Robuste zeitinvariante Filterung für die Optimierung von drahtlosen Relais: Leistungssteigerung in Relaisnetzwerken

Dieses Buch stellt den Entwurf, die Implementierung und die Leistungsbewertung eines adaptiven gemeinsamen SCAMP-Filters und eines Optimierungsschemas für Relaisgewichte für ein drahtloses kooperatives Amplify-and-Forward (AF)-Relais-Netzwerk vor, das über frequenzselektive Fading-Kanäle arbeitet. Konventionelle NF-Systeme leiden unter verstärktem Rauschen und Intersymbol-Interferenz (ISI) aufgrund von kaskadierten Multi-Tap-Kanaleffekten. Um diese Einschränkungen zu beheben, wird in dieser Arbeit ein gemeinsamer adaptiver Filteransatz verwendet, der gleichzeitig den Quellenvorcodierungsfilter und das Relaisverstärkungsgewicht optimiert, um den mittleren quadratischen Fehler (MSE) von Ende zu Ende zu minimieren und die erreichbare Datenrate zu erhöhen. Das gemeinsame Optimierungsproblem wird mit der projizierten Subgradientenmethode (PSGM) gelöst, die Robustheit gegenüber nichtlinearen Einschränkungen wie Sparsamkeit bietet und gleichzeitig eine geringe Rechenkomplexität aufweist. Der Algorithmus wurde in einer MATLAB-Simulationsumgebung implementiert und unter einem zeitvariablen auto-regressiven (AR(1)) Fading-Modell getestet. Wichtige Leistungskennzahlen wie MSE-Konvergenz, Filtereigenschaften, erreichbare Rate und Robustheit gegenüber Parameteränderungen werden analysiert.