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Projekt
Utility-per-cost maximization in decentralized wireless interference networks
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Slawomir Stanczak
Fachliche Zuordnung
Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
Förderung
Förderung von 2009 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 142193896
Device-to-Device-Kommunikation (D2D) gilt als eine Schlüsseltechnologie um die Performanz in zellularen Mobilfunknetzen zu steigern. Als Ergänzung zur traditionellen zellularen Kommunikation, bilden D2D-Verbindungen im Wesentlichen einen Interferenzkanal mit Netzwerkunterstützung. Das bedeutet, dass die D2D-Verbindungen durch Infrastrukturknoten (z.B. Makrobasisstationen, Relaisstationen) unterstützt werden und somit die Mobilfunkressourcen wiederverwenden. Im Gegensatz zu den Ansätzen ohne Netzwerkunterstützung, die im Kontext der Ad-hoc-Netze üblicherweise verfolgt werden, ermöglicht die Netzwerkunterstützung eine effizientereSpektrumauslastung sowie eine höhere Zuverlässigkeit. Auf der anderen Seite stellt uns die D2D-Kommunikation vor grundlegende Herausforderungen, wie z.B. die Verteilung von Aufgaben im Netz, die damit verbundene Auswahl geeigneter Knoten oder ein adäquates Interferenzmanagement und -identifikation mit Netzunterstützung.Das Projekt wird sich den oben genannten Herausforderungen stellen unter der Annahme, dass die durch andere D2D-Links verursachten Interferenzen als Rauschen betrachtet werden können. Das Ziel des Projektes besteht in der Entwicklung eines neuen theoretischen Frameworks für die Ressourcenallokation und ein Interferenzmanagement in heterogenen Netzen, in denen D2D-Links die Ressourcen der Infrastrukturknoten wiederverwenden. Um dieses Ziel zu erreichen, werden im Projekt zunächst neue Interferenzidentifizierungs-Algorithmen entwickelt. Unter Interferenzidentifizierung soll das Sammeln von Messdaten an unterschiedlichen Knoten zu verstehen sein, auf deren Basis mittels einer geeigneten Analyse Entscheidungen hinsichtlich des Interferenzaufkommens getroffen werden können. Anhand der gewonnenen Informationen, werden dann neue Mechanismen zur Ressourcenallokation und zum Interferenzmanagement entwickelt. Schlüsselaspekte, die bei der Entwicklung berücksichtigt werden müssen, betreffen die funktionelle Aufteilung zwischen D2D-Knoten und Infrastrukturknoten, den optimalen Funktionsmodus (direkte Übertragung vs. Übertragung mit Unterstützung) und die Knotenauswahl für die D2D-Unterstützung. Eine Berücksichtigung der oben genannten Probleme soll dazu beitragen, den Kommunikationsoverhead zwischen D2D- und Infrastrukturknoten zu reduzieren.Um die Projektziele zu erreichen, werden Methoden aus der Statistik und der Spieltheorie miteinander verknüpft. Im Einzelnen sind hier verteilte Algorithmen zur Gewinnung der Netzzustandsinformation zu nennen, die bereits in einem anderen Projekt entwickelt wurden. Sie stellen somit eine solide Basis für die Entwicklung neuer, robuster und effizienter Algorithmen zur verteilten Interferenzidentifikation dar, die auf einer verteilten Messumgebung basieren. Die gewonnene Information wird dann in verschiedenen Entscheidungsprozessen verwendet, um MAB-Spiele (Multi-Armed-Bandit) für die Ressourcenallokation zu entwickeln.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
