Stochastic programming for receiver design
- Reference number
- ICA08-0022
- Start and end dates
- 090910-131031
- Amount granted
- 3 000 000 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
This project deals with the design of telecommunication receivers for emerging mobile and fixed wireless communications systems. The main objective is to advance state-of-the-art receivers applying two ideas: First, the design employs stochastic programming---an optimization technique that treats constraints in a probabilistic manner. Second, it capitalizes on the fact that the error-rate degradation caused by inaccurate channel estimation outweighs the loss caused by suboptimal data detection/decoding schemes. The project thus applies stochastic programming techniques to joint channel estimation and data detection/decoding. The focus is on robust design of detection/decoding algorithms and iterative (turbo-like) detection/decoding and channel estimation via stochastic programming. The project identifies the most relevant problem settings followed by a preliminary assessment of performance and complexity before engaging in the analysis of convexity and possible relaxations. Dedicated effort is invested into finding low-complexity approximations. Expected results of this project include the evolution from current deterministic or detection/decoding-only schemes to advanced stochastic schemes that embrace channel estimation. The project aims at overcoming the current error-rate bound imposed by imperfect channel-state information via including this uncertainty in the design, which results in a new class of receiver algorithms with outstanding error-rate performance.
Popular science description
Trådlös kommunikation och mobiltelefoni har förändrat människors liv över hela världen. Kommande mobiltelefonisystem, korthållssystem som personliga ad hoc nätverk, eller bredbandssystem, behöver alla alltmer sofistikerade metoder för att uppfylla de krav som ställs. Matematiska optimeringsmetoder blir mer och mer aktuella i takt med att trådlös kommunikation ökar i både omfattning och hastighet. Ofta behöver man få ut det mesta möjliga av någon resurs, t.ex. räckvidd eller bandbredd, utan att överskrida gränserna för någon annan, t.ex. batteritid eller signalstyrka. Detta projekt föreslår och använder en optimeringsteknik baserad på mjuka kriterier. Traditionell design använder sig av hårda gränser, trots att mjuka kriterier ofta bättre speglar verklighetens fysik. Genom att mjuka upp de hårda gränserna och tillåta sällsynta (och fysiskt genomförbara) övertramp, kan man åstadkomma system som har betydligt förbättrad prestanda under huvuddelen av tiden. Genom att kombinera kunskap inom både kommunikation och optimering förväntar vi oss uppnå resultat som annars vore svåra att uppnå om områdena beaktades separat. "