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Projekt
Kooperative Empfänger-Diversität in drahltosen Netzen:Ein Zugang über die stochastische Geometrie
Antragsteller
Professor Dr. Friedrich K. Jondral; Professor Dr.-Ing. Peter Jung
Fachliche Zuordnung
Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
Förderung
Förderung von 2011 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207344935
Kooperative Diversität basiert auf der Zusammenarbeit verteilter Kommunikationsknoten zur Bildung eines virtuellen Antennenarrays. Die hierdurch erreichbare Performancesteigerung macht Kooperation zu einer Kernkomponente aktueller drahtloser Netze. Es zeigt sich ein Trend zu heterogen/koexistierenden Netzen mit verdichteten und opportunistisch aufgestellten Kommunikationsknoten, die nur geringe Vorplanung ermöglichen. Hierdurch wird die im Netz auftretende Interferenz quasi-zufällig und somit zu dem leistungslimitierenden Faktor. Im Projekt StoCCNets, gefördert in der zweiten Phase des DFG-Schwerpunktprogrammes COIN, konnten mithilfe der stochastischen Geometrie Antworten gewonnen werden, die von großer Bedeutung für das vorgeschlagene Anschlussprojekt sind:- Tx vs. Rx diversity: Aufgrund der Sensitivität der Algorithmen gegenüber Interferenz sollte bei Selection Decode-and-Forward ein kooperierender Knoten näher am Zielknoten liegen. Zudem hat sich gezeigt, dass Sende-Diversität nicht unbedingt effizient ist.- Diversity Order: Der durch Kooperation mögliche Gewinn kann durch alleinige Verarbeitung der Information ohne Berücksichtigung der Interferenz nicht verbessert werden. Das Vorgehen bei normalem Relaying muss damit für heterogene Netze als ungeeignet eingestuft werden.- Diversity Loss: Korrelation der Interferenz führt zu einer Abhängigkeit der Kanalzustände an Relay und Empfänger, was in einer Verringerung der möglichen Diversität und des durch Kooperation erzielbaren Gewinns resultiert. Deswegen sollte kooperative Diversität sowohl die Information als auch die Interferenz berücksichtigen und die Korrelation der Interferenz als zusätzliche Kanalinformation begreifen. Das Projekt CREDIT vertieft diese Analysen und untersucht weitere Aspekte interferenzverarbeitender Diversitätstechniken. Existierende Ansätze werden auf ihre Eignung in heterogenen Netzen untersucht. Besonderes Augenmerk wird auf Methoden zur Interferenzunterdrückung gelegt, die im Hinblick auf adäquate Modellierung und Quantifizierung räumlicher Korrelation der Interferenz analysiert werden. Erneut dient die stochastische Geometrie als mächtiges Analysewerkzeug, da nur so eine realitätsnahe Bewertung der kooperativen Verfahren möglich ist.Die in 3GPP Rel-12 vorgeschlagene D2D-Kommunikation kann sich als geeigneter Grundstein zur Kooperation in heterogenen Netzen erweisen. Deshalb werden wichtige Aspekte des D2D-Links untersucht, um dessen Eignung für zukunftssichere Architekturen zur kooperativen Kommunikation zu analysieren.Weiterhin werden suboptimale Algorithmen geringer Komplexität zur Realisierung der erarbeiteten Methoden analysiert. Die Analyse bezieht auch weitere Methoden zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit, wie z. B. Mehrantennenempfänger, mit ein. Im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung werden zudem Fragen des Protokolldesigns in heterogenen kooperativen Netzen untersucht.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
