Capacity of Multi-User Networks Under Channel Uncertainty

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In drahtlosen Kommunikationssystemen ist Interferenz ein grundsätzliches Problem. In derzeitigen zellularen Mobilfunksystemen zum Beispiel wird das Problem der Interferenz durch Zellplanung beherrscht. Dabei werden Zellen, die die gleiche Trägerfrequenz verwenden, räumlich separiert. Das Problem der Interferenzkoordination tritt jedoch nicht nur in zellularen Systemen auf, sondern in nahezu allen drahtlosen Kommunikationssystemen. Da ferner in zukünftigen Mobilfunksystemen die Teilnehmerzahlen stark steigen werden, wird Interferenz ein allgegenwärtiges Problem sein. Durch die hohen Teilnehmerzahlen wird es eine so gut wie unmögliche Aufgabe sein, perfekte Kanalkenntnis an allen Mobilfunkteilnehmern gleichzeitig zur Verfügung zu stellen. Dies wird zusätzlich dadurch erschwert, dass die Teilnehmer eine erhöhte Mobilität aufweisen werden und dadurch sich der Zustand des Mobilfunkkanals schneller ändern wird. Um zuverlässliche Kommunikation zwischen den Teilnehmern zu gewährleisten, ist es unabdingbar robuste Strategien zu entwickeln, die solche Phänomene der Kanalunsicherheit mit berücksichtigen.Das Projekt wird das Modell des Compound Kanals benutzen, um die Kanalunkenntnis an den Mobilfunkteilnehmern zu modellieren. In dem Projekt werden zuerst wichtige Grundszenarien unter Kanalunkenntnis analysiert, dabei liegt der Schwerpunkt besonders auf den sogenannten Mehrfachzugriffskanal (multiple access channel), Verteilkanal (broadcast channel) und Interferenzkanal (interference channel). Weiterhin wird dabei der Einfluss von eventuell perfekt vorhandener Kanalkenntnis entweder am Sender oder Empfänger untersucht. Nachdem diese Grundszenarien behandelt wurden, werden komplexere und größere Netzwerke im Fokus der Untersuchungen stehen, die sich aus diesen Szenarien zusammensetzen lassen. Eine abschließende Aufgabe wird es sein, diese Resultate falls möglich auf allgemeinere Modelle der Kanalunkenntnis, wie z.B. dem gemittelten Kanal (averaged channel) oder dem beliebig veränderlichen Kanal (arbitrarily varying channel), zu übertragen.