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FeelMaTyC

Bidirektionale Kommunikation wird für viele Anwendungen in der Machine-Type-Communication (MTC), wie der Übermittlung von Bild-, Zählerstands- oder Positionsinformation, für die eigentliche Applikation nicht benötigt. Sie dient vielmehr der Koordinierung und Sicherung der Übertragung sowie der Zugriffssteuerung auf das Übertragungsmedium. Der Einsatz einer unidirektionalen (feedback-losen) Kommunikation von Machine-Type-Devices zu einer Basisstation hingegen spart die mit einer bidirektionalen Kommunikation einhergehenden Kosten für erhöhte Ressourcenbelegung und Energiebedarf sowie insbesondere die Integration eines Empfängers am MTC-Knoten ein.

Beschreibung

Feedbacklose Kommunikation kann günstige MTC-Konzepte bereitstellen und damit Massenanwendungen des Internet der Dinge vereinfachen. Die Ressourceneffizienz wird jedoch dadurch erkauft, dass sich der einzelne MTC-Knoten nicht mehr vollständig sicher sein kann, dass seine Daten mit der gewünschten Dienstgüte vermittelt werden. Zudem hat die Netzsteuerung keinen Einfluss mehr auf die Medienzugriffsmodi der einzelnen Knoten. Damit die für die Applikation notwendige Dienstgüte beim Datentransport trotzdem mit der benötigten Sicherheit eingehalten werden kann, ist es wichtig, die Leistungsgrenzen in Bezug auf die MTC-Knotendichte sowie ihrer Dienstgüteanforderungen in einem unkoordinierten und feedbacklosen Netzwerk zu kennen und durch geeignet parametrierte Entwürfe zu optimieren. Ziel dieses Vorhabens ist es, die Leistungsgrenzen in einem feedbacklosen Netzwerk basierend auf der gemeinsamen Untersuchung der Bitübertragungsschicht und der Medienzugriffsschicht zu ermitteln und im weiteren Verlauf des Vorhabens geeignete Paketstrukturen und Mechanismen zur Dienstpriorisierung sowie für ein gutartiges Überlastverhalten (graceful degradation) zu entwerfen. Dabei werden die Auswirkungen von Paketkollisionen auf der Bitübertragungsschicht und deren Auflösbarkeit durch zusätzliche Mechanismen wie Frame-Design, Kodierung, Mehrfachübertragung in unterschiedlichen Modi, Verteilung der Sendeenergie in Zeit- und Frequenzbereich senderseitig sowie Successive Interference Cancellation oder räumliche Antennendiversität empfängerseitig untersucht. Auf der Bitübertragungsschicht sollen dazu die vorteilhaften Eigenschaften von Filterbank-Multicarrier Modulationsverfahren (FBMC) bezüglich der starken zeitlichen und spektralen Eingrenzung der Sendeenergie ausgenutzt werden, um nichtsynchronisierte Multi-User Signale optimal detektieren und trennen zu können. Die auf der Übertragungsebene gewonnenen Erkenntnisse werden in einen Netzwerksimulator integriert, um damit unterschiedliche Dienstgüteanforderungen, Dienstgüteprotokolle, Knotenkonfigurationen, räumliche Knotenverteilungen in verschiedenen Lastszenarien zu bewerten. Abschließend wird ein auf Software Defined Radio-basiertes Testbed genutzt, um die in der Simulation gewonnenen Ergebnisse messtechnisch zu validieren.

Team
Coordinator
Research area
Networks and Vision
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