Benedikt Jahnel wirbt Junior-Gruppe im Leibniz-Wettbewerb ein

Leibniz-Gemeinschaft fördert Forschungsvorhaben zum Thema Probabilistische Methoden für dynamische Kommunikationsnetzwerke über fünf Jahre (2021-2025)

In unserer zunehmend vernetzten Welt mit dem Internet of Things, selbstfahrenden Autos und interagierenden intelligenten Geräten muss eine überwältigende Datenmenge schnell über hochkomplexe Netzwerke übertragen werden. Dies erfordert eine Revolution in vielen Aspekten der Netzwerkarchitektur. Bereits mit der Einführung des neuen 5G-Kommunikationsstandards werden schnellere Verbindungen, höherer Durchsatz und mehr Kapazität über ein verbessertes mobiles Breitband ins Auge gefasst. Darüber hinaus sollte eine äußerst zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz zeitkritische Anwendungen wie die Kommunikation von Auto zu Auto unterstützen, und massive Systeme vom Maschinentyp werden den Schlüssel für einen erfolgreichen Übergang zu Industrie 4.0 darstellen.

Angesichts dieser ständig wachsenden Möglichkeiten, aber auch der Anforderungen moderner Kommunikationssysteme wird die Kommunikation von Gerät zu Gerät (D2D) zu einer Schlüsseltechnologie, die eine Vielzahl von Anwendungsfällen durchdringt. Die geplanten Vorteile sind vielfältig und reichen von Abdeckungserweiterungen in Schwellenländern über höhere Robustheit des Netzwerks bis hin zu umweltfreundlicheren Netzwerken. Die Systeme sind jedoch oftmals weniger kontrollierbar.

Methoden der Wahrscheinlichkeitstheorie haben sich sowohl bei der Analyse als auch beim Entwurf von D2D-Systemen als hilfreich erwiesen. Die stochastische Geometrie bietet den idealen mathematischen Rahmen, um die intrinsischen Netzwerkunsicherheiten zu modellieren und neuartige leistungsfähige stochastische Algorithmen zu konstruieren.

Hier, an der Schnittstelle von strenger angewandter Mathematik und branchenfreundlicher datengesteuerter Netzwerktechnik, unterstützt die Nachwuchsgruppe diese Revolution durch innovative Forschung. Ziel ist es,

• Konnektivitätsverbesserungen in mobilen urbanen D2D-erweiterten Netzwerken zu untersuchen mit Hilfe der Theorie der dynamischen Kontinuumsperkolation,
• Datenroutings in D2D-Systemen zu untersuchen mit Schwerpunkt auf Engpassverhalten und damit die Theorie großer Abweichungen für Raum-Zeit-Punkt-Prozesse zu erweitern und
• die Ausbreitung von Malware in dynamischen D2D-Netzwerken zu analysieren durch die Erweiterung der Theorie von der Wechselwirkung von Partikelsystemen in zufälligen Graphen im Kontinuum.