Signal processing and beamforming techniques for cell free MM-wave massive MIMO systems
Hücresel olmayan milimetrik dalga masif MIMO sistemler için sinyal işleme ve hüzmeleme
- Tez No: 808767
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN MUZAFFER GÜVENSEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Bu tez, milimetre dalga (mmWave) frekanslarında çalışan masif MIMO (mMIMO) hücresiz (CF) ağlar için hibrit hüzmeleme yukarı bağlantı alıcı dedektörü sunmaktadır. CF ağları, bir merkezi işlem birimine (CPU) bağlı çoklu erişim noktaları (AP'ler) aracılığıyla kullanıcı ekipmanlarına (UE'ler) ortaklaşa hizmet vererek homojen bir hizmet kalitesi sağlamayı amaçlar. Ancak, tüm UE'lere tüm AP'lerle hizmet vermek pratik değildir ve hesaplama açısından karmaşıktır. CF ağların, bu sorunlarını çözmek için, her UE'ye kanal koşullarına bağlı olarak AP'lerin bir alt kümesi tarafından hizmet verildiği kullanıcı odaklı (UC) varyantları geliştirilmiştir. Ek olarak, mmWave frekanslarına geçiş, daha geniş bant genişliği ve daha büyük anten dizilerinden yararlanarak daha fazla ağ kapasitesi sunar. Radyo frekansı (RF) zincirlerinin sayısını azaltmak için ise analog ve sayısal aşamalardan oluşan hibrit hüzmeleme teknikleri önerilmiştir. Bu çalışmada önerilen analog hüzmeleme (AB) metodu, modifiye öz hüzmeleme (MEB) metodudur. MEB, iyi bilinen öz hüzmeleme (EB) metoduna kıyasla hizmet verilen UE'ler arasında bir eşitlik eğilimini teşvik eder. Sayısal aşama, her ikisi de tek taşıyıcı frekans alanı eşitleme (SC-FDE) modülasyonu kullanan hücresiz yinelemeli dedektör (CFI-D) ve kullanıcı odaklı yinelemeli altküme dedektörü (UCIS-D) olmak üzere iki dedektör sunar. CFI-D, yinelemeli blok karar geri besleme eşitleme (IB-DFE) yapısının ölçeklenemez bir CF uygulamasıdır, UCIS-D ise ölçeklenebilir bir UC alternatifi sunar. UCIS-D, IB-DFE'den önce bir paralel girişim sönümleme (PIC) aşaması içerir ve girişim kaynaklarını göreceli güçlerine göre gruplayarak işler. En zayıf girişim kaynakları göz ardı edilirken en güçlüleri, PIC'den kalan girişim dikkate alınarak IB-DFE tarafından işlenir. Her iki detektör de yumuşak kararlar kullanır ve frekans alanı karar geri bildirimi (FDDF) kullanır. Bu dedektörlerin performansı, ulaşılabilir bilgi oranı (AIR) ve bit hata oranı (BER) kullanılarak değerlendirilir. Simülasyon sonuçları, önerilen alıcının BER ve AIR açısından ultra yüksek yükleri kaldırabilme becerisini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a hybrid beamforming uplink receiver detector for massive MIMO (mMIMO) cell-free (CF) networks operating in millimeter-wave (mmWave) frequencies. CF networks aim to provide uniform service by jointly serving user equipments (UEs) through multiple access points (APs) connected to a central processing unit (CPU). However, serving all UEs with all APs is impractical and computationally complex. The user-centric (UC) variant was introduced to address this, where each UE is served by a subset of APs based on channel conditions. Additionally, the shift to mmWave frequencies offers increased network capacity by leveraging wider bandwidth and larger antenna arrays. Hybrid beamformers, consisting of analog and digital stages, were proposed to reduce the number of radio frequency (RF) chains. The proposed analog beamformer (AB) in this work is the modified eigen beamformer (MEB). MEB promotes a trend of fairness among served UEs compared to well-known eigen beamformer (EB). The digital stage introduces two detectors, namely the cell-free iterative detector (CFI-D) and the user-centric iterative subset detector (UCIS-D), both employing single carrier frequency domain equalization (SC-FDE) modulation. CFI-D is an unscalable CF implementation of the iterative block-decision feedback equalization (IB-DFE) structure, while UCIS-D offers a scalable UC alternative. UCIS-D incorporates a parallel interference cancellation (PIC) stage before IB-DFE, selectively processing interferers based on their relative strength. The weakest interferers are ignored, while the strongest are processed by IB-DFE, considering residual interference from PIC. Both detectors utilize soft decisions and employ frequency domain decision feedback (FDDF). The performance of these detectors is evaluated using the achievable information rate (AIR) and bit-error-rate (BER). Simulation results demonstrate the proposed receiver's ability to handle ultra-high loads in terms of BER and AIR.
Benzer Tezler
- OFDM tabanlı temel bant WIMAX fiziksel katman vericinin FPGA üzerinde gerçeklenmesi
Implementation of OFDM based WIMAX physical layer baseband transmitter on FPGA
AHMET TANSU AKTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KARTAL
- Array processing and optimization techniques of beamforming and resource allocation for enhanced spectral efficiency in 5g and beyond systems
5g ve ötesı sıstemlerının hüzmeleme ve spektral verımlılığının vektör íşleme ve optımızasyon ıle gerçekleştırılmesı
NANN WIN MOE THET NANN WIN MOE THET
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. MEHMET KEMAL ÖZDEMİR
- Faz modları kullanılarak silindirik dizi antenlerinin hızlı tasarımı ve analizi
Fast analysis and design of cylindrical array antennas via phase modes
HASAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR
- Direction of arrival estimation and beamforming for acoustical sources
Akustik kaynaklar için geliş açısı tespiti ve yönlenme
ÖZGÜR YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. T. ENGİN TUNCER
- Design of smart antenna array for interference suppression in GPS
GPS sistemlerinde girişim baskılamak için akıllı anten tasarımı
ÖMER CAN DABAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LALE ALATAN
PROF. DR. SEYİT SENCER KOÇ