ATINA: Approximative Optimalität der Ignoranz von Interferenz in drahtlosen Multiple-Input Single-Output-(MISO)-Antennen-Netzwerken

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Aydin Sezgin
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 393234549

Prognosen zufolge wird im Jahr 2020 die Anzahl der internetfähigen drahtlosen Geräte die Grenze von 50 Milliarden überschreiten. Dies stellt System-Entwickler vor der Herausforderung, die resultierende Interferenz zwischen diesen Geräten geschickt zu verwalten.Dazu werden Verfahren benötigt, die auf der einen Seite die begrenzten Ressourcen wie Zeit, Frequenz und Leistung optimal nutzen, auf der anderen Seite muss die Komplexität dieser Verfahren jedoch gering genug sein, um den Einsatz in der Praxis zu ermöglichen. Daher ist das Ziel des Projekts die Untersuchung der approximativen Optimalität eines der einfachsten Methoden im Umgang mit Interferenz, nämlich die Interferenz zu ignorieren und als Rauschen (TIN) zu betrachten. Zur Bestimmung der approximativen Optimalität hinsichtlich der maximal erreichbaren Datenrate (d.h. Kapazität) sollen daher notwendige und hinreichende Bedingungen hergeleitet werden. Dazu wird im Projekt ein allgemeiner Soft-Handover-Kanal mit Mehrantennen und imperfekter Kanalkenntnis betrachtet. Die vorgeschlagenen Forschungsansätze sind in drei Arbeitspakete unterteilt, mit einer Gesamtdauer von drei Jahren. Im ersten Arbeitspaket wird zunächst ein Soft-Handover-Kanal betrachtet, bei dem die Ausgangssignale als eine deterministische Funktion der Eingangssignale (rauschfreie Übertragung) gegeben sind. Hier wird die Optimalität von TIN hinsichtlich der Kapazität bestimmt. Die Einblicke aus diesem Arbeitspaket werden gewinnbringend im zweiten Arbeitspaket, bei dem der rauschbehaftete Soft-Handover-Kanal behandelt wird, eingebracht. Zudem soll im zweiten Arbeitspaket der Mehrantennenfall betrachtet und die approximative Optimalität von TIN charakterisiert werden. Mit den erhaltenen Ergebnisse soll auch der Einfluss der imperfekten Kanalkenntnis im Mehrantennenfall bestimmt werden. Parallel dazu wird im Arbeitspaket 3 ein System-Level-Simulator für die Cross-Layer-Evaluierung (gemeinsame Betrachtung mit Scheduling-Algorithmen) und die Verifikation der Ergebnisse aus den vorherigen Arbeitspaketen für allgemeinere Kanalmodelle erstellt werden. Dazu werden verschiedene Nutzermodellierung untersucht, angefangen bei statischen Nutzern zu mobilen Nutzern. Zusätzlich soll mit dem System-Level-Simulator die approximative Optimalität von TIN hinsichtlich der Nutzdatenrate (Goodput), bei dem der Feedback-Aufwand für die Nutzerkoordination berücksichtigt wird, bewertet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen