RL-gestützte rekonfigurierbare Ausbreitungsumgebungen

Dieses Projekt beschäftigt sich mit den komplexen Dynamiken rund um Koordination und Wettbewerb zwischen Mobilfunknetzbetreibern in drahtlosen Übertragungsumgebungen, die zunehmend durch den Einsatz von rekonfigurierbaren intelligenten Oberflächen (RIS) beeinflusst werden. Diese Oberflächen versprechen, die drahtlose Kommunikation zu revolutionieren, indem sie die Ausbreitungsumgebung dynamisch verändern und damit die Signalqualität und spektrale Effizienz verbessern. Allerdings bringt der Fortschritt der RIS-Technologie auch neue Herausforderungen mit sich, insbesondere in Multi-Betreiber-Szenarien, in denen mehrere Parteien das gleiche Frequenzspektrum nutzen. Die Bereitstellung von RIS hat das Potenzial, die drahtlosen Übertragungskanäle der koexistierenden Betreiber erheblich zu beeinflussen und damit die Qualität des Dienstes (QoS) für ihre jeweiligen Kunden zu beeinflussen. Eine der Hauptkomplexitäten ergibt sich daraus, dass die Effekte rekonfigurierbarer intelligenter Oberflächen in verschiedenen Frequenzbändern variieren. Diese Variabilität kann zu Konflikten und Koexistenzproblemen zwischen den Betreibern führen, da eine für das Netzwerk eines Betreibers optimierte Konfiguration unbeabsichtigt die Betriebsabläufe anderer stören kann. Solche Konflikte schaffen eine wettbewerbsorientierte Landschaft, in der Betreiber ihre individuellen Ziele mit der Notwendigkeit abwägen müssen, eine faire und effiziente Spektrumnutzung sicherzustellen. Als Antwort auf diese Herausforderungen konzentriert sich unsere Forschung darauf, Methoden für koordinierte oder kooperative RIS-Konfiguration durch die Einrichtung dedizierter RIS-Vermittler zu entwickeln. Diese Vermittler dienen als Intermediäre und erleichtern die Kommunikation und Verhandlung zwischen den Betreibern, um sich widersprechende Interessen abzustimmen und die Gesamtleistung des Netzwerks zu optimieren. Ein zentraler Bestandteil unseres Ansatzes ist die Entwicklung eines Auktionsbasierten RIS- Konfigurationsschemas, das darauf abzielt, die konkurrierenden Ziele von Nachhaltigkeit und QoS- Optimierung in drahtlosen Multi-Betreiber Netzwerken auszubalancieren. Durch den Einsatz von verteilten Verstärkungslernverfahren lernt diese Methode selbstständig und passt im Laufe der Zeit optimale Gebotsstrategien an, um eine implizite Koordination zwischen den Betreibern zu fördern und gleichzeitig das soziale Wohlergehen für alle Beteiligten zu maximieren. Durch die Minimierung des Energieverbrauchs von Mobilfunknetzen bei gleichzeitiger Erfüllung der Nutzeranforderungen ist unser Ziel, das volle Potenzial der RIS-Technologie zur Verbesserung der drahtlosen Kommunikationssysteme freizusetzen und einen gerechten Zugang sowie eine verbesserte Servicequalität für Nutzer in verschiedenen Netzwerkumgebungen sicherzustellen.