Technische Universität Dortmund Lehrstuhl für Kommunikationstechnik

Verfahren zur Effizienzsteigerung für drahtlose Heimnetzwerke mit hoher Nutzerdichte

Leistungsfähige drahtlose Netzwerke sind die Grundlage für den Erfolg von Multimedia-Heimnetzwerken in der Zukunft. Mit der Standardfamilie IEEE 802.11 steht bereits ein Fundament zur Verfügung, auf dem diese Vision realisiert werden kann.

Aktuelles WLAN erlaubt prinzipiell ausreichend hohe Datenraten für die Übertragung von SDTV und HDTV Medieninhalten, die allerdings nur bei guten Übertragungsbedingungen erreicht werden. Typische Funkwellen-Hindernisse, wie Decken und Wände, sowie Interferenzen mit konkurrierenden Übertragungen verschlechtern die Übertragungssituation. Interferenzen sind insbesondere bei einem Szenario mit vielen drahtlos kommunizierenden Geräten auf engem Raum zu berücksichtigen. Für eine zuverlässige Übertragung muss eine stabile Funkübertragung trotz dieser Probleme sichergestellt werden.

An der Technischen Universität Dortmund werden Strategien untersucht und entwickelt, um die Effizienz aktueller WLAN-Technik im Szenario eines dichten Multimedia-Heimnetzwerkes zu optimieren. Diese Strategien müssen schichtenübergreifend funktionieren, da jede Änderung Einfluss auf andere Übertragungen hat, die in Reichweite und auf demselben Kanal stattfinden

Architektur und Schnittstellen

Für die schichtenübergreifende Optimierung müssen verschiedene Übertragungsparameter im laufenden Betrieb einstellbar sein. Dies erfordert die Definition konsistenter Schnittstellen, die eine Interaktion mit Middleware- und Netzwerkmanagement-Layern ermöglichen. Sie dienen dem Austausch von Zustandsdaten und zur Adaption entscheidender Übertragungsparameter an die aktuelle Situation.

Der physikalische Austausch dieser Daten kann auf zwei verschiedene Weisen erfolgen, die ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen sind. Nach einer Variante werden diese Steuerungsdaten Inband übertragen (via WLAN selbst). Alternativ dazu kann für diesen Zweck ein Steuerungsnetzwerk herangezogen werden, wie z. B. ZigBee.

Die Erweiterung und Definition der Schnittstellen der WLAN-Module wird in Kooperation mit dem Partner IHP Frankfurt (Oder) durchgeführt, der über ein eigenes und flexibel erweiterbares Modul verfügt.

Ressourcenmanagement

Von entscheidender Bedeutung ist die Entwicklung einer geeigneten Ressourcenmanagement-Strategie. Die Organisation des Netzwerkes muss autark ohne das Eingreifen des Nutzers erfolgen. Mit Hilfe von Simulationen werden unterschiedliche Netzwerkorganisationsansätze untersucht. Auf dieser Basis werden Verfahren zur Auswertung von Kanalzustandsdaten und zur Steuerung der Übertragungsparameter entwickelt und dokumentiert. Viel versprechende Ansätze werden in einem Prototyp implementiert und im Zusammenspiel mit dem Gesamtsystem untersucht.

Demonstrator

Zu diesem Zweck wird bereits im frühen Projektstadium ein Demonstrator aufgebaut, in dem die Entwicklungen des HOMEPLANE-Konsortiums prototypisch implementiert werden. Später wird dieser Demonstrator benutzt, um die Konzepte von HOMEPLANE dem Fachpublikum zugänglich zu machen.