Seminar Kommunikation und Multimedia: "Challenged Networks"

Die Nutzung von Fahrzeugkommunikation ermöglicht ganz neue Funktionalitäten, führt aber auch zu neuen Kommunikationsherausforderungen. Eine große Schwierigkeit in solchen Netzen ist eine effiziente Informationsverteilung. Dazu wird häufig eine Broadcast verwendet um alle umliegenden Fahrzeuge erreichen zu können. Dieses Vorgehen ist jedoch nicht sonderlich effizient und skaliert schlecht. Daher wurden verschiedene Überlegungen angestellt, die Informationsverteilung zu verbessern indem beispielsweise die Fahrtrichtung eines Fahrzeuges mit berücksichtigt wird.

In diesem Seminarthema sollen die Möglichkeiten für ein effizienteres Broadcasting in VANETs vorgestellt werden.

Literatur:

• An efficient road-based directional broadcast protocol for urban VANETs
• UV-CAST: An urban vehicular broadcast protocol

Zahlreiche Anwendungen im Fahrzeug-Umfeld erfordern eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (V2I). Aufgrund der Dynamik von Fahrzeugnetzen und der hohen Kosten von Infrastrukturinstallationen stellt diese jedoch hohe Anforderungen an die Kommunikations-Architektur.

Diese Seminararbeit soll daher den aktuellen Stand der Forschung auf diesem Gebiet darstellen und aufzeigen, welche Entscheidungen und Strategien zu einer effizienten und realistischen V2I-Architektur führen.

Literatur:

• Cabernet: vehicular content delivery using WiFi
• Web search from a bus
• A light architecture for opportunistic vehicle-to-infrastructure communications

Sog. Delay Tolerant Networks (DTNs) sind darauf ausgelegt, dass Knoten im Netzwerk selten oder nur sehr unstabil erreichbar sind und sind dabei trotzdem in der Lage, Daten zwischen zwei Knoten zu übertragen. Zu diesem Zweck werden Daten auf einzelnen Knoten zwischengespeichert und können ggfs. auch durch die Bewegung dieses Knotens weiter in Richtung ihres Ziels übertragen werden. Man spricht in diesem Zusammenhang von Store, Carry and Forward Netzwerken.

Obwohl an DTNs schon seit diversen Jahren geforscht wird, sind schlüssige Einsatzszenarien selten und existierende Installationen von DTNs in der freien Wildbahn rar. Diese Seminararbeit soll zunächst einen Überblick über Einsatzszenarien geben, die in der einschlägigen Literatur diskutiert und skizziert werden. Dabei sollen explizit voranging solche Einsatzgebiete betrachtet werden, die mit der Kommunikation im oder in den Weltraum nichts zu tun haben. Im zweiten Schritt können außerdem existierende DTN Installation in der freien Wildbahn dargestellt werden.

Literatur:

• DTN - The State of the Art
• Experiences from Deploying a Real-Life DTN System

Die Idee eines verzögerungs- und unterbrechungstoleranten Netzes ermöglicht durch die Store-Carry-Forward Strategie eine Kommunikation ohne eine durchgehende Ende-zu-Ende-Verbindung zwischen den Teilnehmern. Dabei werden Daten auf den einzelnen Knoten gelagert bis diese weitergereicht werden können. Eine größere Herausforderung bei solchen Netzen stellt die Wegewahl dar.

Im Rahmen dieser Seminararbeit sollen gängige Routingverfahren für DTNs betrachtet und mit einander verglichen werden. Dabei sind die Voraussetzungen für die einzelnen Verfahren und deren Besonderheiten zu erläutern.

Literatur:

• Epidemic routing for partially connected ad hoc networks
• BUBBLE Rap: Social-Based Forwarding in Delay Tolerant Networks
• Probabilistic routing in intermittently connected networks

Content Dissemination unter widrigen Bedingungen unterscheidet sich grundlegend vom Routing im Internet und in Netzen, in denen stabile Verbindungen zwischen Quelle und Senke vorausgesetzt werden können. Unter widrigen Bedingungen, wie instabilen Verbindungen, hohen Verzögerungsraten, usw. bieten herkömmliche Routingverfahren daher in der Regel schlechte Performance. Bisherige Arbeiten haben sich daher darauf konzentriert, die Wahrscheinlichkeit der Auslieferung einer Nachricht zu maximieren. Weniger Aufmerksamkeit hingegen hat bisher die Frage gefunden, welche Informationen für den Benutzer interessant sind.

Diese Seminararbeit soll daher einen Überblick über Verfahren geben, die soziale Aspekte bei der Informationsverbreitung berücksichtigen. Der Schwerpunkt soll dabei auf einer vergleichenden Betrachtung liegen.

Literatur:

• Folksonomy-based reasoning for content dissemination in mobile settings
• Habit: Leveraging humand mobility and social network for efficient content dissemination in Delay Tolerant Networks

Neben Interplanetary Networks oder Sensornetzen können DTNs auch aus SmartPhones aufgebaut werden. Man spricht hier von "Pocket Switched Networks". In dieser Arbeit soll ein Überblick über Anwedungsszeanrien in diesem Bereich gegeben werden, sowie besondere Eigenschaften und Herausforderungen gegenüber anderen DTN Einsatzbereichen herausgestellt werden.

Literatur:

• Pocket Switched Networking: Challenges, Feasibility and Implementation Issues

Im Sportbereich hat sich ANT+ zu einem herstellergetriebenen "Pseudo-Standard" für die Kopplung von Pulsgurten, Uhren und neuerdings auch Smartphones entwickelt. In dieser Seminararbeit soll zunächst ein Überblick über Möglichkeiten und Anwendungsbereiche von ANT/ANT+ gegeben werden und vorhandene Umsetzungen vorgestellt werden. Als Schwerpunkt soll das Kommunikationsprotokoll von ANT/ANT+ erläutert werden.

Literatur:

• This is ANT, the Wireless Sensor Network Solution

Das CodeBlue-Projekt der Harvard-Universität beschäftigt sich mit Sensornetzen im medizinischen Umfeld. In dieser Seminararbeit soll zunächst ein Überblick über das CodeBlue-Projekt gegeben werden. Nachdem die Einarbeitung stattgefunden hat, sind (gemeinsam mit dem Betreuer) Schwerpunkte zu wählen, die dann im Rahmen der Seminararbeit intensiver behandelt werden sollen.

Literatur:

• Sensor Networks for Medical Care
• Wireless Sensor Networks for Emergency Medical Care
• CodeBlue: Wireless Sensors for Medical Care
• .. weitere CodeBlue-Publikationen