Die Forschung in der Abteilung für Informationstheorie und Kommunikationssysteme umfasst den gesamten Ablauf von der informationstheoretischen Grundlagenforschung bis hin zum Systementwurf und der Implementierung auf Demonstrationsplattformen. Die Gruppe betreibt Forschung in den folgenden drei Hauptbereichen:
Die Abteilung unter der Leitung von Prof. Eduard Jorswieck forscht an neuen Methoden und Werkzeugen der angewandten Informationstheorie, die für die Analyse, die Optimierung und den Entwurf von modernen Kommunikationssystemen eingesetzt werden.
Mithilfe hochmoderner und topaktueller mathematischer Methoden und Werkzeuge werden moderne Kommunikationssysteme systematisch entworfen, analysiert und entwickelt, einschließlich zellularer Systeme jenseits von 5G und 6G, drahtloser lokaler Netwerke und Body Area Networks, molekularer Kommunikation und informationstheoretisch sicherer Kommunikation.
Analyse und Entwurf von drahtloser Kommunikation jenseits von 5G und 6G, Massive-MIMO, mmWave, Vollduplex, dichte heterogene Interferenznetzwerke. Systemarchitektur von PHY, MAC bis zur Netzwerkschicht einschließlich Network Slicing, Netzwerkfunktionsvirtualisierung, Scheduling, Ressourcen-Allokation, Leistungssteuerung, Beamforming und Kanalcodierung. Multimedia-Broadcast-Technologien in 5G und darüber hinaus. Neuartige Technologien für höhere Zuverlässigkeit und Abdeckung: Multi-Konnektivität, Relais-gestützte Kommunikation, rekonfigurierbare intelligente Oberflächen, Optimierung und auf Zuverlässigkeitstheorie basierende Ressourcenzuweisung.
Ausgewählte Veröffentlichungen:
M. Amiri, E. Vaezpour, S. Javadi, M. Robat Mili, M. Bennis and E. Jorswieck, "Resource Allocation in STAR-RIS-Aided SWIPT With RSMA via Meta-Learning," in IEEE Open Journal of the Communications Society, vol. 6, pp. 3806-3815, 2025, doi: 10.1109/OJCOMS.2025.3556484.
M. Soleymani, I. Santamaria, E. A. Jorswieck, R. Schober and L. Hanzo, "Optimization of the Downlink Spectral- and Energy- Efficiency of RIS-Aided Multi-User URLLC MIMO Systems," in IEEE Transactions on Communications, vol. 73, no. 5, pp. 3497-3513, May 2025, doi: 10.1109/TCOMM.2024.3480988.
Y. -F. Liu et al., "A Survey of Recent Advances in Optimization Methods for Wireless Communications," in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 42, no. 11, pp. 2992-3031, Nov. 2024, doi: 10.1109/JSAC.2024.3443759.
Sicherheit auf der Übertragungsschicht und informationstheoretische Sicherheit: Alternative, skalierbare und infrastrukturlose Ansätze zur Absicherung von Internet of Things (IoT), Optical Multi-mode Fiber und Multi-hop Netzwerken: Diskretion durch Abhörcodierung, geheime Schlüsselgenerierung, Authentifizierung, Differential Privacy, Anonymität und Störangriffe. Informationstheoretische Kanalmodelle umfassen zusammengesetzte und beliebig variierende Wiretap- und Multiuser-Kanäle.
Ausgewählte Veröffentlichungen:
P. -H. Lin, P. Nowitzki, E. A. Jorswieck, D. Pohle and J. Czarske, "Secret Key Generation Over Multi-Mode Fiber: Channel Measurements, Key Rate Analysis, and System Implementation," in IEEE Open Journal of the Communications Society, vol. 6, pp. 3236-3250, 2025, doi: 10.1109/OJCOMS.2025.3549090.
M. R. Abedi, N. Mokari, M. R. Javan, H. Saeedi, E. A. Jorswieck and H. Yanikomeroglu, "Safety-Aware Age of Information (S-AoI) for Collision Risk Minimization in Cell-Free mMIMO Platooning Networks," in IEEE Transactions on Network and Service Management, vol. 21, no. 3, pp. 3035-3053, June 2024, doi: 10.1109/TNSM.2024.3382301.
