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SPP 1397:  Communications in Interference Limited Networks (COIN)

Fachliche Zuordnung Informatik, System- und Elektrotechnik
Förderung Förderung von 2009 bis 2017
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 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.
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