PARATUCK-N semi-blind receivers for multi-hop cooperative MIMO relay systems

• Main Author: Oliveira, Pedro Marinho Ramos de
• Other Authors: Fernandes, Carlos Alexandre Rolim
• Language: English
• Published: 2017
• Subjects: Teleinformática; Sistemas de comunicação; Comunicação em rede; Kronecker produc; Semi-blind receivers; Multi-hop; Cooperative systems
• Online Access: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/27317

OLIVEIRA, P. M. R. PARATUCK-N semi-blind receivers for multi-hop cooperative MIMO relay systems. 2017. 51 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. === Submitted by Renato Vasconcelos ([e-mail]) on 2017-09-09T02:17:00Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_pmroliveira.pdf: 1188957 bytes, checksum: 745420c86668fea09707dfcc7364adf8 (MD5) === Rejected by Marlene Sousa ([e-mail]), reason: Prezado Pedro: Existe uma orientação para que normalizemos as dissertações e teses da UFC, em suas paginas pré-textuais e lista de referencias, pelas regras da ABNT. Por esse motivo, sugerimos consultar o modelo de template, para ajudá-lo nesta tarefa, disponível em: http://www.biblioteca.ufc.br/educacao-de-usuarios/templates/ Vamos agora as correções sempre de acordo com o template: 1. Na capa as informações relativas a hierarquia institucional deve ser em língua portuguesa, Nome da INSTITUIÇÃO; do CENTRO; do DEPARTAMENTO e do PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO. Nesta ordem. Todas as informações devem está em negrito e em caixa alta. Retire a informação Master’s Degree Dissertation e também o nome do estado e o mes. Deixe apenas o nome da cidade e o ano. 2. Na folha de rosto (que segue a capa) Veja o modelo de apresentação das informações de acordo com o template. Apenas o titulo deve ficar em inglês as demais informações são em português. A partir da folha de rosto, todas as outras devem ficar em inglês. Não use negrito nessa folha. Deixe apenas o nome da cidade e o ano. A ficha catalográfica deve vir depois da folha de rosto e as palavras relacionadas aos assuntos devem ser em português. 3. A folha de aprovação naõ deve ter nenhuma informação em negrito. Veja o tamanho da fonte. 4. A dedicatória deve ser depois da folha de aprovação e não é em negrito. 5. A palavra Acknowledgments é em caixa alta, negrito e centralizada na folha. Não use negrito no texto. As folhas prétextuais devem ser contadas mas não são numeradas. Retire numeração. 6. O resumo deve vir antes do Abstract, mesmo quando o trabalho for em língua inglesa. A palavra resumo é em caixa alta, negrito e centralizada na folha. Não use negrito no texto e nem use parágrafos. A palavra abstract é em caixa alta, negrito e centralizada na folha. Não use negrito no texto e nem use parágrafos. 7. As palavras List of Figures, List of Tables, Acronyms, Notation e Sumary são em caixa alta, negrito e centralizada na folha. Não use negrito no texto 8. O sumário está fora dos padrões. Veja uso de maiusculo, minusculo, negrito e itálico nas seções. Não coloque em formato de capítulos e nem coloque as pre-textuais no sumário. Use a palavra referencias e não bibliografia 9. Na lista de referências, Coloque os nomes dos autores entrando pelo sobrenome, seguido do pré nome. Ex. ALMEIDA, A. Se vc optar por abreviar os nomes em toda a lista eles devem ser abreviados. Se vc optar em colocar por extenso em toda e lista deve ficar por extenso para haver uma padronização. Os títulos das publicações devem ser destacadas com o uso do negrito (não use aspas). Com exceção dos artigos de periódicos que devem ser destacados o nome das revistas e não o titulo do artigo. Ao citar os artigos coloque as abreviações v. n. p. e não vol. no e pp. Após essas correções, enviaremos o nada consta por e-mail. Att. Marlene Rocha [e-mail] on 2017-09-11T12:55:01Z (GMT) === Submitted by Renato Vasconcelos ([e-mail]) on 2017-09-14T13:32:11Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_pmroliveira.pdf: 1155061 bytes, checksum: 0da92fa912cabfa49b279fbe8c199877 (MD5) === Rejected by Marlene Sousa ([e-mail]), reason: Prezado Pedro e Renato: Será que foi enviada a versão certa? Tenho a impressão que já fiz as recomendações de correção e o Pedro afirma que corrigiu, mas a versão que abri no Repositório ainda esta sem as alterações que solicitei. Marlene on 2017-09-14T16:38:31Z (GMT) === Submitted by Renato Vasconcelos ([e-mail]) on 2017-10-03T13:47:30Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_pmroliveira.pdf: 1357256 bytes, checksum: 308dc86c85e412f7947531cc8692dd60 (MD5) === Approved for entry into archive by Marlene Sousa ([e-mail]) on 