Schichtübergreifende Optimierung von MIMO-OFDM zur Einhaltung vorgegebener Dienstgüten in heterogenen Mehrnutzer-Systemen

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An drahtlose lokale Netze werden heute und zukünftig immer kritischere und höhere Anforderungen gestellt: hohe Datenraten für jeden Nutzer, hohe spektrale Effizienz im Sinne einer hohen Gesamtkapazität und die Erfüllung unterschiedlichster Dienstgüteanforderungen für verschiedene Anwendungen. Die Systeme sollen weiterhin eine hohe Energieeffizienz aufweisen, um Interferenzen und Wechselwirkungen mit den Menschen (Elektrosmog) zu minimieren, aber auch um die Batteriestandzeiten der Mobilgeräte zu erhöhen. Dies kann nur durch eine effiziente dynamische Nutzung der Ressourcen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der zugesagten (erwarteten) Dienstgüte für jeden Teilnehmer eines drahtlosen lokalen Netzes erreicht werden. Bis heute wird eine strikte Trennung der Schichten im OSI-Modell aufrechterhalten, die jedoch zum Erreichen der o.g. Ziele hinderlich ist. Vielmehr ist eine Signalisierung der Dienstgüteanforderung von der Anwendung bis zur Datensicherungs- und physikalischen Schicht erforderlich. Die Dienstgüteanforderung muss bereits in die Auswahl des Übertragungsverfahrens und in das Scheduling der Datensicherungsschicht einfließen. Weiterhin müssen aktuelle Kanaleigenschaften und damit zu erwartende Dienstgüten für das Scheduling und die Anwendung bekannt sein und dort berücksichtigt werden. Als Luftschnittstelle bieten sich insbesondere Mehrantennensysteme in Verbindung mit OFDM an, da hierdurch eine sehr hohe spektrale Effizienz erreichbar ist. Im vorliegenden Antrag soll dazu eine schichtübergreifende Gesamtoptimierung auf der Basis eines MIMO-OFDM-Systems erfolgen. Die entwickelten Konzepte werden bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit in übergreifenden Simulationen bewertet und anhand von Messungen mit einem Mehrantennenmesssystem verifiziert.