Neuartige Protokolle und Algorithmen zur Optimierung drahtloser Netzwerke
Reichen die Funkfrequenzen nicht aus, werden die Frequenzen und Ätherwellen, über die Funksignale übertragen werden, überlastet. Dann sind die Mobilfunkanbieter nicht in der Lage, den Verbraucherinnen und Verbrauchern optimale und kosteneffiziente Dienstleistungen anzubieten. Um dieses Problem zu beheben, hat das EU-finanzierte Projekt WINIE (Wireless networks with interference exploitation) Algorithmen und Protokolle entwickelt, um die Fähigkeit von drahtlosen Netzwerken zu verbessern. Schwerpunkt dabei war die Überprüfung des Potenzials der physikalischen Netzwerkschichtcodierung, um die Kapazität verteilter und dynamischer drahtloser Netzwerke mit Hilfe von mehreren Kommunikationsstationen um einiges zu verbessern. Das WINIE-Team konzipierte, nutzte und validierte verschiedene Protokolle und Signalverarbeitungsalgorithmen für drahtlose Netzwerke. Dieser komplette Satz ausgearbeiteter Protokolle und Algorithmen gestattet mehreren Nutzern des drahtlosen Netzwerks eine gleichzeitige Übertragung über das gleiche HF-Spektrum. Um angesichts des kontinuierlichen Zuwachses an Netzwerkbenutzern eine derartige Netzwerkeffizienz zu erzielen, wurden zwei neuartige Ansätze verfolgt. Zunächst führten die Projektpartner ein Protokoll ein, das auswählt, welche zwei Nutzer gleichzeitig übertragen sollen. Diese Vorgehensweise funktioniert durchweg besser als die heute üblichen Multi-Source- oder kooperativen Standardprotokolle. Zweitens schlugen sie "Distributed space-time codes" (DSTC) vor, um das Problem der gleichzeitigen Übertragung von mehreren Benutzern und den Signalen, die mit den Relais interferieren, zu bewältigen. Es erwies sich, das mit DSTC eine signifikante Steigerung der Effizienz des HF-Spektrums der drahtlosen Kommunikation möglich ist. WINIE stellte wirkungsvolle Algorithmen und Protokolle bereit, um mehrere Probleme in Angriff zu nehmen, welche die Knappheit an HF-Frequenzen sowie deren physikalische Grenzen bis hin zu Störungen in drahtlosen Netzwerken umfassen. Der Wireless-Bereich mit der Entwicklung und Standardisierung von Kommunikationsprotokollen wird im Endeffekt von diesen Neuerungen ebenso wie die Nutzer dieser vernetzten Systeme profitieren.
Schlüsselbegriffe
drahtlose Netzwerke, Signalverarbeitungsalgorithmen, RF-Spektrum, verteilte Raum-Zeit-Codes
