Energieeffiziente Kommunikation in verteilten, eingebetteten Systemen:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Chemnitz
Univ.-Verl.
2014
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| Schriftenreihe: | Wissenschaftliche Schriftenreihe Eingebettete, selbstorganisierende Systeme
13 |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXI, 293 S. graph. Darst. 21 cm |
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INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XVII
TABELLENVERZEICHNIS XXI
1 EINLEITUNG 1
1.1 MOTIVATION 2
1.2 ZIELSETZUNG 3
1.3 INHALTLICHE STRUKTURIERUNG 4
2 DEFINITIONEN & THEMATISCHE ABGRENZUNG 7
2.1 VERTEILTE, EINGEBETTETE SYSTEME 7
2.1.1 EINGEBETTETE SYSTEME 7
2.1.2 VERTEILTE SYSTEME IM KONTEXT EINGEBETTETER ARCHITEKTUREN 8
2.2 ENERGIEEFFIZIENZ 11
2.3 OPTIMIERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ 12
2.3.1 SYSTEM-EBENE 13
2.3.2 HARDWARE-EBENE 14
2.3.3 SOFTWARE-EBENE 15
2.4 MODELL ZUR QUANTIFIZIERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ 16
2.4.1 QUANTIFIZIERUNG AUF LOKALER EBENE 17
2.4.2 QUANTIFIZIERUNG AUF GLOBALER EBENE 18
2.5 ZUSAMMENFASSUNG 21
3 BASISTECHNOLOGIEN & KONZEPTE 23
3.1 EINGEBETTETE, VERTEILT AGIERENDE SYSTEME 23
3.1.1 DRAHTLOSE AD HOC NETZWERKSTRUKTUREN 23
3.1.2 DRAHTLOSE LOW-POWER KOMMUNIKATIONSSTANDARDS 39
3.1.3 HARDWAREPLATTFORMEN 44
3.1.4 BETRIEBSSYSTEME 51
3.1.5 MIDDLEWARE-ARCHITEKTUREN 55
3.1.6 ANWENDUNGSSZENARIEN 58
3.1.7 TECHNOLOGIETRANSFER 62
3.2 SELBSTORGANISATION 65
3.2.1 SELF-X EIGENSCHAFTEN 68
3.2.2 SCHWARMINTELLIGENZ 70
3.2.3 GRENZEN DER SELBSTORGANISATION 72
3.3 AKTUELLE ENTWICKLUNGEN IM BEREICH UEBERTRAGUNGSTECHNOLOGIEN 72
3.3.1 SMART ANTENNA SYSTEME 72
3.3.2 ULTRA-BREITBAND TECHNOLOGIEN 75
3.3.3 LI-FI TECHNOLOGIEN 77
XIII
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INHALTSVERZEICHNIS
3.4 WAKE-UP-RECEIVER TECHNOLOGIEN 78
3.4.1 GRUNDLAGEN 78
3.4.2 KONZEPTIONELLE RAHMENBEDINGUNGEN 80
3.4.3 FUNKTIONSWEISE & VOR-/NACHTEILE 82
3.4.4 KLASSIFIZIERUNG 86
3.4.5 WURX SYSTEME 88
3.4.6 ANWENDUNGSSZENARIEN 90
3.5 ZUSAMMENFASSUNG 92
4 NETZWERKMANAGEMENT 95
4.1 NETZWERKMODELLIERUNG 95
4.2 MEDIENZUGRIFF / SICHERUNGSSCHICHT 96
4.2.1 MAC PROTOKOLLE 97
4.2.2 ANWENDUNGSOPTIMIERTE UND ENERGIEEFFIZIENTE MAC PROTOKOLLE 100
4.3 TOPOLOGIEMANAGEMENT 104
4.3.1 OPTIMIERUNGSZIELE 104
4.3.2 PROZEDURALER ABLAUF 106
4.3.3 OPTIMIERUNGSANSAETZE UND-VERFAHREN 107
4.4 ROUTING 111
4.4.1 BROADCAST STORMS 115
4.4.2 KLASSIFIZIERUNG 116
4.4.3 GEO-ROUTING 122
4.4.4 MULTIPATH-ROUTING 124
4.4.5 CLUSTERING ALGORITHMEN 126
4.4.6 KOOPERATIVE ROUTINGSTRATEGIEN 128
4.4.7 ANWENDUNGSSPEZIFISCHE ROUTINGSTRATEGIEN 130
4.4.8 WRTA - WURX-OPTIMISED ROUTING ANDTOPOLOGY OPTIMISATION APPROACHL31
4.4.9 EVALUIERUNG WRTA 135