C. R. Janda, M. Wiese, E. A. Jorswieck and H. Boche, "Arbitrarily Varying Wiretap Channels With Non-Causal Side Information at the Jammer," in IEEE Transactions on Information Theory, vol. 69, no. 4, pp. 2635-2663, April 2023, doi: 10.1109/TIT.2023.3245722.
Grundlegendes Verständnis der kommunikationstheoretischen Prinzipien für Massive-Multiple-Access in WLAN-Netzwerken, Ressourcenzuteilung, Leistungssteuerung und Multi-User Multi-Armed Bandits. Verteilte nicht-konvexe Optimierung und spieltheoretische Ansätze. Statistische Signalverarbeitung in drahtlosen Sensornetzwerken, molekulare Kommunikation und Massive-Machine-Type-Communications.
Ausgewählte Veröffentlichungen:
I. Santamaria, M. Soleymani, E. Jorswieck and J. Gutiérrez, "Interference Minimization in Beyond-Diagonal RIS-Assisted MIMO Interference Channels," in IEEE Open Journal of Vehicular Technology, vol. 6, pp. 1005-1017, 2025, doi: 10.1109/OJVT.2025.3555425.
Y. Xu, E. G. Larsson, E. A. Jorswieck, X. Li, S. Jin and T. -H. Chang, "Distributed Signal Processing for Extremely Large-Scale Antenna Array Systems: State-of-the-Art and Future Directions," in IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, vol. 19, no. 2, pp. 304-330, March 2025, doi: 10.1109/JSTSP.2025.3541386.
B. Peng et al., "RISnet: A Domain-Knowledge Driven Neural Network Architecture for RIS Optimization With Mutual Coupling and Partial CSI," in IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 24, no. 5, pp. 4469-4482, May 2025, doi: 10.1109/TWC.2025.3536178.
Seit Anfang 2022 wird das MIMO Prototyping System verwendet, um Algorithmen für verteilte Mehrantennensysteme zu entwerfen, zu messen und zu testen.
Die Parameter des MIMO Prototyping Systems sind:
- 48 Antennen an Basisstation, 3 Empfänger mit jeweils 2 Antennen
- Bandbreite bis 160 MHz im flexiblen Frequenzbereich bis 6 GHz
- Quellcode für PHY und MAC
- Anpassung der Modulations- und Codierungsschemata
- Precoding, Beamforming, Successive Interference Cancellation
- Echtzeit-Betrieb
- Symbol-synchrones Senden
Versuche und Experimente (andauernd)
- Messungen und Verifikation von Kanalverteilungen (Copula).
E. Jorswieck, M. Weber, P. Schlegel and K. -L. Besser, "On Massive Antenna Channel Models with Dependent Fading: Theory and Experiments," 2024 19th International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS), Rio de Janeiro, Brazil, 2024, pp. 1-6, doi: 10.1109/ISWCS61526.2024.10639145.
- Mehrteilnehmer-Beamforming Konzepte im Downlink (mit modernen Informationstheoretischen Methoden)
B. Clerckx et al., "A Primer on Rate-Splitting Multiple Access: Tutorial, Myths, and Frequently Asked Questions," in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 41, no. 5, pp. 1265-1308, May 2023, doi: 10.1109/JSAC.2023.3242718.
- Kooperative Multi-Punkt Verfahren (Joint Transmission) mit NOMA im Downlink
S. Rezvani, E. A. Jorswieck, R. Joda and H. Yanikomeroglu, "Optimal Power Allocation in Downlink Multicarrier NOMA Systems: Theory and Fast Algorithms," in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 40, no. 4, pp. 1162-1189, April 2022, doi: 10.1109/JSAC.2022.3143237.
- Verifikation der Symmetriesierbarkeit von beliebig veränderlichen Kanälen
C. R. Janda, M. Wiese, E. A. Jorswieck and H. Boche, "Arbitrarily Varying Wiretap Channels With Non-Causal Side Information at the Jammer," in IEEE Transactions on Information Theory, vol. 69, no. 4, pp. 2635-2663, April 2023, doi: 10.1109/TIT.2023.3245722.