Koexistenz und Kooperation vermaschter, im Spektrum konkurrierender Funknetze mit Dienstgüte-Unterstützung

• Applicants: Professorin Dr. Carmelita Görg (†); Professor Dr.-Ing. Bernhard Walke
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2007 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 33934108

Funknetze ermöglichen schon heute Datenraten von mehreren hundert Mb/s über sehr kurze Entfernungen (Meter) zwischen Sender und Empfänger. Drahtlose vermaschte (Mesh) Netze sind eine kostengünstige, selbstkonfigurierende und zuverlässige Lösung, um die von einem Access Point (AP) eines drahtlosen Netzes erzielte Funkabdeckung zu steigern: Mehrere ortsfeste, über ein Mesh Netz verbundene APs leiten die Datenpakete im multi-hop Verfahren über mehrere, drahtlose Teilstrecken mit hoher Ubertragungsrate vom mobilen Sende- zum Empfangsterminal bzw. in das Internet.. Eine enge Vermaschung der APs ermöglicht ein ausfallsicheres Netz, das die von vielen APs versorgte Fläche abdecken kann. Schon für die bestehenden auf ein-hop Kommunikation beruhenden Drahtlosnetze reicht das verfügbare (lizenzfreie bzw. lizenzierte) Frequenz Spektrum kaum aus. Bei Einführung von multi-hop Kommunikation über Funk im Mesh Netz sind deshalb Engpässe zu erwarten. Deshalb zielt der Schwerpunkt der vorgeschlagenen Forschungsarbeiten auf die Entwicklung von Methoden zur effizienten Aufteilung des verfügbaren Spektrums durch Methoden wie für Cognitive Radios vorgeschlagen worden sind. Der Spektrumsbedarf der Mesh-Funktion soll mit dem Spektrumsbedarf der Kommunikation zwischen AP und Mobilterminal so abgestimmt werden, dass eine homogene, kooperative Lösung entsteht. Wir sehen einen Bedarf für solche Techniken, um Mesh Netze als Erweiterungen der Standards IEEE 802.11 (Wireless LAN) und IEEE 802.16 (Wireless MAN) und deren Betrieb im gleichen Frequenzband realisieren zu können. Für beide Standards werden gegenwärtig Zusätze entwickelt, um den Betrieb von Mesh-Netzen nach beiden Standards in Frequenzbereichen zu ermöglichen, die bisher exklusiv für jeweils einen (WLAN bzw. WMAN) Standard vorgesehen sind. Maßnahmen zur Förderung der Koexistenz beider Standards im gleichen Frequenzband, ohne Berücksichtigung der Mesh Funktion werden in den zuständigen Standardisierungsgremien untersucht. Jedoch ist bisher noch nicht aufgefallen, dass die Kombination von Mesh-Netz und herkömmlichem Standard WLAN/WMAN - und der Betrieb im gleichen Frequenzband - Koexistenzprobleme hervorrufen wird. Wir planen dynamisch anpassungsfähige, kognitive Algorithmen zu entwickeln, die auf mathematischen und mikroökonomischen Methoden beruhen und die Koexistenz (ggf. sogar die Kooperation) zwischen Mesh Netzen ermöglichen.

• DFG Programme: Research Grants