Project Details
Projekt
SPP 1397: Communications in Interference Limited Networks (COIN)
Subject Area
Informatik, System- und Elektrotechnik
Term
from 2009 to 2017
Project identifier
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 73052495
In drahtlosen Kommunikationsnetzen, deren physikalische Grundlage die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im freien Raum ist, wird die Beherrschung von Interferenzphänomenen - Interferenz stellt den am stärksten limitierenden Faktor in der funkbasierten Kommunikation dar - eine Schlüsselrolle einnehmen. Die im Rahmen konventioneller Kommunikationstechnik vergleichbaren Ansätze beruhen auf zellularen Netztopologien sowie auf dem Prinzip des orthogonalen Zugriffs, der im Idealfall eine wechselseitige Störung von informationstragenden Signalen ausschließt.
Die realen physikalischen Eigenschaften des Übertragungsmediums sowie die zugrunde liegenden Netzwerktopologien, insbesondere unter dem Anspruch höchster Übertragungsraten, höchster Qualitätskriterien und maximaler Flexibilität, erfordern jedoch Strategien und technische Konzepte jenseits des bisherigen Stands der Technik. Diese haben die gemeinsame, gegebenenfalls verteilte Verarbeitung und Codierung von Informationen sowie die Kooperation aller Knoten in einem Netzwerk zum Gegenstand und führen zu radikal neuen Ansätzen in der Behandlung von nachrichtentechnischen Problemen, die sich in fundamental neuen Denkweisen niederschlagen müssen.
Es ist das Ziel des Schwerpunktprogramms, diese neuen Paradigmen zu erarbeiten. Hierbei besteht ein bereits eingeleiteter erster Paradigmenwechsel darin, Interferenz nicht länger unter hohem Aufwand an Betriebsmitteln (Energie, Bandbreite etc.) zu vermeiden, sondern gezielt zu beherrschen und zu koordinieren sowie den Begriff Interferenz im Grenzfall mittels kooperativer Strategien letztendlich aufzulösen. Der zweite im Rahmen von COIN unterstützte Paradigmenwechsel gründet auf einer alternativen Nachrichtentechnik, die das konventionelle Transportmodell ablöst und auf einem evidenzbasierten Berechnungsmodell beruht: "A bit is not a car! Die abgeleiteten wissenschaftlichen Ziele des Schwerpunktprogramms sind: (1) Interferenzmanagement und kooperative Strategien: Erforschung und Entwicklung innovativer Konzepte für die Optimierung von Kommunikationsprozessen in zellularen sowie alternativen Netztopologien auf der Basis verteilter Algorithmen, insbesondere im Hinblick auf die Beherrschung und Koordination von Interferenz sowie auf kooperative Strategien mittels Methoden der verteilten Codierung und Signalverarbeitung.
(2) Evidenzbasierte Methoden: Grundlagenforschung für die Entwicklung von evidenzbasierten Kommunikationstechniken, welche die Ansätze auf dem Gebiet der Distributed Network Optimisation, des Network Codings und des Relayings verbinden und damit gegenwärtig einen Paradigmenwechsel auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik einleiten.
Die realen physikalischen Eigenschaften des Übertragungsmediums sowie die zugrunde liegenden Netzwerktopologien, insbesondere unter dem Anspruch höchster Übertragungsraten, höchster Qualitätskriterien und maximaler Flexibilität, erfordern jedoch Strategien und technische Konzepte jenseits des bisherigen Stands der Technik. Diese haben die gemeinsame, gegebenenfalls verteilte Verarbeitung und Codierung von Informationen sowie die Kooperation aller Knoten in einem Netzwerk zum Gegenstand und führen zu radikal neuen Ansätzen in der Behandlung von nachrichtentechnischen Problemen, die sich in fundamental neuen Denkweisen niederschlagen müssen.
Es ist das Ziel des Schwerpunktprogramms, diese neuen Paradigmen zu erarbeiten. Hierbei besteht ein bereits eingeleiteter erster Paradigmenwechsel darin, Interferenz nicht länger unter hohem Aufwand an Betriebsmitteln (Energie, Bandbreite etc.) zu vermeiden, sondern gezielt zu beherrschen und zu koordinieren sowie den Begriff Interferenz im Grenzfall mittels kooperativer Strategien letztendlich aufzulösen. Der zweite im Rahmen von COIN unterstützte Paradigmenwechsel gründet auf einer alternativen Nachrichtentechnik, die das konventionelle Transportmodell ablöst und auf einem evidenzbasierten Berechnungsmodell beruht: "A bit is not a car! Die abgeleiteten wissenschaftlichen Ziele des Schwerpunktprogramms sind: (1) Interferenzmanagement und kooperative Strategien: Erforschung und Entwicklung innovativer Konzepte für die Optimierung von Kommunikationsprozessen in zellularen sowie alternativen Netztopologien auf der Basis verteilter Algorithmen, insbesondere im Hinblick auf die Beherrschung und Koordination von Interferenz sowie auf kooperative Strategien mittels Methoden der verteilten Codierung und Signalverarbeitung.
