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Selbstorganisierende Sensor-Aktor-Netzwerke

Selbstorganisierende Sensor-Aktor-Netzwerke
Ansprechpartner:

Hartenstein, Hannes; Tielert, Tessa

Links:
Projektgruppe:

Graduiertenkolleg

Förderung:

DFG

Jahresberichte zum Graduiertenkolleg 1194 Selbstorganisierende Sensor-Aktor-Netzwerke

Berichtsjahr 2008

Im Rahmen des DFG-Graduiertenkollegs wurde in der Forschungsgruppe "Dezentrale Systeme und Netzdienste" im Berichtszeitraum weiterhin vorrangig an der Untersuchung der grundlegenden Kommunikationseigenschaften in großen und mobilen broadcast-basierten drahtlosen Sensornetzen gearbeitet. Als Anwendungsdomäne solcher Netze wurde die Kommunikation zwischen Fahrzeugen auf Basis des WLAN Standards untersucht. Ein wichtiger Bestandteil der Forschung in solchen Netzen ist der Einsatz von Simulationswerkzeugen, deren Genauigkeit und Modellbildung ausschlaggebend für die Gültigkeit der Ergebnisse ist.

Für Simulationen stellt die Modellierung der zugrunde liegenden physikalischen Systeme und Eigenschaften ein entscheidendes Kriterium dar. Daher nahm die Identifizierung und Bewertung der wesentlichen Aspekte der auf physikalischer Schicht zu verwendenden Simulationsmodelle eine wichtige Rolle ein. Hierbei wurden insbesondere Wellenausbreitungsmodelle sowie die Modellierung der Empfänger-Hardware eingehend untersucht. Die diesbezüglich bereits vorgestellten Verfeinerungen und Verbesserungen des Simulators NS-2 fanden nun Berücksichtigung in dessen offizieller Software-Distribution. Eine Cross-Validierung dieser NS-2 Version mit einem weiteren Simulator, OMNeT++, erhöht zudem die Glaubwürdigkeit in die verwendeten Modelle und die erzielten Ergebnisse.

In verschiedenen Studien wurden schließlich Simulationen verwendet, die die verbesserten Modelle enthalten. So wurde in der Forschungsgruppe Einfluss, Charakteristik und Effizienz von Verfahren zur Kontrolle der Sendeleistung in Fahrzeugnetzen weitergehend untersucht und analysiert. Zudem fanden Studien hinsichtlich des genauen zeitlichen und örtlichen Verhaltens von Disseminationsprotokollen zur Verbreitung von Gefahrennachrichten in Fahrzeugnetzwerken statt. Zur Unterstützung der detaillierten Analyse wurde ein graphisches Werkzeug entwickelt und eingesetzt.

Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit im Berichtsjahr lag auf der analytischen Untersuchung von Fahrzeugnetzwerken hinsichtlich deren Kapazität, insbesondere in Bezug auf den Einfluss von Interferenzeffekten.

 

Berichtsjahr 2007

Im Rahmen des DFG-Graduiertenkollegs 1194 „Selbstorganisierende Sensor-Aktor-Netzwerke“ wurde in der Forschungsgruppe „Dezentrale Systeme und Netzdienste“ hauptsächlich an zwei Aspekten gearbeitet: zum einen an der Problematik der akkuraten und effizienten simulativen Untersuchung großer drahtloser Netzwerke und zum anderen an der Verfeinerung und Verbesserung des hierfür verwendeten Netzwerksimulators ns-2.

Bei den Arbeiten wurde als Beispielszenario die drahtlose Kommunikation zwischen Fahrzeugen untersucht, mit deren Hilfe sich die aktive Verkehrssicherheit und die Verkehrseffizienz in Zukunft verbessern lassen. Um solche Szenarien simulativ untersuchen zu können ist es erforderlich, entsprechende Studien detailliert und dennoch effizient durchzuführen. Auch die gemeinsame Verwendung verschiedener Simulatoren (z.B. Verkehrs- und Netzwerksimulator) ist erforderlich. Sowohl an der nötigen Genauigkeit einer solchen Kopplung als auch an der Integration eines statistischen Modells zur effizienten Repräsentation des Kommunikationsverhaltens in einem Verkehrssimulator wurden Arbeiten durchgeführt.

Im Zusammenarbeit mit DaimlerChryler Research & Development North America wurde an einer vollständigen Überarbeitung der Modellierung und Implementierung der Medienzugriffs- und der physikalischen Schichten in ns-2 gearbeitet. Dadurch werden nun zum einen die realen Verhältnisse besser abgebildet, und zum anderen wurde durch eine gezielte Modularisierung die Verständlichkeit und Modifizierbarkeit des Codes erheblich verbessert. Die überarbeiteten Module finden im Jahre 2008 Aufnahme in die ns-2 Distribution und stehen somit auch anderen Forschungsgruppen zur freien Verfügung.

