Algorithmen zur Kommunikation von Daten in mobilen/ drahtlosen Funknetzwerken - Vom Mobilfunknetzwerk bis zur Car-to-Car Kommunikation

Dieses Weiterbildungsmodul richtet sich an alle, die sich im Bereich der Basisalgorithmen für zelluläre Netzwerke, Ad-hoc-Netzwerke und drahtlose Sensornetzwerke weiterqualifizieren möchten. Sie lernen wie Sie diese Algorithmen bewerten und sind dazu in der Lage für die spezifischen Probleme in drahtlosen Netzwerken eigene Algorithmen zu finden.

Als Drahtlose Netzwerke kennt man zelluläre Netzwerke, Ad-hoc-Netzwerke, hybride Netzwerke und drahtlose Sensor-Netzwerken. Für diese Netzwerktypen werden Algorithmen vorgestellt, analysiert und bewertet.

Als Zelluläre Netzwerke bezeichnet man Mobilfunknetzwerke und WLANs, bei denen die Kommunikation grundsätzlich über spezielle Hardware-Router oder Basisstationen abgewickelt wird. Direkte Verbindungen zwischen den Endteilnehmern sind nicht vorgesehen. Diese Basisstationen unterteilen das Sendegebiet in Zellen. Die Zuordnung von Funkfrequenzen zu diesen Zellen ist das Frequency-Assignment-Problem. Für dieses kombinatorisch schwere Problem und andere Probleme wie das Handoff und Call-Control-Problem werden algorithmische Lösungen vorgestellt.

Ad-hoc-Netzwerke verfügen über keine Infrastruktur. Hier können Endteilnehmer direkt kommunizieren oder über so genannte Multi-Hop-Verbindungen die Kommunikation anderer Teilnehmer unterstützen. Das Routing in diesen Netzwerken stellt besondere algorithmische Anforderungen. Außer Routing-Algorithmen werden Algorithmen für die Topologie-Kontrolle besprochen. Auch werden Algorithmen für Hybride Netzwerke vorgestellt, die Ad-hoc-Netzwerke mit zellulären Algorithmen kombinieren.

Mitunter werden Sensoren und Aktuatoren drahtlos vernetzt. Diese drahtlosen Sensor-Netzwerke besitzen als Netzwerkknoten nur relativ einfache Hardware für die Berechnung und die Datenübertragung. Hierbei operieren die Sensorknoten in einem engen Kommunikationsband und verfügen nur über geringe Energieressourcen. In diesem Bereich werden so genannte datenzentrierte Algorithmen eingesetzt, welche Sensoren und Aktuatoren hinsichtlich ihrer Funktion und ihres Orts ansprechen und nicht bezüglich ihrer Identität. Auch andere spezifische Lösungen wie Datenaggregation und Geo-Caching werden hier vorgestellt.