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Type: Dissertação
Title: Semi-blind receivers for multi-relaying mimo systems using rank-one tensor factorizations
Authors: Sokal, Bruno
Advisor: Almeida, André Lima Férrer de
Keywords: Sistemas MIMO;Comunicações cooperativas;Receptores semi-cegos;Tensores de rank unitário
Issue Date: 2017
Citation: SOKAL, B. Semi-blind receivers for multi-relaying mimo systems using rank-one tensor factorizations. 2017. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Brazilian Portuguese: Comunicações cooperativas têm mostrado ser uma alternativa para combater os efeitos de propagação do sinal em comunicações sem-fio, como, por exemplo, a perda por percurso e sombreamento, criando um array virtual de antenas para a fonte transmissora. Neste trabalho, toma-se como ponto de partida um modelo de sistema MIMO de dois saltos com um único relay. Adicionando um estágio de filtragem no receptor, é proposta uma fatoração de rank-um para o sinal resultante. A partir deste modelo, dois receptores semi-cegos para estimação conjunta de símbolo e canal são propostos: i) um receptor iterativo baseado no algoritmo trilinear de mínimos quadrados alternados (Tri-ALS) e ii) um receptor de solução fechada baseado na SVD de ordem superior truncada (T-HOSVD). Para este sistema, é também proposto um tensor de codificação espacial-temporal com uma estrutura PARAFAC, o que permite maior flexibilidade de design do sistema, além de uma codificação ortogonal. Na segunda parte deste trabalho, é apresentada uma extensão da fatoração de rank-um para o cenário multi-relay e um receptor semi-cego de solução fechada baseado em SVD's acopladas (C-SVD) é desenvolvido. O receptor C-SVD combina de modo eficiente todos os links cooperativos disponíveis, melhorando o desempenho da estimação de símbolos e de canal, além de oferecer uma implementação paralelizável.
Abstract: Cooperative communications have shown to be an alternative to combat the impairments of signal propagation in wireless communications, such as path loss and shadowing, creating a virtual array of antennas for the source. In this work, we start with a two-hop MIMO system using a a single relay. By adding a space-time filtering step at the receiver, we propose a rank-one tensor factorization model for the resulting signal. Exploiting this model, two semi-blind receivers for joint symbol and channel estimation are derived: i) an iterative receiver based on the trilinear alternating least squares (Tri-ALS) algorithm and ii) a closed-form receiver based on the truncated higher order SVD (T-HOSVD). For this system, we also propose a space-time coding tensor having a PARAFAC decomposition structure, which gives more flexibility to system design, while allowing an orthogonal coding. In the second part of this work, we present an extension of the rank-one factorization approach to a multi-relaying scenario and a closed-form semi-blind receiver based on coupled SVDs (C-SVD) is derived. The C-SVD receiver efficiently combines all the available cooperative links to enhance channel and symbol estimation performance, while enjoying a parallel implementation.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/25988
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