Joint Channel Estimation and Data Detection in MIMO-OFDM Systems: A Sparse Bayesian Learning Approach

The impulse response of wireless channels between the N-t transmit and N-r receive antennas of a MIMO-OFDM system are group approximately sparse (ga-sparse), i.e., NtNt the channels have a small number of significant paths relative to the channel delay spread and the time-lags of the significant paths between transmit and receive antenna pairs coincide. Often, wireless channels are also group approximately cluster-sparse (gac-sparse), i.e., every ga-sparse channel consists of clusters, where a few clusters have all strong components while most clusters have all weak components. In this paper, we cast the problem of estimating the ga-sparse and gac-sparse block-fading and time-varying channels in the sparse Bayesian learning (SBL) framework and propose a bouquet of novel algorithms for pilot-based channel estimation, and joint channel estimation and data detection, in MIMO-OFDM systems. The proposed algorithms are capable of estimating the sparse wireless channels even when the measurement matrix is only partially known. Further, we employ a first-order autoregressive modeling of the temporal variation of the ga-sparse and gac-sparse channels and propose a recursive Kalman filtering and smoothing (KFS) technique for joint channel estimation, tracking, and data detection. We also propose novel, parallel-implementation based, low-complexity techniques for estimating gac-sparse channels. Monte Carlo simulations illustrate the benefit of exploiting the gac-sparse structure in the wireless channel in terms of the mean square error (MSE) and coded bit error rate (BER) performance.

Power Allocation in MIMO Wiretap Channel with Statistical CSI and Finite-Alphabet Input

In this paper, we consider the problem of power allocation in MIMO wiretap channel for secrecy in the presence of multiple eavesdroppers. Perfect knowledge of the destination channel state information (CSI) and only the statistical knowledge of the eavesdroppers CSI are assumed. We first consider the MIMO wiretap channel with Gaussian input. Using Jensen's inequality, we transform the secrecy rate max-min optimization problem to a single maximization problem. We use generalized singular value decomposition and transform the problem to a concave maximization problem which maximizes the sum secrecy rate of scalar wiretap channels subject to linear constraints on the transmit covariance matrix. We then consider the MIMO wiretap channel with finite-alphabet input. We show that the transmit covariance matrix obtained for the case of Gaussian input, when used in the MIMO wiretap channel with finite-alphabet input, can lead to zero secrecy rate at high transmit powers. We then propose a power allocation scheme with an additional power constraint which alleviates this secrecy rate loss problem, and gives non-zero secrecy rates at high transmit powers.

一类线性MIMO离散系统的切换控制方法

提出一种针对线性MIMO离散系统的切换控制方法.该切换控制方法不仅利用了系统输出误差,而且利用了控制器的状态变量信息,使系统具有理想的动态响应特性.算法需要较少的被控对象信息,实时计算量小.仿真结果表明了该算法的有效性.

Influencia del diseño de los canales de flujo en el rendimiento de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC)

Las pilas de combustible se presentan hoy día como una de las alternativas de generación de energía limpia más adecuadas. En este proyecto de tesis se presenta una visión global de lo que son, de cómo funcionan y de cuáles son las leyes que rigen este funcionamiento, centrándose en las denominadas pilas de combustible de tipo PEM. Además de describir el modelo matemático utilizado para la simulación numérica, también se presenta un procedimiento optimizado para la simulación de prototipos de pila de combustible de tipo PEM. Se incluye una recopilación de los resultados más importantes de los estudios realizados en los últimos años relacionados con la influencia de los diferentes parámetros geométricos de los canales de flujo en el rendimiento global de una pila de combustible de tipo PEM. Esta revisión se ha utilizado como base para un nuevo estudio: Análisis de la influencia de la configuración de la sección transversal del canal de flujo en el funcionamiento de una pila de combustible de tipo PEM con canales de flujo de tipo serpentín. Finalmente, se realiza una propuesta de nueva geometría de canales de flujo que proporcione un rendimiento global óptimo al sistema a través de de la homogeneización de las condiciones de operación a lo largo de toda la superficie reactiva de la pila.

Análisis de pruebas de campo con canales de multitrayecto severo para determinar los límites de funcionamiento de los receptores DRM

[ES]Mediante el presente documento se realiza el análisis del límite de funcionamiento de los receptores DRM (Digital Radio Mondiale) en el canal de propagación NVIS en particular, que se caracteriza por ser afectado por el multitrayecto severo. Para ello se estudian los valores teóricos y las máscaras de funcionamiento hallados en un proyecto previo llamado “Análisis de los límites de funcionamiento de los receptores DRM en canales con multitrayecto severo”, que se compararán con los valores prácticos que se analizan en este proyecto. A partir de dicha comparativa se obtendrán unos estadísticos que indicarán los puntos de fallo frecuentes así como las razones de los mismos. Además a partir de dichos datos se realizarán unas nuevas máscaras que indican los límites de funcionamiento prácticos debido a las importantes diferencias que se dan entre los datos teóricos y los hallados en este proyecto.