(2) Evidenzbasierte Methoden: Grundlagenforschung für die Entwicklung von evidenzbasierten Kommunikationstechniken, welche die Ansätze auf dem Gebiet der Distributed Network Optimisation, des Network Codings und des Relayings verbinden und damit gegenwärtig einen Paradigmenwechsel auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik einleiten.
DFG Programme
Schwerpunktprogramme
Projects
- Advanced Physical Layer Techniques for Wireless Communication Networks - A Factorization Approach (Antragsteller Utschick, Wolfgang K. )
- Capacity of Multi-User Networks Under Channel Uncertainty (Antragsteller Boche, Holger )
- Centralized and Decentralized Design for MIMO Interference Channels (CeDeIC) (Antragsteller Shi, Shuying )
- CICERO- Cognitive bi-directional relay interference network: Fundamental performance limits (Antragsteller Sezgin, Aydin )
- Coding techniques for transmitting packets through complex communication networks (Antragsteller Bossert, Martin )
- Gemeinsame Optimierung von verallgemeinerten Mehrträger-Signalformen und Leistungsallokation für den bidirektionalen Relay-Systeme (Antragsteller Kühn, Volker ; Wübben, Dirk )
- Generalized MaxWeight Algorithm over Non-Convex Rate Regions in Wireless Networks with Multiple Antennas (Antragsteller Wunder, Gerhard )
- Interference alignment aided by non-regenerative relays (Antragstellerinnen / Antragsteller Klein, Anja ; Weber, Tobias )
- Interference management in cellular networks with a special focus on the comparison between cooperative and non-cooperative methods (Antragsteller Nossek, Josef A. )
- Kanalcodierung und Vorcodierung in Übertragungsstrategien für den Rundfunkkanal und in der Netzwerkcodierung (Antragsteller Bossert, Martin ; Fischer, Robert ; Huber, Johannes )
- Kooperative Empfänger-Diversität in drahltosen Netzen:Ein Zugang über die stochastische Geometrie (Antragsteller Jondral, Friedrich K. ; Jung, Peter )
- Koordinatorprojekt (Antragsteller Utschick, Wolfgang K. )
- Leistungsanpassung und konstruktive Interferenzausrichtung für drahtlose Netzwerke (Antragsteller Mathar, Rudolf )
- Multiple access schemes for two-way relaying using multiple antennas in multi-user scenarios (Antragstellerin Klein, Anja )
- Netzwerk Management und Interferenz Koordination für den effizienten Ressourceneinsatz in der Device-to-Device Kommunication (Antragsteller Kellerer, Wolfgang ; Utschick, Wolfgang K. )
- Physical Layer cooperation in distributed relaying systems (Antragsteller Paul, Steffen ; Wübben, Dirk )
- Physical Layer Network Coding in Two-Way Relaying Systems with Multiple-Antenna Relays or Distributed Single-Antenna Relays (Antragsteller Paul, Steffen ; Wübben, Dirk )
- Resource Management Optimization for Interference-Limited Multi-User Satellite Networks (ROIMUS) (Antragsteller Joham, Michael )
- Robust Interference Alignment in Satellite Networks (Antragsteller Bauch, Gerhard )
- Robuste räumliche Signalverarbeitung and Leistungssteuerung zur Interferenzunterdrückung in kooperativen zellularen Netzen (Antragsteller Fettweis, Gerhard P. )
- Sendestrategien für Gauß'sche MIMO Relay Kommunikationsnetze mit einer Beschränkung der Ausfallwahrscheinlichkeit (Antragsteller Joham, Michael )
- Unequal error protection and security approaches in wireless and network coding - a study of continuous and discrete number designs (Antragsteller Henkel, Werner )
- User Centric Interference Management in Wireless Networks (UCIMa) (Antragsteller Boche, Holger ; Jorswieck, Eduard Axel )
- Utility-per-cost maximization in decentralized wireless interference networks (Antragsteller Stanczak, Slawomir )
- Verallgemeinerte Freiheitsgrade und approximative Charakterisierung der Kapazitätsregion des interferenzgestörten Mehrfachzugriffskanals mit Feedback. (Antragsteller Sezgin, Aydin )
