Realitätsgetreue Modellierung des Bewegungsverhaltens mobiler Knoten in sich spontan bildenden Ad-Hoc-Netzen mittels Markovscher Ankunftsprozesse
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ein Mobilitätsmodell spezifiziert nach welcher Vorschrift sich die Knoten eines mobilen Ad-Hoc-Netzes (MANET) bewegen. Somit ermöglichen Mobilitätsmodelle die quantitative Bewertung von Protokollen und Anwendungen für MANET unter unterschiedlichem Bewegungsverhalten. Die Schwäche der derzeit bekannten Mobilitätsmodelle besteht darin, dass diese das tatsächliche Bewegungsverhalten nicht realitätsgetreu nachbilden. Das Ziel dieses zweijährigen Projekts bestand in der Herleitung und Erprobung einer realitätsgetreuen Modellierung des Bewegungsverhaltens mobiler Knoten in einem sich spontan bildenden Ad-Hoc-Netz. Im Gegensatz zu bisher bekannten Mobilitätsmodellen, welche auf einer gedächtnislosen Konstruktionsvorschrift für das Bewegungsverhalten einzelner Knoten beruhen, werden die in der Realität vorhandenen Langzeitabhängigkeiten berücksichtigt. Ferner werden die Zwischenbegegnungszeiten mobiler Knoten und die Zeitdauer einer Begegnung als Kenngrößen für eine aggregierte Modellierung des Bewegungsverhaltens verwendet. Im Einzelnen enthalten die geplanten Forschungsarbeiten die beiden folgende Aufgabenstellungen: Die Entwicklung und Erprobung eines synthetischen Begegnungsmuster-Generators zur realitätsgetreuen Modellierung der Bewegung von Personen in sich spontan bildenden mobilen Ad-Hoc-Netzen basierend auf gemessenen Trace-Daten. Das wesentliche Ergebnis dieses Schritts besteht in der Herleitung der optimalen Reihenfolge für die Bestimmung der Kenngrößen mittels bedingter Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Nur in einer optimierten Reihenfolge besitzen diese Verteilungen eine statistisch handhabbare Struktur. Die effektive Herleitung Markovscher Ankunftsprozesse (MAP) und Batch Markovscher Ankunftsprozesse (BMAP) zur analytisch/numerischen Modellierung der Zwischenbegegnungszeiten bzw. der Dauer einer Begegnung mobiler Knoten. Das wesentliche Ergebnis dieses Schritts besteht in der Bestimmung der optimalen Anzahl von Kontrollzuständen für die MAPs bzw. BMAPs für jede Klasse mobiler Knoten, so dass diese analytisch/numerisch handhabbaren stochastischen Prozesse die im synthetischen Begegnungsmuster-Generator reproduzierten Langzeitabhängigkeiten zwischen gemessenen Kenngrößen bestmöglich approximieren. Die Ergebnisse umfassen die Aufbereitung und Analyse der gemessenen Trace-Daten zur realitätsgetreuen Modellierung der Mobilität von Personen, die effektive Herleitung eines Markov-modulierter Poisson-Prozesses (MMPP) zur analytisch/numerischen Modellierung der Zwischenbegegnungszeiten sowie die Verwendung eines Clustering-Ansatzes zur Berücksichtigung inhomogener Personengruppen. Derzeit versuchen wir einen Industriepartner im Geschäftsfeld Mobile Marketing für den Transfer der erzielten Forschungsergebnisse in die Wirtschaft zu gewinnen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- A Scalable Dual-Radio Wireless Testbed for Emulating Mesh Networks, Wireless Networks (WINET), 16, 2010
S. ElRakabawy, S. Frohn, and C. Lindemann
- Analyzing the Effective Throughput in Multi-Hop IEEE 802.11n Networks, Proc. 2nd IEEE Workshop on Hot Topics in Mesh Networking (HotMESH 2010), Montreal, Canada, June 2010
S. Frohn, S. Gübner, and C. Lindemann
- CrossTrace: Cross-Layer Measurement for IEEE 802.11 Wireless Testbeds, Proc. Int. 15th GI/ITG Conf. on Measurement, Modelling and Evaluation of Computer Systems and Dependability and Fault Tolerance (MMB & DFT 2010), Essen, Germany, March 2010
S. Frohn, S. Gübner, and C. Lindemann
- Measurement Infrastructure and Modeling Techniques for Evaluating Multi-Hop Wireless Networks, Universität Leipzig, Diss. 2012
S. Frohn
- An Accurate and Analytically Tractable Model for Human Inter-Contact Times, Proc. 13th ACM Int. Conf. on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems (MSWiM 2010), Bodrum, Turkey, October 201
S. Frohn, S. Gübner, and C. Lindemann
