Fink Kurzfassung

Kurzfassung der Dissertation:

Fixed Point Algorithms and Superiorization in Communication Systems

Diese Arbeit untersucht die Anwendung von Fixpunktalgorithmen und Superiorization in drahtlosen Kommunikationssystemen, um den wachsenden Anforderungen an mobile Datenübertragung gerecht zu werden. Moderne Funksysteme, die mit größeren Bandbreiten und Antennenarrays arbeiten, stehen vor der Herausforderung, komplexe Optimierungsprobleme effizient zu lösen. Die Superiorization Methodology stellt hierzu einen vielversprechenden Ansatz dar, indem sie einen Kompromiss zwischen Approximationsgüte und Rechenaufwand ermöglicht. Superiorization nutzt die sogenannte bounded perturbation resilience von Fixpunktalgorithmen, um mittels gezielter additiver Störungen Approximationen mit geringerem (nicht notwendigerweise minimalem) Wert einer gegebenen Zielfunktion zu erreichen, ohne die Konvergenzkriterien des Algorithmus zu verletzen.

Im Rahmen der Arbeit wurden verschiedene Algorithmen, darunter der projections onto convex sets (POCS)-Algorithmus, die adaptive projected subgradient method (APSM), sowie einige extrapolierte Projektionsmethoden, in Hinblick auf deren bounded perturbation resilience untersucht. Basierend auf diesen theoretischen Ergebnissen wurden neue Algorithmen für spezifische Anwendungen wie Multicast Beamforming, MIMO Detektion, Kanalschätzung für hybrid beamforming Architekturen, sowie PAPR Reduktion entwickelt. Simulationen am Ende der jeweiligen Kapitel zeigen, dass die vorgeschlagenen Methoden den Stand der Technik übertreffen können, wobei sie oft mit geringeren Rechenkosten verbunden sind.