zur Magnetfeldmessung. Supraleitende Gleichstrom Quanten-Interferometer (DC-SQUID) sind nachwievor die höchstempfindlichsten Magnetfeldsensoren. Sie erreichen Empfindlichkeiten im Femtotesla-Bereich, aber bedingt durch die Flussperiodizität wird eine externe Flussregelschleife (flux-locked loop, FLL) benötigt. Die dadurch entstehenden Beschränkungen führen zu Problemen beim Messen von Feldern mit hohem Dynamikbereich und/oder starken Signalanstiegen. Das vorgestellte Digital-SQUID Konzept liefert einen bedeutenden Beitrag zum Lösen dieser Probleme. Es ist gekennzeichnet durch eine dreiwertige Signaldarstellung auf der Basis der supraleitenden Einzelflußquantenelektronik (engl. Single Flux Quantum, SFQ) und durch die Eigenschaften - geringe Schaltungskomplexität, technologieunabhängige Schaltungstopologie, - hoher Eingangs-Dynamikbereich, - geringe Leistungsaufnahme, geringer Platzbedarf und - intrinsisch digitales Ausgangssignal. Bei der Untersuchung des neuen Konzeptes wurde der Schwerpunkt auf die unkonventionelle Stromversorgung bei gleichzeitiger Anwendung der SFQ-Technik gelegt. Zusätzliche Studien zur Anwendbarkeit in einer weniger zuverlässigen Technologie führten zu einem kompletten Entwurf eines Hochtemperatursupraleiter (HTSL) Digital-SQUID Magnetometers...
Advances in multi-user scheduling and turbo equalization and turbo equalization for wireless MIMO systems. - Ilmenau : ISLE, 2009. - Online-Ressource (PDF-Datei: XIV, 116 S., 67,57 MB). - (Research reports from the Communications Research Laboratory at Ilmenau University of Technology) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
Parallel als Druckausg. erschienen
Nach einer Einleitung behandelt Teil 2 Mehrbenutzer-Scheduling für die Abwärtsstrecke von drahtlosen MIMO Systemen mit einer Sendestation und kanaladaptivem precoding: In jeder Zeit- oder Frequenzressource kann eine andere Nutzergruppe gleichzeitig bedient werden, räumlich getrennt durch unterschiedliche Antennengewichte. Nutzer mit korrelierten Kanälen sollten nicht gleichzeitig bedient werden, da dies die räumliche Trennbarkeit erschwert. Die Summenrate einer Nutzermenge hängt von den Antennengewichten ab, die wiederum von der Nutzerauswahl abhängen. Zur Entkopplung des Problems schlägt diese Arbeit Metriken vor basierend auf einer geschätzten Rate mit ZF precoding. Diese lässt sich mit Hilfe von wiederholten orthogonalen Projektionen abschätzen, wodurch die Berechnung von Antennengewichten beim Scheduling entfällt. Die Ratenschätzung kann basierend auf momentanen Kanalmessungen oder auf gemittelter Kanalkenntnis berechnet werden und es können Datenraten- und Fairness-Kriterien berücksichtig werden. Effiziente Suchalgorithmen werden vorgestellt, die die gesamte Systembandbreite auf einmal bearbeiten können und zur Komplexitätsreduktion die Lösung in Zeit- und Frequenz nachführen können.Teil 3 zeigt wie mehrere Sendestationen koordiniertes Scheduling und kooperative Signalverarbeitung einsetzen können. Mittels orthogonalen Projektionen ist es möglich, Inter-Site Interferenz zu schätzen, ohne Antennengewichte berechnen zu müssen. Durch ein Konzept virtueller Nutzer kann der obige Scheduling-Ansatz auf mehrere Sendestationen und sogar Relays mit SDMA erweitert werden. Auf den benötigten Signalisierungsaufwand wird kurz eingegangen und eine Methode zur Schätzung der Summenrate eines Systems ohne Koordination besprochen. Teil 4 entwickelt Optimierungen für Turbo Entzerrer. Diese Nutzen Signalkorrelation als Quelle von Redundanz. Trotzdem kann eine Kombination mit MIMO precoding sinnvoll sein, da bei Annahme realistischer Fehler in der Kanalkenntnis am Sender keine optimale Interferenzunterdrückung möglich ist. Mit Hilfe von EXIT Charts wird eine neuartige Methode zur adaptiven Nutzung von a-priori-Information zwischen Iterationen entwickelt, die die Konvergenz verbessert. Dabei wird gezeigt, wie man semi-blinde Kanalschätzung im EXIT chart berücksichtigen kann. In Computersimulationen werden alle Verfahren basierend auf 4G-Systemparametern überprüft.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=14052