Titelaufnahme

Titel
Simulation and analysis of signal cancelation in cooperative wireless networks / von Roman Steiner
VerfasserSteiner, Roman
Begutachter / BegutachterinBettstetter, Christian ; Schilcher, Udo
Erschienen2009
Umfangi, 87 S. : Ill., zahlr. graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ. u. Klagenfurt, Univ., Dipl.-Arb., 2009
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Simulation / Signalaufhebung / ad-hoc Netzwerke / mobile Netzwerke / Funk / Funknetzwerke
Schlagwörter (EN)simulation / signal cancelation / ad-hoc networks / mobile networks / wireless / wireless networks
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-44557 Persistent Identifier (URN)
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Simulation and analysis of signal cancelation in cooperative wireless networks [2.21 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Funknetzwerke gewinnen mehr und mehr an Bedeutung. Das Anwendungsgebiet ist vielfältig und reicht von Computernetzwerken über Mobiltelefone bis hin zu Sensornetzwerken. Hauptgrund des Erfolges sind reduzierte Kosten der Installation und Erhaltung sowie höhere Flexibilität.

Allerdings haben Funknetzwerke auch Nachteile, vor allem im Vergleich mit traditionellen Kabelnetzwerken. Sowohl die Übertragungsgeschwindigkeit als auch Latenz und Robustheit sind geringer. Die Forschung versucht mit unterschiedlichen Ideen und Ansätzen diesen Nachteilen entgegen zu wirken. Eine der größten Herausforderungen ist im Moment die schnell ändernde Kanalqualität.

Aufgrund der Übertragungseigenschaften von Funksignalen können plötzlich ausgezeichnete Verbindungen für einige Millisekunden zusammenbrechen.

Redundante Übertragungen auf unabhängigen Kanälen können dabei die Fehlerwahrscheinlichkeit reduzieren. Dies kann sowohl durch mehrere Antennen, als auch durch Kooperation von Geräten in virtuellen Antennen-Arrays erreicht werden. Forschungsergebnisse aus diesem Bereiche zeigen bereits jetzt große Verbesserungen. Hauptnachteil von redundantem Relaying sind zusätzliche Übertragungen.

Diese Relay-Übertragungen produzieren zusätzliche Interferenzen bei benachbarten Knoten, was zu Störungen von deren Übertragungen führt. Die Grundidee dieser Arbeit ist das Herausrechnen dieser zusätzlichen Interferenzen. Die Interferenzen bei den benachbarten Konten sind dadurch geringer und die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Übertragung steigt.

Diese Arbeit analysiert diese Idee in einer großen Auswahl von unterschiedlichen Szenarien. Diese reichen von dem häufig verwendeten WLAN Standard 802.11 bis hin zu batteriebetriebenen Sensornetzwerken.

Die Resultate der unterschiedlichen Szenarien werden durch Simulationen ermittelt, wobei der Simulator selbst mathematisch validiert wird.

Zusammenfassung (Englisch)

Wireless networks get more and more popular. Wireless communication is applied in different fields ranging from computer networks, mobile phones to sensor networks. The reasons are the reduced installation and maintenance costs as well as the dramatic increase in flexibility. Nevertheless, wireless networks do have drawbacks in terms of speed, delay and robustness in comparison to wired ones. The aim of the research community is to fight any of these issues with different approaches. One of the biggest challenges nowadays is the fast varying channel condition. Due to the nature of signal propagation, the channel quality can suddenly drop from excellent to unacceptable for a few milliseconds. Redundant transmissions on independent wireless channels reduce the probability of transmission failures. This is either achieved by multiple antennas or the cooperation of devices in virtual antenna arrays. As research work shows a high performance gain is obtained.

Recently, the first products hit the market.

Main drawback of redundant relaying are additional transmissions.

Obviously, these relay transmissions produce additional interferences at neighboring nodes. This leads to disturbances of their transmissions.

The main idea of this project is to cancel out theses additional interferences at the neighboring nodes. Therefore, the neighboring nodes encounter lower interferences and the successful transmission probability increases.

The project analyses this idea in a wide range of scenarios, ranging from the commonly known WLAN standard 802.11 to battery driven sensor networks. To obtain results the behavior is simulated in different scenarios, whereas the simulation tool itself is mathematically validated.