MARC

 008260203s2023        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798265406231
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32315823
■035    ▼a(MiAaPQ)GeorgiaTech75163
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a000
■1001  ▼aMcKinney,  Allyson  Lang  Jennings.
■24510▼aCovariant  Huygens-Fresnel  Pre-Coding  Matrix  for  Spatial  Division  Multiple  Access
■260    ▼a[Sl]▼bGeorgia  Institute  of  Technology▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2023
■300    ▼a153  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Valenta,  Christopher  F.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Georgia  Institute  of  Technology,  2023.
■520    ▼aIn  the  past  20  years,  there  has  been  a  substantial  (35%)  increase  in  the  number  of  persons  in  the  United  States  that  own  a  cell  phone.  With  the  ever-expanding  demand  for  increased  data  transmission,  the  mobile  telecommunication  industry  is  ever  in  search  of  ways  to  achieve  higher  channel  capacity  and  better  spectral  efficiency  to  service  more  users  on  a  limited  spectrum.  One  of  the  proposed  solutions  is  Spatial  Division  Multiple  Access  (SDMA)  through  digital  beamforming  (DBF)  on  transmit  which  allows  for  the  creation  of  a  unique,  spatially  steerable  antenna  pattern  that  directs  data  streams  towards  user(s)  of  interest  while  avoiding  sending  energy  towards  other  users.  The  objective  of  this  dissertation  is  to  develop  a  computationally  efficient,  near-field,  location-based  beamforming  technique  for  data  transmission.A  key  trade  space  to  consider  when  implementing  different  SDMA  beamforming  algorithms  is  the  trade  space  that  exists  between  the  number  of  high-accuracy  directed  data  streams  in  the  near-field  versus  the  computational  expense  of  calculating  the  precoding  weights  needed  for  beamforming  on  transmit.  Channel  inversion  and  location-based  beamforming  are  two  commonly  utilized  methods  used  by  the  telecommunications  industry.  Channel  inversion  beamforming  techniques  are  highly  accurate,  but  come  with  a  high  computational  burden.  Location-based  beamforming  techniques  are  less  computationally  expensive,  but  these  techniques  utilize  angular  assumptions  that  lead  to  performance  limitations  in  near-field  applications.  Thus,  comparison  of  these  two  techniques  defines  a  trade  space  in  performance  (including  performance  in  the  near-field)  and  associated  computational  expense.  This  dissertation  presents  a  more  efficient  means  of  performing  location-based  beamforming  that  relies  on  the  covariant  Huygens-Fresnel  wave  propagation  model  and  the  principle  of  time  reversal.  The  impact  of  this  efficient,  nearfield,  location-based  beamformer  will  be  contextualized  in  comparison  to  existing  channel  inversion  and  other  location-based  beamforming  techniques.The  hypothesis  that  the  covariant  Huygens-Fresnel  model  can  create  a  near-field  beamformer  on  transmit.  This  method  originated  from  prior  work  that  was  completed  developing  Solopulse,  a  remote  sensing  technique  that  reconstructs  near-  and  far-field  scenes  from  a  single  transmitted  pulse.  These  scenes  are  constructed  by  means  of  a  wavenumber  domain  description  of  the  scatterers'  location  followed  by  an  efficient  means  of  isotropic  inversion  through  k-space  operations.  An  overview  of  the  Solopulse  process  is  provided  for  two  key  reasons.  First,  Solopulse  development  led  to  an  understanding  of  the  underlying  covariant  Huygens-Fresnel  wavefield  model.  The  mathematical  description  of  an  incident  wavefield  as  described  by  the  covariant  Huygens-Fresnel  wavefield  model  is  fundamental  to  covariant  Huygens-Fresnel  (CHF)  beamforming  on  transmit.  The  second  reason  Solopulse  is  discussed  is  Solopulse  has  the  capability  to  create  high  resolution  images  from  incident  wavefields.  Similarly,  the  CHF  beamformer  aims  to  create  highly  focused  incident  wavefields  at  a  desired  location.  To  create  these  desired  wavefields,  CHF  relies  on  the  principle  of  time  reversal.  Therefore,  following  the  discussion  of  Solopulse,  the  concept  of  time  reversal  is  explored.The  CHF  beamformer  creates  an  incident  wavefield  at  a  desired  location  not  through  an  angular  assumption  or  channel  inversion.  Rather,  the  CHF  beamformer's  transmitted  wavefield  is  determined  by  using  the  covariant  Huygens-Fresnel  wave  model  of  an  emitter,  located  at  the  desired  location  of  the  user,  which  is  time  reversed  to  recreate  the  spatial  focused  incident  wavefield  at  the  emitter's  location.  Due  to  the  absence  of  matrix  inversion,  the  CHF  beamformer  is  more  computationally  efficient  than  conventional  channel  inversion  techniques  when  evaluated  on  a  per  beam  basis.  Due  to  CHF's  covariant  Huygens-Fresnel  spherical  wave  model,  as  opposed  to  a  directed  plane  wave,  the  CHF  was  designed  for  both  near-field  and  far-field  capabilities,  unlike  Fraunhofer  location-based  techniques.
■590    ▼aSchool  code:  0078.
■650  4▼aRadio  communications
■650  4▼aReceivers  &  amplifiers
■650  4▼aAugmented  reality
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■650  4▼aTelecommunications  systems
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■690    ▼a0607
■71020▼aGeorgia  Institute  of  Technology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0078
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17365995▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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