In letzter Zeit ist die Nachfrage nach drahtlosen Diensten mit Datenraten rasant gestiegen. Um dieser wachsenden Nachfrage gerecht zu werden, sind verschiedene neuartige Verfahren im Bereich der drahtlosen Kommunikation entwickelt worden. Unter ihnen haben Verfahren, die auf Sende- und Mehrnutzerdiversität beruhen, besondere Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da sie zuverlässige Dienste mit hohen Datenraten ermöglichen. Ziel dieser Arbeit ist es, fortschrittliche nachrichtentechnische Verfahren unter Verwendung von Sende- und Mehrnutzer- Diversität zu entwickeln und zu analysieren.

In dieser Arbeit betrachten wir Mobilfunknetze, in dem die Datenübertragung an der Basisstation gesteuert und koordiniert wird. Darüber hinaus untersuchen wir eine Vielzahl von Spezialfällen dieses Mobilfunknetze einschließlich der Punkt-zu-Punkt Kommunikation mittels multipler Antennen an der Sende- und Empfangsseite, der Mehrnutzer- Kommunikation in der Abwärtsstrecke von der Basisstation zu mehreren mobilen Teilnehmern, sowie der kognitive Kommunikation in einem nicht-lizenzierten Sekundär-Netzwerk. Im ersten Teil dieser Arbeit betrachten wir die Punkt-zu-Punkt Kommunikation zwischen einer Basisstation mit mehreren Sendeantennen und einem einzelnen mobilen Teilnehmer mit einer einzelnen Empfangsantenne. Wir untersuchen die Zuverlässigkeit der Kommunikation in Bezug auf die Symbolfehlerrate (SER). Insbesondere schlagen wir mehrere auf senderseitiger Diversität basierende Verfahren vor, darunter verschiedene Kombinationen von Verfahren zur Sendeantennenauswahl, Raum-Zeit-Kodierung und Leistungsregelung. Im zweiten Teil dieser Arbeit untersuchen wir die opportunistische Zeitschlitzverwaltung und bestimmen die Grenzen der Reduktion der Symbolfehlerrate, die sich unter Ausnutzung von Mehrnutzerdiversität erreichen lässt. Zwei Gesetzemässigkeiten des asymptotischen Verhaltens werden in diesem Zusammenhang hergeleitet. Im Bereich eines großen Bei einem hohen durchschnittlichen Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), bezeichnet mit A und einer festen Anzahl von Nutzern K, kann eine SER erzielt werden, die asymptotisch proportional gemäß A^{-K} abfällt. Im Falle einer großen Anzahl von Nutzern K und eines konstanten SNR A reduziert sich die SER asymptotisch gemäß K^{-A}. Im dritten Teil dieser Arbeiten wird ein kognitives Funknetzwerk zugrundegelegt, in dem der informationstheoretische Broadcast-Szenario betrachtet wird, in dem sich Sekundärnutzer die spektralen Ressourcen mit den Teilnehmern eines lizensierten Primärnetzwerk teilen. Wir untersuchen die opportunistische Ressourcenvergabe am Sender des Sekundärnetzwerks, welcher die Vorteile der Mehrenutzerdiversität ausnutzt und gleichzeitig die erzeugten Interferenzen im Primärnetzwerk kontrolliert. Störung der primären Nutzern reguliert. Es wird die Summenkapazität eines solchen Kommunikationssystems berechnet und dessen asymptotisches Verhalten bestimmt. Für den ersten asymptotischen Bereich, in dem die Anzahl K der sekundären Empfänger (SRs) hoch und die Anzahl U der primären Empfänger (PRs) fest gehalten wird, zeigen wir, dass die ergodische Summenkapazität C mit \ln\ln K anwächst. Für den zweiten asymptotischen Bereich, in dem bei festem K die Anzahl U der PRs ist, zeigen wir, dass C als eine Funktion von ln U abfällt und asymptotisch gegen einen endliche Grenzwert konvergiert. Danach analysieren wir die Symbolfehlerrate in dem betrachteten kognitiven Szenario. Unsere Untersuchungen ergeben, dass Systeme mit opportunistischer Ressourcenverwaltung unter Ausnutzung von Mehrnutzerdiversität, erheblich die Leistungsfähigkeit des sekundären Netzwerkes steigern können und sich gleichzeitig die Störung, die dem primären Netzwerk zugeführt wird, begrenzt werden kann.