4.5 CROSS-LAYER STRATEGIEN 140
4.5.1 CROSS-LAYER ROUTING 142
4.5.2 CROSS-LAYER ARCHITEKTUREN 142
4.5.3 RMU - CROSS-LAYER-RESSOURCENMANAGEMENT 145
4.6 ZEITSYNCHRONISATION 147
4.6.1 URSACHEN & AUSWIRKUNGEN 147
4.6.2 KLASSIFIZIERUNG & UMSETZUNG 148
4.6.3 CE-TIMESYNC 154
4.6.4 EVALUIERUNG CE-TIMESYNC 155
4.7 LOKALISIERUNG & ORTUNG 156
4.7.1 TRILATERATION 159
4.7.2 TRIANGULATION 161
4.7.3 SZENENANALYSE 161
4.7.4 NAEHERUNGSANALYSE 161
4.7.5 NUTZUNG VON HEURISTIKEN 162
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
4.8 TRANSPORTPROTOKOLLE 163
4.8.1 OPTIMIERUNGSANSAETZE IM BEREICH DER TRANSPORTPROTOKOLLE 164
4.9 ZUSAMMENFASSUNG 165
5 DATENMANAGEMENT 167
5.1 THEMATISCHE ABGRENZUNG 167
5.2 AUFGABENPLANUNG 168
5.3 DATENAGGREGATION 172
5.3.1 KLASSISCHE AGGREGATIONSANSAETZE 174
5.3.2 DATENBANKORIENTIERTE VERFAHREN 176
5.3.3 PLANETARY 177
5.3.4 BETRACHTUNG AUS ENERGIEEFFIZIENZASPEKTEN 180
5.4 DATENFUSION 181
5.4.1 MEHRHEITSVOTUM 182
5.4.2 DYNAMISCHE DATENFUSION MIT HILFE MOBILER AGENTEN 183
5.5 DATENVERWALTUNG & DATENVERTEILUNG 184
5.6 GREASE FRAMEWORK 185
5.7 ZUSAMMENFASSUNG 187
6 ENERGIEMANAGEMENT 189
6.1 ENERGIEWANDLERKONZEPTE 191
6.2 ENERGIESPEICHERUNG & -VERTEILUNG 193
6.3 ENERGIEGETRIEBENE KOMMUNIKATIONSPARADIGMEN 195
6.4 ZUSAMMENFASSUNG 196
7 SYSTEMINTEGRATION 197
7.1 DESIGNPROZESS 197
7.2 KONFIGURATIONSPROZESS 199
7.3 OPTIMIERUNG 202
7.3.1 AUSWAHL KOMMUNIKATIONSPARADIGMEN 203
7.3.2 AUSWAHL KOMMUNIKATIONSTECHNOLOGIEN 205
7.3.3 AUSWAHL KOMMUNIKATIONSPROTOKOLLE 207
7.4 SIMULATION & EVALUIERUNG 209
7.5 ZUSAMMENFASSUNG 210
8 FALLSTUDIEN & ANALYSE 211
8.1 EVALUIERUNGSPLATTFORMEN 212
8.1.1 SIMULATION 212
8.1.2 HARDWAREPLATTFORMEN 213
8.2 FALLSTUDIE 1 - EINFLUESSE DURCH ASYNCHRONE KOMMUNIKATION & WURX
KONZEPTE . 217
8.2.1 HARDWAREREALISIERUNG SINGLE-HOP-SZENARIEN 218
8.2.2 SIMULATION MULTI-HOP-SZENARIEN 222
8.2.3 ENERGIEEFFIZIENZBETRACHTUNGEN IN VERTEILTEN, HETEROGENEN SYSTEMEN
. . . 226
8.2.4 SCHLUSSFOLGERUNGEN 230
XV
INHALTSVERZEICHNIS
8.3 FALLSTUDIE 2 - EINFLUESSE DURCH DATENMANAGEMENTVERFAHREN 231
8.3.1 ENERGIEEFFIZIENZBETRACHTUNGEN VON DATENAGGREGATIONSVERFAHREN .
231
8.3.2 QUALITATIVE EINFLUESSE DURCH DATENAGGREGATIONSVERFAHREN 236
8.3.3 SCHLUSSFOLGERUNGEN 240
8.4 FALLSTUDIE 3 - ENERGIEEFFIZIENZBETRACHTUNG BEI STUFENWEISER
INTEGRATION 241
8.4.1 SCHLUSSFOLGERUNGEN 244
8.5 ZUSAMMENFASSUNG 244
9 RESUME & AUSBLICK 247
9.1 IM RAHMEN DER ARBEIT ENTWICKELTE VERFAHREN UND WERKZEUGE 249
9.1.1 WRTA 249
9.1.2 RMU 249
9.1.3 GREASE 250
9.1.4 PLANETARY 250
9.1.5 CE-TIMESYNC 250
9.1.6 WEITERENTWICKLUNGEN & OPTIMIERUNGEN 250
9.2 AUSBLICK 251
EIGENE VEROEFFENTLICHUNGEN 253
STUDENTISCHE ARBEITEN 257
LITERATURVERZEICHNIS 259
NOMENKLATUR 293
CURRICULUM VITAE 295
XVI |
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