Effiziente Resourcenzuweisung in MIMO Systemen unter Beruecksichtigung mehrerer Schichten

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Der Entwurf und die Optimierung von Kommunikationssystemen erfolgt konventioneller Weise auf Basis einer vertikalen gegliederten Darstellung. Dazu werden Schnittstellen für die einzelnen Abstraktionseinheiten definiert und die Verfahren innerhalb dieser Schichten voneinander unabhängig entworfen und optimiert. Diese effiziente Vorgehensweise hat sich in herkömmlichen Systemen wie z.B. dem Mobilfunkstandard GSM bewährt. Systeme der dritten und vierten Generation allerdings stellen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit, die mit diesem streng schichtenorientierten Ansatz nicht zu erfüllen sind. Das Forschungsvorhaben widmet sich daher der gemeinsamen Optimierung der unteren Schichten und Teilschichten eines zellularen Mobilkommunikationssystems. Dabei sollen die Parameter dieser Schichten so optimiert werden, dass ein Satz von Nutzer-Anforderungen an die Dienstgüte mit minimalen Resourcen-Aufwand bedient werden kann. Das System arbeitet so maximal effizient. Der schichtenübergreifende Ansatz erlaubt es dabei nicht nur, Imperfektionen des streng schichtweise gegliederten Entwurfs zu beheben, sondern auch durch sein Wissen über die Zusammenhänge der oberen Schichten Lösungen für lokale Zielkonflikte zu finden. Besondere Bedeutung erhält diese Fähigkeit vor dem Hintergrund der Mehrantennen- Kommunikation in sogenannten MIMO-Systemen. Hierbei lässt sich mit Hilfe der schichtenübergreifenden Optimierung herausfinden, ob in einem bestimmten Szenario die räumlichen Freiheitsgrade am besten im Diversitätsmodus (parallele Übertragung identischer Datenströme zur Fehlerreduktion), im Multiplexmodus (parallele Übertragung unterschiedlicher Datenströme zur Erhöhung der Datenrate) oder im Array-Modus (Übertragung eines einzelnen Datenstroms mit räumlich fokussierter Sendeleistung) eingesetzt werden sollen.