@phdthesis{Ehrig2014, author = {Ehrig, Marcus}, title = {Hardwareimplementierte latenzarme drahtlose Medienzugriffsprotokolle f{\"u}r h{\"o}chsten Datendurchsatz}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-34828}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2014}, abstract = {Der Fortschritt der Technik erm{\"o}glicht immer leistungsf{\"a}higere drahtlose Dienste mit hohen Anforderungen an Latenz, Jitter und {\"U}bertragungsgeschwindigkeit. Aktuelle digitale Protokolle f{\"u}r drahtgebundene hochaufl{\"o}sende Multimedia{\"u}bertragungen (HDMI, DisplayPort) oder Peripherieschnittstellen (USB, PCIe, SATA) in der Computertechnik erreichen Datenraten im Multi-Gigabit Bereich. Die {\"U}bertragung der Inhalte z.B. Filme, Musikstreaming oder Datei{\"u}bertragungen mit Hilfe breitbandiger drahtloser {\"U}bertragungsverfahren vereinfacht die kabellose „Installation" und die daraus folgende Benutzerfreundlichkeit (Mobilit{\"a}t) im Heimbereich (Indoor). Weiterhin werden Systeme mit hohen Datenraten und kleinen Latenzen unter 5 ms im Mobilfunkbereich ben{\"o}tigt, um Basisstationen (3G, LTE) mit dem Kernnetzwerk zu verbinden. Diese Backhaul-Verbindungen k{\"o}nnen auch im innerst{\"a}dtischen Bereich zum Aufbau von Small-Cell-Installationen genutzt werden, da nicht immer eine Kabelverlegung m{\"o}glich ist. Eine Verkettung der Verbindungen vergr{\"o}ßert den Abstand zum Zugangspunkt des Kernnetzes und stellt zus{\"a}tzliche Anschlußpunkte f{\"u}r Basisstationen bereit. Allerdings vergr{\"o}ßert sich auch die Latenz f{\"u}r die weiter entfernten Stationen. In dieser Arbeit wird ein MAC-Protokoll f{\"u}r hochratige und latenzarme drahtlose Verbindungen vorgestellt. Dazu werden sowohl Punkt-zu-Punkt- als auch Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen auf ihre speziellen Anforderungen bei der Implementierung der MAC-Komponenten in einer programmierbaren Hardware (FPGA) analysiert. Eine Integration des MAC-Protokolls zusammen mit einem OFDM-Basisbandprozessor mit Brutto-Datenraten gr{\"o}ßer 5 GBit/s erlaubt die {\"U}berpr{\"u}fung der Funktionalit{\"a}t sowie die Messung wichtiger Protokollparameter unter realen Einsatzbedingungen. Das vorgeschlagene Medienzugriffsprotokoll unterst{\"u}tzt den Einsatz von Beamsteering-Verfahren zur Suche von benachbarten Kommunikationsteilnehmern und den gleichzeitigen r{\"a}umlich getrennten Kanalzugriff mehrerer Kommunikationsteilnehmer. Eine Anwendungsschnittstelle f{\"u}r nutzerspezifische Implementierungen mit exklusivem Zugriff auf das {\"U}bertragungsmedium erleichtert die Integration zus{\"a}tzlicher Funktionalit{\"a}t wie z.B. eine hochaufl{\"o}sende Entfernungsmessung. Weiterhin wird ein Verfahren zur latenzarmen Detektierung und Umschaltung blockierter Pfade vorgestellt. Umfangreiche Simulationen best{\"a}tigen die Funktionalit{\"a}t des MAC-Protokolls in unterschiedlichen Szenarien mit und ohne {\"U}bertragungsfehler.}, subject = {Drahtlose Breitbandkommunikation; Drahtlose Medienzugriffssteuerung (MAC); Hochdirektive Antennen; Wireless Broadband Communication; Highly Directional Antennas; Breitbandkommunikation; Breitbandantenne; Funktechnik; Zugangsverfahren}, language = {de} }