Neue Techniken erhöhen die Zugänglichkeit zukünftiger drahtloser Systeme
Die kognitive Funktechnik ist eine adaptive, intelligente Funk- und Netzwerktechnik für die Optimierung des Frequenzbereichs. Durch eine Erhöhung der Flexibilität der Frequenznutzung, sodass nur wenige Frequenzkanäle die meiste Zeit unbenutzt bleiben, ermöglicht diese Technologie eine effektivere Funkkommunikation. Allerdings bestehen zwei wesentliche Herausforderungen darin, einerseits die zugrundeliegenden Teile des Frequenzspektrums zu erkennen und andererseits effiziente Techniken zur Ermittlung, welche Frequenzen frei sind und keine Signalisierung zwischen dem primären und dem sekundären Benutzer aufweisen, zu entwickeln. Das von der EU finanzierte Projekt S3ISE (Spectrum sharing systems for improving spectral efficiency) überwand Hindernisse im Zusammenhang mit der Spektrummessung und der Ressourcenallokation. Die Wissenschaftler entwickelten neuartige Techniken für die Ausnutzung der unterbeanspruchten Frequenzbänder, ohne die primären Benutzer zu stören. Die Partner untersuchten zunächst effiziente Ressourcenverteilungsmethoden, die den Signalisierungsaufwand und die Rechenkomplexität reduzieren. In einem nächsten Schritt untersuchten sie indirekte Signalisierungsverfahren zwischen primären und sekundären Nutzern. Die Ergebnisse zeigten, dass die vorgeschlagenen Methoden die Stabilität des Primärsignals beibehalten und Kanalkapazität bieten. Dies führt zu einer kostengünstigeren Bereitstellung des Funkspektrums und damit zu weniger Kosten für mobile Benutzer. Die Wissenschaftler setzten ihre Arbeit fort, indem sie effiziente Spektrumerfassungstechniken und optimale Erfassunsgparameter auf der Grundlage des Einsatzes von Spektrumssensoren im Netzwerk entwickelten. Basierend auf diesen Erkenntnissen erstellte das Team einen Entwurf eines Overlay- und Underlay-Systems mit verteilten Systemalgorithmustechniken. Es zeigte sich, dass die vorgeschlagene Methode die Durchsatzeffizienz signifikant verbesserte und so die Inter-System-Signalisierung überflüssig machte. Mit neuartigen Ansätzen zur Bewältigung des Bandbreitenengpasses führte S3ISE zu Innovationen in der Spektrumoptimierung. Die neuen vorgeschlagenen Methoden erkennen intelligent, welche Kommunikationskanäle in Betrieb sind und erhöhen die Zugänglichkeit, indem sie sekundäre Benutzer in freie Kanäle umleiten und so die Interferenz mit lizenzierten Benutzern minimieren.
Schlüsselbegriffe
Spektrumerfassung, Bandbreite, kognitive Funktechnik, Spektrumnutzung, S3ISE, Ressourcenzuordnung
