Dynamische Leistungskontrolle und Routing für drahtlose Kommunikationsnetzwerke

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In Zukunft werden neben zellularen Mobilfunksystemen auch verschiedene Kommunikationsnetzwerke ohne oder nur mit wenig Infrastruktur stark an wirtschaftlicher Bedeutung zunehmen. Hier seien zum Beispiel drahtlose Sensornetzwerke und Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation genannt. Der Entwurf derartiger Kommunikationsnetzwerke stellt eine große technische Herausforderung dar. Neben der eigentlichen Vernetzung und Selbstorganisation sind vor allem MAC- und Routing-Strategien notwendig, um akzeptable quality-of-service (QoS) Anforderungen für Nutzer zu garantieren. Zusätzlich zu der Sicherstellung von QoS-Anforderungen (zum Beispiel im Hinblick auf individuelle Datenraten oder Übertragungsverzögerungen) ist die Optimierung bestimmter Netzwerkkostenfunktionen von großer Bedeutung. ... Im Projekt soll zuerst die Struktur der unterstützbaren LQA Region für unterschiedliche Randbedingungen (Gesamtsende- leistungsbeschränkung, individuelle Sendeleistungsbeschränkungen), Sender- und Empfängerstrukturen (einschließlich Mehrantennen- Systeme), Kanalinformationen am Sender (perfekte, partielle und keine Kanalkenntnis) untersucht werden. Weiterhin sind der optimale Abtausch zwischen Link-Qualität Anforderungen sowie der Zusammenhang zwischen der Netzwerkkostenfunktion und Link-Qualität Anforderungen zu untersuchen. Basierend auf diesen Resultaten sollen optimale zentralisierte MAC- und Routing-Strategien unter Betrachtung unterschiedlicher Netzwerkkostenfunktionen entwickelt werden. Dabei werden als erstes dynamische Ansätze verfolgt, die in jedem Zeitintervall Kanaleigenschaften oder Warteschlangezustände berücksichtigen. Schließlich sind zentralgesteuerte Algorithmen in verteilte Algorithmen zu überführen und mit der optimalen Performanz zu vergleichen. Bei den Untersuchungen sollen verschiedene Netzwerk-Topologien berücksichtigt werden. Insbesondere werden zentrale Netzwerke (Sterntopologie wie in zellularen Systemen), hierarchische Strukturen (mit Cluster-Heads) und dezentrale (flache) Netze betrachtet.