Transmission strategies for broadband wireless systems with MMSE turbo equalization Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Analyse von effizienten Übertragungskonzepten für drahtlose breitbandige Einträger Kommunikationssysteme mit iterativer (Turbo ) Entzerrung und Kanaldekodierung. Dies beinhaltet einerseits die Entwicklung von empfängerseitigen Frequenzbereichsentzerrern mit geringer Komplexität basierend auf dem Prinzip der Soft Interference Cancellation Minimum MeanSquared Error (SC MMSE) Filterung und andererseits den Entwurf von senderseitigen Algorithmen die durch Ausnutzung von Kanalzustandsinformationen die Bandbreiten und Leistungseffizienz in Ein und Mehrnutzersystemen mit Mehrfachantennen (sog. Multiple InputMultiple Output (MIMO) verbessern. Im ersten Teil dieser Arbeit wird ein allgemeiner Ansatz für Verfahren zur Turbo Entzerrung nach dem Prinzip der linearen MMSE Schätzung der nichtlinearen MMSE Schätzung sowie der kombinierten MMSE und Maximum a Posteriori (MAP) Schätzung vorgestellt. In diesem Zusammenhang werden zwei neue Empfängerkonzepte die eine Steigerung der Leistungsfähigkeit und Verbesserung der Konvergenz in Bezug auf existierende SC MMSE Turbo Entzerrer in verschiedenen Kanalumgebungenerzielen eingeführt. Der erste Empfänger PDA SC MMSE stellt eine Kombination aus dem Probabilistic Data Association (PDA) Ansatz und dem bekannten SC MMSE Entzerrer dar. Im Gegensatz zum SC MMSE nutzt der PDASC MMSE eine interne Entscheidungsrückführung so dass zur Unterdrückung von Interferenzen neben den a priori Informationen der Kanaldekodierungauch weiche Entscheidungen der vorherigen Detektionsschritteberücksichtigt werden. Durch die zusätzlich interne Entscheidungsrückführung erzielt der PDA SC MMSE einen wesentlichen Gewinn an Performance in räumlich unkorrelierten MIMO Kanälen gegenüber dem SC MMSE ohne dabei die Komplexität des Entzerrers wesentlich zu erhöhen. Der zweite Empfänger hybrid SC MMSE bildet eine Verknüpfung von gruppenbasierter SC MMSE Frequenzbereichsfilterung und MAP Detektion.Dieser Empfänger besitzt eine skalierbare Berechnungskomplexität und weist eine hohe Robustheit gegenüber räumlichen Korrelationen in MIMO Kanälen auf. Die numerischen Ergebnisse von Simulationen basierend auf Messungen mit einem Channel Sounder in Mehrnutzerkanälen mit starken räumlichen Korrelationen zeigen eindrucksvoll die Überlegenheit des hybriden SC MMSE Ansatzes gegenüber dem konventionellen SC MMSE basiertem Empfänger. Im zweiten Teil wird der Einfluss von System und Kanalmodellparametern auf die Konvergenzeigenschaften der vorgestellten iterativen Empfänger mit Hilfe sogenannter Korrelationsdiagramme untersucht. Durch semi analytischeBerechnungen der Entzerrer und Kanaldecoder Korrelationsfunktionen wird eine einfache Berechnungsvorschrift zur Vorhersage der Bitfehlerwahrscheinlichkeit von SC MMSE und PDA SC MMSE Turbo Entzerrern für MIMO Fadingkanäle entwickelt. Des Weiteren werden zwei Fehlerschranken für die Ausfallwahrscheinlichkeit der Empfänger vorgestellt. Die semianalytische Methode und die abgeleiteten Fehlerschranken ermöglichen eine aufwandsgeringe Abschätzung sowie Optimierung der Leistungsfähigkeitdes iterativen Systems.Im dritten und abschließenden Teil werden Strategien zur Raten undLeistungszuweisung in Kommunikationssystemen mit konventionellen iterativen SC MMSE Empfängern untersucht. Zunächst wird das Problem der Maximierung der instantanen Summendatenrate unter der Berücksichtigung der Konvergenz des iterativen Empfängers für einen Zweinutzerkanal mit festerLeistungsallokation betrachtet. Mit Hilfe des Flächentheorems von Extrinsic Information Transfer (EXIT) Funktionen wird eine obere Schranke für die erreichbare Ratenregion hergeleitet. Auf Grundlage dieser Schranke wird ein einfacher Algorithmus entwickelt der für jeden Nutzer aus einer Menge von vorgegebenen Kanalcodes mit verschiedenen Codierraten denjenigen auswählt der den instantanen Datendurchsatz des Mehrnutzersystems verbessert. Neben der instantanen Ratenzuweisung wird auch ein ausfallbasierter Ansatz zur Ratenzuweisung entwickelt. Hierbei erfolgt die Auswahl der Kanalcodes für die Nutzer unter Berücksichtigung der Einhaltung einer bestimmten Ausfallwahrscheinlichkeit (outage probability) desiterativen Empfängers. Des Weiteren wird ein neues Entwurfskriterium für irreguläre Faltungscodes hergeleitet das die Ausfallwahrscheinlichkeit von Turbo SC MMSE Systemen verringert und somit die Zuverlässigkeit der Datenübertragung erhöht. Eine Reihe von Simulationsergebnissen von Kapazitäts und Durchsatzberechnungen werden vorgestellt die die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Algorithmen und Optimierungsverfahren in Mehrnutzerkanälen belegen. Abschließend werden außerdem verschiedene Maßnahmen zur Minimierung der Sendeleistung in Einnutzersystemen mit senderseitiger Singular Value Decomposition (SVD) basierter Vorcodierunguntersucht. Es wird gezeigt dass eine Methode welche die Leistungspegeldes Senders hinsichtlich der Bitfehlerrate des iterativen Empfängersoptimiert den konventionellen Verfahren zur Leistungszuweisung überlegen ist.