Selbstorganisation und Selbstoptimierung in Mobilfunknetzen mit partieller Systemkenntnis

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Holger Boche; Professor Dr.-Ing. Slawomir Stanczak
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277080564

Zukünftige Mobilfunknetze werden neue Dienste bereitstellen und müssen dafür neue Anforderungen an Datenrate, Stabilität der Verbindung und ähnlichen Dienstgütemerkmalen erfüllen. Durch die hohe Mobilität einer zunehmenden Zahl von Nutzern müssen sie in einem erhöhten Maße flexibel sowie nahezu immer und überall verfügbar sein. Auf der anderen Seite dürfen die Kosten für die angebotenen Dienste und den bereitgestellten Netzzugang nicht zu hoch sein. Kann das Netz selbst also mit niedrigem Kostenaufwand betrieben und gewartet werden, so ergeben sich daraus direkte Wettbewerbsvorteile für den Netzausrüster und den Netzbetreiber. Einsparungen können dabei zum Beispiel durch die Abschaltung nicht benötigter Basisstationen erzielt werden, wenn die geforderten Dienstgütekriterien auch durch benachbarte Basisstationen allein erfüllt werden können. Zukünftige Mobilfunknetze müssen also im Wesentlichen über die Fähigkeit zur Anpassung an zeitveränderliche Dienstgüteanforderungen sowie zur schnellen Reaktion auf schädliche Änderungen und Anomalien verfügen. Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens sollen daher Verfahren zur reaktiven Selbstoptimierung unter Systemunsicherheit entwickelt und untersucht werden. Um der Komplexität des zugrunde liegenden Systems Rechnung zu tragen sind Methoden zur geeigneten Approximation notwendig, die einerseits die wesentlichen Kausalitäten und Abhängigkeiten abbilden, sowie andererseits eine Optimierung mit niedriger Komplexität ermöglichen. Neben der langfristigen Bedeutung der Selbstorganisation für zukünftige Mobilfunknetze ist die Bearbeitung dieses Themas auch von großer Bedeutung für den Erfolg der Mobilfunknetze nach dem LTE (Long Term Evolution)- und LTE-A-Standard. Die im Rahmen des Forschungsvorhabens geplanten Arbeiten sowie deren Grundlagen aus unterschiedlichen Gebieten der Ingenieurwissenschaften und Mathematik werden im Folgenden dargestellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen