Complexity in future wireless systems
- Reference number
- ICA08-0046
- Start and end dates
- 090910-121231
- Amount granted
- 3 000 000 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
The project aims at studying several questions relating to the complexity of future wireless systems. This is motivated as complexity is expected to be a limiting factor in the development and scalability of future systems, and as future systems are expected to consist of several multi-antenna terminals sharing and competing for shared radio resources. The work plan consists of five parts. 1) This part aims to find accurate measures and models of complexity. 2) This part considers how the complexity depends on system parameters and performance requirements such as delay and reliability. 3) This part is focused on the development of low complexity algorithms to be used in the wireless setting. 4) This part puts the previous parts into context by considering the effect that the complexity of physical layer components has at the system level. 5) This part considers fundamental limits on the complexity of wireless technologies, and is more theoretical in nature. The project is divided into five parts for conceptual reasons, but the parts are highly interdependent and should be pursued in parallel. The expected results are accurate models of how the complexity of components in the wireless links depend on the system requirement, and what effects these will have on wireless systems or networks as a whole. The fifth part is expected to in the long-term contribute to a theory of communications that explicitly take complexity into account.
Popular science description
En begränsande faktor i utvecklingen av framtida trådlösa system är att prestandakrav tenderar att göra dessa system ohanterligt komplexa (komplicerade och resurskrävande). För att maximera täckning och datahastighet så designas ofta system på ett sådant sätt att många terminaler (vilka till exempel kan vara mobiltelefoner eller laptops) sänder sin information samtidigt, ofta från flera antenner. Även system där en terminal har möjlighet att hjälpa en annan terminal att vidarebefordra information är under utveckling. Detta ställer stora krav på de metoder som används för att utvinna informationen ur de via antennen mottagna radiovågorna. Komplexiteten växer också ofta väldigt fort med systemet storlek, och en fördubbling av systemets storlek leder ofta till mer än en fördubbling av systemets komplexitet. För att hantera detta problem krävs forskning om hur komplexa potentiella trådlösa teknologier är, samt hur de beter sig som en del i ett större system. Detta är viktigt då komplexiteten ofta negativt påverkar andra faktorer så som pålitlighet, utvecklings- och tillverkningskostnader, samt batteriförbrukning i mobila terminaler. Det föreslagna projektet ämnar studera komplexiteten i framtida trådlösa system och teknologier samt bedriva forskning inom nya metoder ämnade att sänka komplexiteten. Utöver utvecklingen av konkreta lågkomplexitetslösningar på problem inom trådlös kommunikation så planeras även grundforskning för att besvara frågor angående vilken som är den lägsta möjliga komplexitet med vilken ett givet prestandamål kan uppnås. Svar på sådana frågeställningar är mycket viktiga under designen och utvecklingen av nya trådlösa system, då man ofta ställs inför frågor angående hur pass effektiv och lämpad en given lösning är.