Entwicklung und Validierung eines Kalküls zur deterministischen und stochastischen Leistungsanalyse von drahtlosen Sensornetzen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Jens B. Schmitt
• Subject Area: Security and Dependability, Operating-, Communication- and Distributed Systems
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 68523680

Drahtlose Sensornetze (im folgenden kurz: DSN) sind ein faszinierendes Forschungsgebiet und werden häufig auch als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts bezeichnet.1 DSN besitzen sehr spezielle Eigenschaften, die ihren Entwurf und Betrieb als verteiltes System besonders herausfordernd gestalten: ein endliches Energiebudget, das drahtlose Übertragungsmedium, die geringen Verarbeitungs- und Speicherkapazitäten der Sensorknoten, der autonome Netzbetrieb mit der Notwendigkeit zur Selbstorganisation, das typische intelligente In-Network-Processing, um einige wesentliche zu nennen. Bislang existiert keine umfassende und systematische Methode, um den Entwurf und Betrieb hinsichtlich ihrer Leistungscharakteristiken verlässlicher DSNs zu unterstützen. Daher soll in diesem Projekt auf der Basis des so genannten Netzwerkkalküls eine solche Methode entwickelt werden. Das deterministische Netzwerkkalkül bildet aufgrund seiner systemtheoretischen Eigenschaften hierzu einen sehr geeigneten Startpunkt, der jedoch hinsichtlich der besonderen Eigenschaften von DSN im Rahmen dieses Projektes geeignet weiterentwickelt werden muss. Als wichtigste Punkte hierbei seien die Unterstützung von In-Network-Processing, die stochastische Relaxation des Netzwerkkalküls, sowie die Selbst-Modellierung des DSN genannt. Parallel zur Entwicklung des neuen Kalküls zur Leistungsanalyse von DSN steht seine Validierung auf mehreren Ebenen im Fokus des Projektes. Sowohl die Korrektheit und Genauigkeit der Modelle und Analyseverfahren, welche simulativ untersucht werden, als auch die praktische Umsetzung in einem DSN-Testbett sollen zur Validierung des Kalküls beitragen.

• DFG Programme: Research Grants