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[en] ITERATIVE INTERFERENCE MITIGATION TECHNIQUES FOR CELL-FREE MASSIVE MIMO SYSTEMS / [pt] TÉCNICAS ITERATIVAS DE MITIGAÇÃO DE INTERFERÊNCIA PARA SISTEMAS MIMO LIVRES DE CÉLULASTONNY SSETTUMBA 12 November 2024 (has links)
[pt] Sistemas multi-input multi-output (MIMO) massivos livres de células são uma variante de sistemas MIMO multi-celulares que consideram a
ausência de células. Desta forma, a interferência entre as células é minimizada e a capacidade de cobertura do sistema é melhorada devido à menor
distância entre os pontos de acesso (APs) e os usuários. É uma solução de
comunicação MIMO massiva multi-usuário que envolve um número estendido de APs que podem ser equipados com tecnologia MIMO para fornecer
serviço a usuários simultaneamente. Os APs são controlados por uma unidade central de processamento (CPU) para garantir a coordenação dentro
da rede e para processamento e decodificação de informação.
Possíveis arranjos para a arquitetura livre de células incluem esquemas
centralizados e descentralizados. Para a configuração centralizada, os APs
enviam todas as suas estimativas de canal e informações recebidas para
a CPU por meio de enlaces de transporte frontais para processamento e
detecção de sinais. Além disso, na arquitetura centralizada, os APs atuam
como repetidores na rede. Outro nível de cooperação para sistemas MIMO
massivos livre de células é o esquema descentralizado.
Nesta proposta de tese, a arquitetura dos sistema MIMO massivos livres de
células no canal reverso é estudada para as implementações centralizadas
e descentralizadas. Em particular, estuda-se o desempenho de técnicas
de mitigação de interferência para essas redes supondo-se conhecimento
perfeito de canal e usando técnicas de detecção lineares e não lineares,
seleção de APs, e esquemas iterativos de detecção e decodificação com
códigos LDPC para melhorar o desempenho do sistema e reduzir a carga
de sinalização. Para o caso em que há falta de compartilhamento de
informações sobre os canais, o uso de pilotos para obter estimativas de
canais é considerado e explorado. / [en] Cell-free massive multiple-input multiple-output (CF-mMIMO) is an
advanced variant of network multiple-input multiple-output (MIMO) which
considers absence of cell boundaries. Thus, the interference between cells in
cellular systems is greatly minimised and the system s coverage capacity
is improved due to the shorter distances between the access points (APs)
and the users. It is a multi-user massive MIMO communications solution
that involves an extended number of APs that can either be equipped
with MIMO or single antennas to provide service to users simultaneously.
The APs are controlled by a central processing unit (CPU) to ensure coordination within the network and for information processing and decoding.
Possible arrangements for the CF-mMIMO architecture include, but are not
limited to: centralized and decentralized schemes.
In this thesis, the uplink of a CF-mMIMO system architecture is studied
for the centralized and decentralized implementations. In particular, we
study the performance of interference mitigation techniques for CF-mMIMO
networks using iterative detection and decoding (IDD) schemes. The performance of the system is studied assuming perfect and imperfect channel
state information (CSI). Access point selection based on the effective channel gain to make the network more practical and scalable are devised. The
use of low-density parity check (LDPC) codes that adopt message passing
has been investigated. Furthermore, log likelihood ratio (LLR) refinement
strategies have been proposed to improve decentralized processing for CF-mMIMO networks. Finally, the performance of the considered schemes is
analyzed theoretically and simulations are used to assess the performance
in terms of BER, number of fronthaul signaling, and computational cost.
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