A striking example of self-organization in nature occurs every evening in some parts of South-East Asia: thousands of fireflies gather on trees at dawn and start emitting flashes regularly; over time, synchronization emerges from a seemingly chaotic situation, which makes it seem as though the whole tree is flashing in perfect synchrony. This fascinating phenomenon is the inspiration for the topic treated in this thesis, which is concerned with slot synchronization in wireless networks. Synchronization phenomena in nature are mathematically described by the theory of pulse-coupled oscillators (PCOs); each entity naturally oscillates and blinks periodically, and coupling is performed through the discrete emissions of light. Each node adjusts its internal reference when perceiving blinks from its neighbors, and following simple rules, synchronization always emerges after some time. Conditions for convergence under ideal assumptions were derived by Mirollo and Strogatz in their seminal work published in 1990, and provide a framework for the following slot synchronization studies. The PCO synchronization rules are remarkably simple and robust, which makes their application to wireless networks very appealing. In particular, slot synchronization requires nodes in the network to agree on a common time reference for the start of a slot, in a similar way to fireflies that agree on a common blinking instant. Direct application of the PCO rules is not feasible, and an adaptation, termed Mobile Emergent Firefly Synchronization (MEMFIS), is proposed so that constraints of wireless networks are integrated with the PCO rules. With this modification, the simplicity and robustness of the PCO scheme is retained; nodes are able to synchronize starting from any random misalignment, and achieve an accuracy equal or lower to the direct propagation delay. Application of the PCO model to cellular systems is investigated. The goal is to maintain base stations synchronized, even when there is no direct communication between them. Synchronization in Cellular Firefly Synchronization (CelFSync) is performed by letting some selected user terminals participate in the network synchronization process, and achieving an out-of-phase synchronization regime. Furthermore propagation delays, which are problematic in large-scale networks, are mitigated by combining the proposed adaptation with the timing advance procedure, so that an acceptable inter-base station accuracy is achieved., Ein beeindruckendes Beispiel für Selbstorganisation in der Natur kann abends in Teilen Südostasiens beobachtet werden: tausende auf Bäumen sitzender Glühwürmchen (engl. Fireflies) emittieren in regelmäÃigen Abständen Lichtimpulse. Aus dem anfänglich chaotischen Blinken einzelner Glüh-würmchen formiert sich im Laufe der Zeit ein im perfekten Gleichtakt blinkender Baum. Die Methodik dieses faszinierenden Naturschauspiels bildet die Grundlage für das in dieser Dissertation behandelte Thema der Slot-Synchronisation in drahtlosen Netzwerken. Phänomene natürlicher Synchronisation können durch die Theorie der impulsgekoppelten Oszillatoren (PCOs) mathematisch beschrieben werden. Jeder Knoten eines Netzwerks blinkt in regelmäÃigen Abständen, und benachbarte Knoten sind durch die diskrete Emission von Pulsen (z.B. von Licht) miteinander gekoppelt. Einfache Regeln bestimmen, wie die interne Zeitreferenz eines jeden Knotens durch die Detektion von Pulsen beeinflusst wird. Mirollo und Strogatz haben in ihrer grundlegenden, im Jahr 1990 veröffentlichten Arbeit gezeigt, dass ein Netzwerk von PCOs unter bestimmten idealisierten Voraussetzungen immer zu einem Zustand konvergiert, bei dem alle Knoten im Gleichtakt blinken. Die PCO Synchronisation nach Mirollo und Strogatz ist bemerkenswert einfach und robust, was insbesondere für Anwendungen bezüglich der Slot-Synchronisation von dezentralen \emph{ad hoc} Netzen attraktiv ist. In ähnlicher Weise wie bei im Gleichtakt blinkender Glühwürmchen, ist das Ziel der Slot-Synchronisation, dass alle Knoten eines Netzwerkes sich auf einen gemeinsamen Zeitpunkt einigen, welcher den Beginn eines Zeitschlitzes (engl. time-slot) zur Ãbertragung eines Datenpakets bestimmt. Bedingt durch die spezielle Problematik der drahtlosen Datenübertragung, ist eine direkte Anwendung der PCO Synchronisation für drahtlose Netzwerke ohne weiteres nicht möglich. I zwischen dem Senden und dem Empfang eines Synchronisationswortes auftreten, können zu einer signifikanten Verminderung der Genauigkeit und im schlimmsten Falle zu Instabilität führen. Verzögerungen werden verursacht durch die Laufzeit elektromagnetischer Wellen, aber auch durch die Einführung eines Synchronisationswortes endlicher Länge anstelle eines Pulses von infinitesimal kurzer Dauer. In der vorliegenden Arbeit werden Wege aufgezeigt, wie die PCO-Synchronisation den speziellen Anforderungen der drahtlosen Datenüber-tragung angepasst werden kann, ohne deren Einfachheit und Robustheit zu beeinträchtigen. Simulationen zeigen, dass eine zuverlässige Netzwerksynchronisation für zufällige Anfangsbedingungen mit einer Genauigkeit erreicht wird, deren obere Schranke durch die Laufzeit einer elektromagnetischen Welle zwischen zwei direkt benachbarten Knoten gegeben ist. Desweiteren wird die Anwendung der PCO Synchronisation auf zellulare Systeme mit dem Ziel untersucht, die Rahmenstruktur von Basisstationen zu synchronisieren, selbst wenn benachbarte Basisstationen keine direkte Verbindung haben. Die Synchronisation erfolgt durch Einbeziehung einiger ausgewählter Nutzer-Terminals. AuÃerdem wird ein Verfahren vorgestellt, welches die Ungenauigkeiten bezüglich Laufzeitverzögerungen deutlich reduziert, was insbesondere für groÃe Zellen von Bedeutung ist., Alexander Tyrrell, Zsfassung in dt. Sprache, Klagenfurt, Alpen-Adria-Univ., Diss., 2009