Stammdaten

Cooperative Relaying in Wireless Networks (RELAY)
Beschreibung:

In den derzeit üblichen Mobilfunknetzen kommunizieren Geräte beinahe ausschließlich über fest installierte Basisstationen innerhalb einer vorgegebenen Infrastruktur. In zukünftigen Drahtlosnetzwerken werden Ansätze, bei denen Geräte in einer ad-hoc Infrastruktur miteinander kommunizieren, bevorzugt zum Einsatz kommen. Derartige Systeme sind dann nicht mehr von einer vorgegebenen Infrastruktur abhängig und somit robuster und vielseitiger einsetzbar. Das Weiterleiten ("Relaying") ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen und Verbesserungen gegenüber dem Status Quo. So können zum Beispiel mit einem Funkmodul ausgestattete Fahrzeuge untereinander Informationen austauschen und weiterleiten ohne dass spezielle Basisstationen am Straßenrand erforderlich sind. Auch im Bereich der Mobilfunkanwendungen ergeben sich neue Möglichkeiten des Weiterleitens. Eine spezielle Form - das kooperative Weiterleiten - verspricht eine energieeffizientere, schnellere und zuverlässigere drahtlose Übertragung. Beim kooperativen Weiterleiten wird über ein mithörendes Gerät ein weiterer Kommunikationskanal geschaffen: zum Beispiel überträgt Gerät A ein Signal zu Gerät B, welches von einem weiteren - Gerät C - mitgehört wird. Kommt es aufgrund von Interferenzen zu einer Störung des Kanals von A zu B, so kann mit dem geringen zusätzlichen Aufwand einer einzigen weiteren Sendeoperation das Signal von C zu B übertragen werden. Da die Übertragung beim Weiterleitungskanal räumlich anders erfolgt, sind Störungen auf dem direkten Übertragungsweg und dem Weiterleitungskanal im allgemeinen unkorreliert, was einen signifikant höheren Signalrauschabstand bei der kooperativen Weiterleitung im Vergleich zur reinen Direktübertragung zur Folge hat.

Das Projekt RELAY erforscht die Mechanismen zum kooperativen Weiterleiten auf mehreren Ebenen: physikalische Datenübertragung, Protokolle zur Auswahl eines Relais, Untersuchungen zur Netzwerkkapazität sowie Kanal- und Netzwerkkodierung. Die Evaluierung der Forschungsergebnisse erfolgt einerseits durch Simulationsfallstudien und andererseits über den Entwurf von Hardwareprototypen.

Schlagworte: Distributed cooperative modulation, Cooperative relaying, Cooperative diversity
Cooperative Relaying in Wireless Networks (RELAY)
Beschreibung:

In todays' mobile radio networks, devices communicate with each other using fixed installed base stations and fixed network infrastructures. For future mobile radio networks, approaches based on ad hoc communication are believed to play a major role. In this case, devices are able to communicate directly with each other, leading to a wireless, self-organizing network that does not depend on the availability of a fixed infrastructure. This new kind of communication, also known as relaying, promises to be applicable and advantageous for a broad range of applications. As such, inter-communication between cars and networking of autonomous robots or wireless sensors are only a few examples where relaying could be beneficial. Furthermore, conventional cellular mobile radio networks are expected to experience substantial improvements as well.

Recently, the idea of cooperative relaying has gained significant interest in the research community. Cooperative relaying means that several devices cooperate in some fashion in order to transfer the data from the transmitter to the receiver. The basic idea of this concept is the “relay channel": A source node S transmits a signal to a destination D; a third node R overhears this transmission and relays the signal to D; finally, the destination D combines the two received signals to improve decoding. Cooperative relaying “borrows" the well-known technique of diversity from conventional wireless telecommunications to mitigate the negative effects of multipath propagation, noise or attenuation and applies it in a distributed fashion. More specifically, the additional space diversity caused by different positions of the mobile devices can be used for improved transmission.

This project will thus perform research on cooperative diversity relaying in the context of self-organizing wireless networks. The focus is laid on physical layer aspects, such as channel estimation and equalization. Furthermore, the concept of cooperative diversity relaying also raises new questions in physical layer related system aspects. Hence, the project targets addressing real and virtual antenna arrays, distributed beamforming with limited feedback and precoding.

Research will also be performed on the design of appropriate modulation schemes, such as distributed cooperative modulation. Based on the idea of hierarchical modulation, the modulation scheme can be interpreted as a scheme with high order by receivers close to the transmitter, and as a scheme with lower order by receivers far away from the transmitter. As an overall goal, the research activities aim at optimizing the bit error behaviour and/or the system's energy efficiency.

However, in order to keep the algorithms applicable for practical scenarios, certain parameters like the amount and kind of required channel information - from limited to full channel knowledge - and computational complexity on one hand, and achievable network capacity or link reliability on the other hand, have to be well traded against each other.

The research methodology will mainly include simulation-based studies and implementation on off-the-shelf hardware.

Schlagworte: Cooperative diversity , s, Cooperative relaying , Distributed cooperative modulation
Kurztitel: n.a.
Zeitraum: 01.01.2008 - 31.12.2014
Kontakt-Email: nes@uni-klu.ac.at
Homepage: -

MitarbeiterInnen

MitarbeiterInnen Funktion Zeitraum
Micha Rappaport (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Helmut Leopold Adam (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Günther Brandner (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Wilfried Elmenreich (intern)
  • Koordinator/in
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Rao Muhammad Wasif Masood (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Evsen Yanmaz (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Udo Schilcher (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Mario Huemer (intern)
  • Projektleiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Nikolaj Marchenko (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Christian Hofbauer (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Alessandro Crismani (intern)
  • wiss. Mitarbeiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013
Christian Bettstetter (intern)
  • Projektleiter/in
  • 01.01.2008 - 31.03.2013

Kategorisierung

Projekttyp Forschungsförderung (auf Antrag oder Ausschreibung)
Förderungstyp §27
Forschungstyp
  • Grundlagenforschung
  • Experimentelle Entwicklung
  • Angewandte Forschung
Sachgebiete
  • 202038 - Telekommunikation
Forschungscluster Kein Forschungscluster ausgewählt
Genderrelevanz 0%
Projektfokus
  • Science to Science (Qualitätsindikator: II)
Klassifikationsraster der zugeordneten Organisationseinheiten:
Arbeitsgruppen Keine Arbeitsgruppe ausgewählt

Finanzierung

Förderprogramm
Lakeside Labs GmbH
Organisation: Lakeside Science & Technology Park GmbH

Kooperationen

Keine Kooperationspartner ausgewählt