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Neue Studie beschäftigt sich mit hochleistungsfähigen opportunistischen Netzwerken

Mobilgeräte werden für den Konsum von Informationen und Inhalten allmählich zum Gerät der ersten Wahl. So könnte diese große Anzahl von Interaktionen zwischen den Menschen der Schlüssel zur Einrichtung opportunistischer Netzwerke sein. Hoher Durchsatz und hohe Kapazität sowie geringer Energieverbrauch werden derartige Netze zur vielversprechendsten Technologie für mobile Anwendungen der nächsten Generation werden lassen.
Neue Studie beschäftigt sich mit hochleistungsfähigen opportunistischen Netzwerken
Die weit verbreitete Verfügbarkeit von Mobilgeräten mit allgegenwärtiger Konnektivität revolutioniert derzeit die Landschaft der Informationsverarbeitung und schafft auf diese Weise eine neue Welt der allgegenwärtigen Dienstleistungen. Das zunehmende Wachstum des mobilen Datenverkehrs belastet jedoch die Netzkapazität, da die verfügbaren Bandbreitenressourcen begrenzt sind. Um diesen Herausforderung gewachsen zu sein, bedarf es der weiteren Erforschung der grundlegenden Eigenschaften von komplexen drahtlosen Systemen.

Aufgrund der hohen Mobilität und der sich verändernden Topologie nutzen opportunistische Netzwerke sämtliche verfügbaren Netzwerkressourcen aus, was es Mobilgeräten gestattet, während kurzer Gelegenheiten zum Kontakt kleine Mengen an Informationen auszutauschen.

Das von der EU finanzierte Projekt INFLOW (Information flow in opportunistic wireless networks) widmete sich der Untersuchung opportunistischer Mobilfunknetze, um Mobildaten- und relevante Netzwerkkodierungssysteme im Sinne einer Maximierung der Gesamtkanalkapazität zu entlasten.

Auf Grundlage eines stochastischen geometrischen Modells erkundeten die Wissenschaftler die grundlegenden Einschränkungen des maximalen Durchsatzes und der abgeleiteten Schnittmengenabgrenzungen (Cut-set bounds) der theoretischen Kapazität drahtloser Netzwerke.

Die Zeitabweichungen in drahtlosen Kanälen sind eine fundamentale Eigenschaft drahtloser Netze. Die Wissenschaftler erforschten gründlich die Informationsausbreitungsgeschwindigkeit in mehrspurigen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerken, etwa auf Straßen oder Autobahnen, wobei man sich auf die Auswirkungen der zeitveränderlichen Reichweite von Funkwellen konzentrierte, die bisher in diesem Zusammenhang noch nicht untersucht wurde. Ferner ermittelte das Team den Schwellenwert der Fahrzeugdichte, unterhalb von dem sich die Information mit der Geschwindigkeit des schnellsten Fahrzeugs ausbreitet und oberhalb von dem sich die Information viel schneller ausbreitet.

Unter Heranziehung statistisch-physikalischer Methoden entwickelten Wissenschaftler neue Nachrichtenaustauschalgorithmen zur optimalen Nutzung kognitiver Funknetze sowie zur Terminierung von Multicast-Verkehr in Schaltern mit Eingabepuffer.

Detaillierte Erkenntnisse über den Leistungsverbrauch von drahtlosen Geräten ermöglichen die Entwicklung von stromsparenden Protokollen und Algorithmen. Das Team setzte das innovative NITOS-Framework zur Überwachung des Energieverbrauchs zur Bewertung der Gesamtenergieeffizienz realistischer Systeme ein. Schwerpunkt dabei war der Kompromiss zwischen Durchsatz und Energie.

Da die Technologie der Mobilgeräte wie beispielsweise Smartphones kontinuierlich voranschreitet, werden viele Anwendungen opportunistischer Netzwerke aufkommen. Zukunftsweisende Protokolle und Algorithmen zur Steigerung des Datenflusses und Senkung des Energieverbrauchs werden die Leistungsfähigkeit derartiger Netze erhöhen.

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Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

opportunistische Netzwerke, mobile Geräte, Netzwerkkapazität, INFLOW, drahtlose Netzwerke
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