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WLAN-Ressourcenmanagement

Heutige WLAN-Standards zeigen Datenraten im Gbit/s-Bereich auf, die sich allerdings außerhalb des Labors nur selten realisieren lassen. Grund sind Störungen durch benachbarte WLANs, als auch eine hohe Anzahl an eingebundenen Stationen. Das aktuelle Mediumzugriffsverfahren Carrier Sense Multiple Access / Collsion Avoidance (CSMA/CA) erlaubt dabei die Nutzung des Übertragungskanals von nur jeweils einer Station. Diese zeitliche Teilung des Kanals führt zu wesentlich geringeren effektiven Datenraten für den Anwender.

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Der zukünftige Standard IEEE 802.11ax (High Efficiency) hat sich zum Ziel gesetzt, die effektiven Datenraten des Anwenders mindestens um den Faktor vier zu erhöhen. Dazu wird eine Reihe von möglichen Maßnahmen im PHY und MAC-Bereich definiert, ohne zumeist die Algorithmen der Verwendung zu beschreiben.

Schwerpunkt unseres Projektes ‚WLAN Ressourcenmanagement‘ ist die Erforschung von effektiven Algorithmen zur Steuerung von Kernparametern wie z.B. Sendeleistung und Modulationsart in heutigen WLANs mit dem Ziel einer optimalen Nutzung des Übertragungskanals. Optimal bedeutet dabei, die Mediumressourcen Zeit, Raum und Frequenz so einzusetzen, dass möglichst hohe System-Datenraten mit einer verbundenen Fairness für alle Stationen erzielt wird.Das Spektrum der Forschung überstreicht ein weites Feld von der analytischen Beschreibung von Systemeffizienz über die Messung der Übertragungsmöglichkeiten von Mehrantennensystemen bis zur Simulation von aktuellen Netzwerken. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen ist die Mehrfachnutzung der Raumressource, entweder durch den Aufbau von multiplen Raum- / Zeitströmen mittels Mehrantennensystemen (MIMO) und / oder der parallele Betrieb mehrerer Sendungen unter kontrollierten Interferenzbedingungen (Spatial Reuse). Wichtig ist in diesem Zusammenhang die genaue Modellierung des Funkkanals.

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Für Messungen am Übertragungskanal steht eine Vielzahl von aktuellen Geräten zur Verfügung. Ein modularer 12-Port 9 GHz Vector Network Analyzer und 2 Software Defined Radio Platformen USRP werden durch mehrere aktuelle Spektrumanalysatoren und andere Geräte ergänzt. Für die Simulation von Netzwerken wird insbesondere Matlab mit der WLAN-Toolbox eingesetzt.

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Kontakt

Dipl.-Ing. Michael Knitter