Warteschlangenmodell für flexible Nutzung von Funkspektrum von koexistierenden OFDMA-Systemen

Kurzfassung

Das Funkspektrum stellt eine limitierte Ressource dar, gleichzeitig steigt aber der Frequenzbedarf stetig an. Zukünftige drahtlose Kommunikationssysteme versprechen hohe Datenraten, um Anforderungen heutiger und zukünftiger Datendienste gerecht zu werden. Annähernd das gesamte geeignete Spektrum wird zurzeit von verschiedenen Systemen belegt, jedoch wird es oft nicht ausgeschöpft sowohl im Hinblick auf bestimmte Uhrzeiten als auch im Hinblick auf bestimmte geografische Gebiete. Mit Hilfe der Ansätze aus dem Forschungsgebiet „Cognitive Radio“ kann der Zugriff auf dieses ungenutzte Spektrum ermöglicht werden. Es fehlt jedoch oft an einer verlässlichen Erkennung, ob der primäre Nutzer des Spektrums gerade aktiv ist.

Koexistierende Systeme, die dem gleichen Technologiestandard folgen, wie zum Beispiel IEEE 802.16 (WiMAX) oder 3GPP LTE, verwenden definierte Protokolle zum Kanalzugriff und können demzufolge leichter ihre Ressourcen dynamisch teilen. Ungenutztes Funkspektrum eines Mobilfunkbetreibers kann mit anderen Betreibern, die gerade eine hohe Auslastung erfahren, geteilt werden.

In dieser Arbeit wird mit Hilfe eines Warteschlangenmodells eine Leistungsbewertung flexibler Spektrumsallokation zwischen koexistierenden Mobilfunksystemen unter Verwendung von Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) vorgenommen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Datendurchsatz und die Verzögerungszeit signifikant verbessert werden, wenn Systeme ihr Spektrum teilen.