Forskningsområden
Vår forskningsaktivitet spänner från grundforskning inom signalbehandling och informationsteori till tillämpningar inom trådlösa system, digital kommunikation, navigation, mätteknologi och realtidsimplementation.
Trådlös kommunikation med multipla antenner
Nästa generations trådlösa system kommer använda multipla antenner på både basstationen och användarterminalerna. Prestandan för sådana system kan förbättras om sändarna har kanalinformation, men det kräver ökad kontrollsignalering. Vi har därför föreslagit flertalet strategier för att uppnå liknande prestanda med minimal återkopplingsinformation och stark robusthet mot kanalosäkerhet. För system med DFE-baserade mottagare har vi föreslagit robusta sändningsmetoder som är baserade på kanalstatistik. Lattice-baserade metoder har föreslagits för system med nära-ML-mottagare. En kombination av kanalstatistik och kraftigt kvantiserad information om kanalstyrkan kan användas för både planering av användarresurser och fleranvändar-kommunikation som utnyttjar den rumsliga dimensionen. Ett populärt alternativ är opportunistisk strålformning för vilket vi har undersökt metoder att reducera behovet av återkoppling och hur man avgör det optimala antalet samtidiga dataströmmar. När flera system delar på samma frekvensspektrum kan decentraliserad resursallokering uppnås genom att ha individuella nyttofunktioner. Jämviktsläget för dessa metoder har analyserats med hjälp av spelteori. Modifierade nyttofunktioner har föreslagits för att förbättra den övergripande spektrum-användningen.
I utvecklandet och utvärderandet av kommunikationssystem är det ytterst viktigt att ha realistiska kanalmodeller. Vi har i synnerhet studerat de gemensamma egenskaperna hos signaler som anländer till en mottagare från flera sändare.
Statistisk signalbehandling
Estimering av kovariansmatriser är en integrerad del av många signalbehandlingsalgoritmer. I MIMO kommunikation eller i modelleringen av EEG-signaler kan kovariansmatrisen ibland modelleras som Kronecker-produkten av två mindre kovariansmatriser. Dessa mindre matriser kan även ha en viss struktur, t.ex. Töplitz eller åtminstone persymmetrisk. Vi har nyligen föreslagit ett slutet uttryck för maximum likelihood (ML) baserad estimering av Kronecker-faktormatriser. Vi har även utökat metoden för att hantera estimatorer med presymmetriska bivillkor. Numeriska exempel uppvisar en utmärkt prestanda, även för väldigt små datamängder. Problemet att detektera särskilda strukturer har även undersökts.
Mätning och motverkan av ”smutsig radio”-effekter
Utvecklingen av dagens och morgondagens trådlösa kommunikationssystem ställer tuffa krav på noggranna och tidseffektiva testmetoder för produktions- och produktvalidering. Effektiva mätmetoder är även en grundförutsättning för digital korrigering av svagheter hos analoga kretsar, såsom IQ-mixers, analog-digital-omvandlare och förstärkare. Vi är intresserade av att studera inverkan av dessa kretssvagheter på prestandan av dagens och framtidens trådlösa kommunikation. Vår forskning spänner från grundforskning till mätning på vår USRP-baserade MIMO-testutrustning.
Navigationssystem
Bilnavigering har blivit en ”killer application” för GPS-mottagare och det har lanserats ett stort urval av elektronik för konsumenter och proffs. Positioneringstekniker som är helt baserade på GPS-mottagare är dock sårbara och därför krävs ytterligare informationskällor för att uppnå önskad noggrannhet, tillgänglighet och tilltro till systemet. Många liv skulle kunna räddas i framtida räddningsaktioner genom att utveckla robusta system för person-positionering med hög noggrannhet och tillförlitlighet. Robusta kommunikations- och positioneringssystem efterfrågas av räddningspersonal. Dessa system har potentialen att förbättra säkerhet vid kritiska scenarion, såsom naturkatastrofer och terroristattacker, samt för poliser och militärer. På avdelningen sker grundforskning inom sammanslagning av sensordata (t.ex. från IMU, GPS, UWB-positionering och kameror) och tidssynkronisering i utspridda navigationssystem, samt tillämpningsorienterad forskning för avancerad förarassistans och klassificering av krökningen hos tågrälsar.
