Design of Power Aware Scheduling schemes for Low Power and Low Data Rate Ultra-Wideband Networks

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Ultra-Wideband (UWB) ist die Schlüsseltechnologie zur Realisierung kombinierter low data rate (LDR) Kommunikations- und hochgenauer Lokalisierungsnetzwerke. Besonders in Industrieumgebungen, wie z.B. Produktionslogistik, Industrie- und Gebäudeautomatisierung oder Sicherheitsanwendungen, werden solche Systeme in vielerlei Hinsicht wesentliche Prozessverbesserungen ermöglichen. Um den hohen Anforderungen gerecht zu werden, welche sich durch die Kombination von Kommunikation und Lokalisierung in Verbindung mit der Komplexität der UWB-Technologie ergeben, bedarf es spezieller neuer Verfahren zum Medium Access Control (MAC). Das Design eines MAC-Protokolls für eine Funkschnittstelle verfügt über eine hohe Anzahl von Freiheitsgraden wie z.B. Zugriffsteuerung, Link-Adaptation, Leistungsregelung, Link-Scheduling oder Energiemanagement. Bei den in diesem Antrag betrachteten Systemen sowie den vorgesehenen Anwendungsszenarien sind die mobilen Komponenten zumeist auf eine Batterie zur Energieversorgung angewiesen. Gleichzeitig besteht der Bedarf einer möglichst langen Lebensdauer, wodurch dem gesamten Energiebedarf und -management eine große Bedeutung zukommt. Sollen gleichzeitig der Datendurchsatz des Netzwerkes und die Lokalisierung optimiert werden, so ergeben sich vielfältige Wechselwirkungen der einzelnen Parameter, welche in diesem Antrag analysiert werden sollen. Im Speziellen ist von Interesse, wie unter Einbeziehung von zusätzlichen Informationen des Mobilteils (z.B. aktuelle Position, Mobilitätszustands oder verbleibende Restenergie) die Parameter Link-Scheduling und Power-Saving dynamisch adaptiert werden können, um sowohl den Netzwerkdurchsatz als auch die Gesamtlebensdauer des Netzwerkes zu optimieren. Entworfene Algorithmen sollen auf dem am IKT (ehemals IANT) entwickelten UWB Netzwerksimulator implementiert und validiert werden, um eine umfassende Zusammenstellung von Wechselwirkungen zwischen Netzwerkdurchsatz und Energieverbrauch der Mobilteile unter realistischen Szenarien zu gewinnen.