2017-11-08T17:23:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_pmroliveira.pdf: 1357256 bytes, checksum: 308dc86c85e412f7947531cc8692dd60 (MD5) === Made available in DSpace on 2017-11-08T17:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_pmroliveira.pdf: 1357256 bytes, checksum: 308dc86c85e412f7947531cc8692dd60 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 === Cooperative communication systems is a promising research field nowadays due to its advantages, like the increase of the received power, better quality of signal, and spatial diversity gains. Specifically, multi-hop systems are a very important part of cooperative communications, since they have the advantage of needing less transmission power than the direct systems. Also, multiple-input multiple-output (MIMO) systems are present in several standards of communications, providing some advantages, like the spatial multiplexing gains. Based on this scenario, this work proposes two semi-blind receivers based on the Kronecker product, that jointly estimate the symbol and the channels in a multi-hop Amplify-and-Forward (AF) MIMO relay-assisted system (AF protocol is widely used, due to its great performance and easy implementation). We consider a transmission scheme using a simplified Khatri-Rao space-time (KRST) coding at the source node, combined with an AF scheme at the relay nodes. We show that the third-order tensor of signals received by the destination node satisfies a PARATUCK-(K+1) decomposition, where K is the number of relays. This tensorial modeling enables a semi-blind estimation of symbols and channels with the use of a few pilot symbols. The first receiver called Least-Squares Kronecker-Factorization (LS-KF) is based on a factorization of the Kronecker product matrix between the symbols and the channel matrices. The other receiver called Least-Squares Kronecker-Rearrangement (LS-KR) is based on a rearrangement of this Kronecker product matrix, in order to achieve a rank-1 matrix. The performance of these receivers is evaluated by means of computational simulation results proving their efficiency in estimating the channels and, hence, providing a low Symbol Error Rate (SER). The proposed algorithms in the multi-hop scenario were compared to each other and with the two-hop and three-hop scenarios. The proposed algorithms in the multi-hop scenario were better at all simulations, providing a lower SER and better channels estimations. === Sistemas de comunicações cooperativas são um importante campo de pesquisa atualmente devido às vantagens que oferecem, como o aumento da potência recebida, melhor qualidade de sinal, e ganhos de diversidade espacial. Particularmente, sitemas multi-saltos são uma importante parte das comunicações cooperativas, uma vez que tais sistemas precisam de menos potência de transmissão se comparados a sistemas diretos. Por outro lado, sistemas MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) estão presentes em diversos padrões de comunicação, provendo algumas vantagens, como ganhos de multiplexação espacial. Com base nesse cenário, o presente trabalho propõe dois receptores semi-cegos baseados no pro- duto de Kronecker, que estimam conjuntamente os símbolos e os canais de um sistema AF (Amplify- and-Forward) MIMO cooperativo com multiplos saltos (O protocolo AF é bastante usado, devido a sua grande performance e fácil implementação). É considerado um esquema de transmissão usando uma codificação simplificada KRST (Khatri-Rao Space-Time) na fonte, combinada com um esquema AF no relays. É mostrado que o tensor de terceira ordem dos sinais recebidos pelo destino satisfazem uma decomposição tensorial PARATUCK-(K+1), em que K é o número de relays. Esse modelo tensorial permite uma estimação semi-cega dos símbolos e canais, com o uso de alguns símbolos pilotos. O primeiro algoritmo, chamado de Least-Squares Kronecker-Factorization (LS-KF), é baseado em uma fatorização da matrix do produto de Kronecker entre as matrizes de símbolos e canal. Já o outro algoritmo, chamado de Least-Squares Kronecker-Rearrangement (LS-KR), é baseado no re- arranjo dessa matrix do produto de Kronecker, com o objetivo de conseguir uma matrix com rank 1. A performance desses receptores é avaliada através do resultado de simulações computacionais, provando sua eficiência em estimar os canais e prover uma baixa SER (Symbol Error Rate). Os algo- ritmos propostos no cenário multi-hop são comparados um com o outro e com os cenários two-hop e three-hop. Os algoritmos propostos no cenário multi-hop tiveram melhores performance em todas as simulações, resultando numa menor SER e melhores estimações dos canais.