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Diplomarbeit

Energy-Efficient TDMA Schedules for Data-Gathering in Wireless Sensor Networks

In den letzten Jahren wurden drahtlose Sensornetze vielfach zur Datenerfassung eingesetzt. Die inhärente Notwendigkeit zur Steigerung der Lebenszeit eines Netzes bedingt eine effiziente Nutzung der vorhandenen Energie. Dieses Ziel wird durch die Verwendung von dedizierten Phasen zur Datensammlung in Kombination mit TDMA (Time-Division-Multiple Access) Protokollen zur zeitlichen Planung von Funkübertragungen erreicht. Ein Sendeplan wird durch ein Schema beschrieben, das die Sendezeitpunkte der einzelnen Sensorknoten festlegt. Obwohl diverse Verfahren zur Erstellung von Schemata existieren, fehlt bislang ein detaillierter Vergleich. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit eine analytische Untersuchung durchgeführt, um die Stärken und Schwächen existierender Verfahren aufzudecken. Letztere offenbaren hierbei gravierende Nachteile, so dass ein neuer Algorithmus namens Spatial Path-Based Reuse (SPR) entworfen wird. Seine verteilte Implementierung ist durch die Kombination von geringem Speicherverbrauch mit minimiertem Kommunikationsaufwand sowohl einfach als auch effizient. Um einen umfassenden Vergleich unter realistischen Bedingungen durchführen zu können, wird eine Simulationsumgebung für den ns-2 Simulator entwickelt. Die hiermit aus über 400,000 individuellen Simulationen gewonnenen Resultate belegen die Vorteile von SPR insbesondere in großen Netzen. Ferner bestätigen sie die Stärken und Schwächen der anderen Verfahren. Die Arbeit endet mit Empfehlungen für das jeweils am besten geeignete Verfahren in einem gegebenen Szenario.

Student Christian Renner
Startdatum 15. Dezember 2007
Enddatum 15. Juni 2008
Dokumente Ausarbeitung | Präsentation
Projekte SomSeD | SensorNet
Betreuer Christoph Weyer