Realistic Radio Channel Model for Cooja

Einleitung

Wireless Sensor Networks (WSN) bestehen aus einer Reihe von batteriebetriebenen Sensorknoten die drahtlos miteinander kommunizieren. Die Einsatzgebiete reichen von Umweltbeobachtungen bis zur Steuerung und Überwachung von Industrieanlagen. Den Anwendungen gemein sind jedoch die begrenzten Energiereserven, weshalb der Energiebedarf minimiert werden muss.

Das Projekt GINSENG entwickelt ein neuartiges drahtloses Sensornetzwerk, das Anwendungen Garantien über die Mindestperformanz des Netzwerkes geben kann. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Latenz sowie die Zuverlässigkeit gelegt. GINSENG ermöglicht es in Zukunft, Anwendungen auf Basis von WSNs zu realisieren, die mit klassischen Best-Effort Netzwerken nicht umsetzbar sind.

Als Teil von GINSENG werden aktuell neuartige Methoden zur Anpassung der Sendeleistung an die momentane Umgebung entwickelt. Um diese effizient entwickeln und testen zu können, ist die Unterstützung eines Simulators notwendig.

Aufgabenstellung

Ziel dieser Arbeit ist es, in dem Contiki Simulator Cooja eine möglichst realistische Nachbildung der Kanaleigenschaften eines drahtlosen Sensornetzwerks zu erzeugen. Dabei soll nicht nur der Paketverlust realistisch modelliert werden sondern vor allem auch Parameter wie LQI und RSSI mit größtmöglicher Ähnlichkeit zur Realität abgebildet werden.

Zu diesem Zweck ist zunächst Literatur zu sichten und darzustellen, welche Arbeiten es bereits auf diesem Gebiet gab. Weiterhin ist darzustellen, mit Hilfe welcher Methoden in der Regel Kanalmodelle erzeugt werden und welche Messungen dafür notwendig sind.

Im zweiten Schritt sind die notwendigen Softwarekomponenten zur Messung zu entwerfen sowie zu implementieren. Die Implementierung erfolgt dabei teilweise auf drahtlosen Sensorknoten und teilweise auf einem PC.

Anschließend sind die notwendigen Messungen zu planen sowie durchzuführen. Die Messungen sollten in einer geeigneten Umgebung durchgeführt werden, so dass unvorhersehbare oder nicht quantifizierbare Störung von außen so gut wie möglich ausgeschlossen werden können.

Abschließend ist auf Basis der Messergebnisse ein Kanalmodell zu erzeugen und dieses in Cooja zum implementieren. In der Evaluation ist zu zeigen, dass sich das neue Modell vergleichbar zu den anfänglichen Messungen sowie zu eventuellen Vergleichsmessungen verhält. Der Unterschied zu den bestehenden Kanalmodellen in Cooja ist darzustellen.

Die im Rahmen dieser Diplomarbeit entworfenen und implementierten Komponenten sind umfangreich zu dokumentieren sowie geeignet zu evaluieren. Die neuen Komponenten sollen in das GINSENG Framework integriert und in diesem auch evaluiert werden.

Links

• Hinweise zur Durchführung von studentischen Arbeiten am IBR