Physical Layer Network Coding für die Mobilkommunikation

• Antragsteller: Professor Wolfgang Gerstacker; Professor Dr.-Ing. Robert Schober
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 191835244

Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung und Weiterentwicklung eines neuartigen Ansatzes zur drahtlosen Multihop–Übertragung, der eine Erweiterung des von Ahlswede et al. vorgestellten Network Coding Prinzips darstellt. Die Grundlagen dieses Physical Layer Network Coding (PNC) genannten Verfahrens wurden von Shengli et al. vorgestellt. Theoretisch lässt sich durch den Einsatz von PNC im einfachsten aller Relay-Netze (lineares Netzwerk mit drei Knoten) eine Durchsatzsteigerung um 50% erzielen, indem die Übertragung unterschiedlicher Datenströme auf derselben physikalischen Ressource zugelassen wird. Obwohl die Grundlagen für PNC bereits etabliert sind, wurden in den meisten Arbeiten zu PNC idealisierende Annahmen getroffen. Dies betrifft die Synchronisation zwischen Sender und Empfänger (Trägerphase, Abtastzeitpunkte), die Annahme idealer nichtfrequenzselektiver Kanäle sowie binärer Übertragung, und von stark vereinfachten Netztopologien. Um praktisch relevante Aussagen zu erhalten, ist eine schrittweise Entfernung von diesen idealisierten Annahmen nötig.Somit müssen die existierenden PNC–Konzepte auf Kanäle verallgemeinert werden, die Intersymbolinterferenzen (ISI) produzieren. Im Projekt werden optimale trellisbasierte Entzerrer für eine Einträgerübertragung mit PNC über ISI–Kanäle entwickelt. Das entsprechende Übertragungssystem wird mit einem PNC–Übertragungssystem mit Tomlinson–Harashima Precoding (THP) verglichen, wobei mit THP eine Vorentzerrung am Sender vorgenommen wird. Die Übertragungssysteme werden im nächsten Schritt auf den Fall von zusätzlicher Kanalcodierung verallgemeinert. Weiterhin wird das ursprüngliche PNC–System, das für binäre Übertragung entworfen wurde, auf hochstufige Modulation verallgemeinert, die für eine Übertragung mit hoher spektraler Effizienz unerlässlich ist. Zudem werden nichtideale Synchronisierung sowie allgemeinere Netztopologien betrachtet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Wolfgang Koch