Publikationen - Graduiertenkolleg 1194 Selbstorganisierende Sensor-Aktor-Netzwerke


Can V2X Communication Help Electric Vehicles Save Energy?.
Tielert, T.; Rieger, D.; Hartenstein, H.; Luz, R.; Hausberger, S.
2012. 12th International Conference on ITS Telecommunications (ITST 2012), 5.-8. November, 2012, Taipei, Taiwan, 232-237, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/ITST.2012.6425172
Design Methodology and Evaluation of Rate Adaptation Based Congestion Control for Vehicle Safety Communications.
Tielert, T.; Jiang, D.; Chen, Q.; Delgrossi, L.; Hartenstein, H.
2011. 2011 IEEE Vehicular Networking Conference, VNC 2011; Amsterdam; Netherlands; 14 November 2011 through 16 November 2011, 116-123, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/VNC.2011.6117132
Mathematical Modeling of Channel Load in Vehicle Safety Communications.
Chen, Q.; Jiang, D.; Tielert, T.; Delgrossi, T.
2011. 4th International Symposium on Wireless Vehicular Communications (WIVEC 2011), 5-6 September 2011, San Francisco, United States
DEMO : Simulation-as-a-Service for ITS Applications.
Harri, J.; Killat, M.; Tielert, T.; Mittag, J.; Hartenstein, H.
2010. Proceedings of the 71st Vehicular Technology Conference, Taipei, Taiwan, 16th - 19th May 2010, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/VETECS.2010.5494221
Design and Performance of Secure Geocast for Vehicular Communication.
Festag, A.; Papadimitratos, P.; Tielert, T.
2010. IEEE transactions on vehicular technology, 59 (5), 2456-2471. doi:10.1109/TVT.2010.2045014
Visualizing and Understanding Spatio-Temporal Correlations of Data Dissemination in Vehicular Environments.
Tielert, T.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Hartenstein, H.
2008. 2nd IEEE International Symposium on Wireless Vehicular Communications (WiVeC), Calgary, Canada, 21st - 22nd September 2008
Analysis and Design of Effective and Low-Overhead Transmission Power Control for VANETs.
Mittag, J.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Killat, M.; Härri, J.; Hartenstein, H.
2008. Proceedings of the 5th ACM International Workshop on Vehicular Ad Hoc Networks (VANET 2008), September 15, 2008, San Francisco, California, USA, 39-48, The Association for Computing Machinery, New York. doi:10.1145/1410043.1410051
Vernetzte Fahrzeuge - Kommunikationsstrategien und Simulationsmethodik.
Schmidt-Eisenlohr, F.; Hartenstein, H.
2008. Wireless Communication and Information : New Technologies and Applications. Hrsg.: J. Sieck, 195-205, vwh Fachverlag für Medientechnik und -wirtschaft, Boizenburg
Introducing probabilistic radio propagation models in OMNeT++ Mobility Framework and cross validation check with NS-2.
Kuntz, A.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Graute, O.; Hartenstein, H.; Zitterbart, M.
2008. Proceedings of the 1st International Workshop on OMNeT++, March 7, 2008, Marseille, France, Art. Nr.: 72, The Association for Computing Machinery, New York
On the accuracy of coupling a mobility and a communication simulator for VANETS.
Killat, M.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Göbel, G.; Hartenstein, H.; Kosch, Timo.
2007. Proceedings of the 4th International Workshop on Intelligent Transportation (WIT 2007), March 20th and 21st, 2007, Hamburg, Germany, 137-142, TUHH, Hamburg
Overhaul of IEEE 802.11 modeling and simulation in NS-2.
Chen, Q.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Jiang, D.; Torrent-Moreno, M.; Delgrossi, L.; Hartenstein, H.
2007. Proceedings of the 10th ACM/IEEE International Symposium on Modeling, Analysis, and Simulation of Wireless and Mobile Systems (MSWiM), October 22 - 26, 2007, Chania, Crete Island, Greece, 159-168, The Association for Computing Machinery, New York. doi:10.1145/1298126.1298155
Enabling efficient and accurate large-scale simulations of VANETs for vehicular traffic management.
Killat, M.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Hartenstein, H.; Rössel, C.; Vortisch, P.; Assenmacher, S.; Busch, F.
2007. International Conference on Mobile Computing and Networking - Proceedings of the 4th ACM International Workshop on Vehicular Ad Hoc Networks (VANET), September 10 - 10, 2007, Montreal, Quebec, Canada, 29-38, ACM, New York. doi:10.1145/1287748.1287754
Simulation Platform for Inter-Vehicle Communications and Analysis of Periodic Information Exchange.
Schmidt-Eisenlohr, F.; Torrent-Moreno, M.; Mittag, J.; Hartenstein, H.
2007. Proceedings of the 4th Annual IEEE/IFIP Conference on Wireless On demand Network Systems and Services (WONS), January 24th to 26th, 2007, Obergurgl, Austria, 50-58, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/WONS.2007.340475
IEEE 802.11-Based One-Hop Broadcast Communications: Understanding Transmission Success and Failure under Different Radio Propagation Environments.
Torrent-Moreno, M.; Corroy, S.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Hartenstein, H.
2006. Proceedings of the 9th ACM/IEEE International Symposium on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems (MSWIM), Terromolinos, Spain, 2nd - 6th October 2006, 68-77, ACM, New York
Cumulative Noise and 5.9 GHz DSRC Extensions for ns-2.28.
Schmidt-Eisenlohr, F.; Torrent-Moreno, M.; Tielert, T.; Mittag, J.; Hartenstein, H.
2006. Karlsruhe
Packet Forwarding in VANETs, the Complete Set of Results.
Torrent-Moreno, M.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Füßler, H.; Hartenstein, H.
2006. Karlsruhe
Bug Fixes on the IEEE 802.11 DCF module of the Network Simulator ns-2.28.
Schmidt-Eisenlohr, F.; Letamendia-Murua, J.; Torrent-Moreno, M.; Hartenstein, H.
2006. Karlsruhe
Effects of a Realistic Channel Model On Packet Forwarding in Vehicular Ad Hoc Networks.
Torrent-Moreno, M.; Schmidt-Eisenlohr, F.; Füßler, H.; Hartenstein, H.
2006. Proceedings of the Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), Las Vegas, Nevada, USA, 3rd - 6th April 2006, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/WCNC.2006.1683495