Präsentationen und Impressionen
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Mittwoch, 8.9.2010
Martin Lipphardt
Verteilte Algorithmen und Protokolle für drahtlose Sensornetze werden häufig nur in Simulationen evaluiert. Oft werden dabei die Ergebnisse hinsichtlich ihrer praktischen Relevanz in Frage gestellt. Ein Bedarf an Umsetzungen theoretischer Ansätze in prototypischen praktischen Anwendungen ist deutlich erkennbar. Wieso wird dieser Weg nicht schon längst von Forschern begangen? Wo liegen die Risiken und welche Ansätze kann man verfolgen, diese zu beherrschen? Lohnt es sich als Doktorand dennoch diesen Weg zu gehen?
Horst Hellbrück: Protokolle in Sensornetzen
Vortrag (PDF)
In Sensornetzen, die aus mehreren hundert drahtlosen Sensoren bestehen, sind die aggregierten Daten und z.B. der Ort der Messdaten, die das Netz liefert, wichtiger als die Identität und der Zustand eines einzelnen Sensors. Damit rücken die Daten in den Vordergrund der Anwendung und die Kommunikation im Netz wird "datenzentrisch". Der Übergang vom knotenzentrischen Kommunikationsparadigma, wie wir es vom Internet kennen, zum datenzentrischen Kommunikationsparadigma erfordert neue Ansätze und neue Protokolle speziell in einer unsicheren und dynamischen Netzstruktur und -topologie, wie sie die drahtlosen Ad-Hoc Netze darstellen. Im Rahmen dieser Veranstaltung werden wir diese neuen Ansätze anhand von Beispielprotokollen zur Lokalisation, Wegewahl und Datenverteilung aufzeigen.
Björn Scheuermann
Die Vernetzung von Fahrzeugen wird zukünftig die Sicherheit und Effizienz des Straßenverkehr erhöhen; sie ermöglicht neuartige Fahrsicherheitsfunktionen ebenso wie Anwendungen, die sich unter dem Begriff "kooperative Verkehrsinformationssysteme" zusammenfassen lassen. In solchen Systemen tauschen die Fahrzeuge kontinuierlich Informationen beispielsweise zur aktuellen Verkehrslage oder freien Parkmöglichkeiten aus, wobei sie zugleich als Sensoren, als Router und als Endnutzer der Informationen agieren. Für solche Systeme sind mehrere unterschiedliche Ansätze denkbar, wie der Informationsaustausch technisch erfolgen kann. Dazu gehören vollständig dezentrale Lösungen über Ad-Hoc-Netze ebenso wie solche mit Unterstützung durch eine feste Netzwerkinfrastruktur. Jeder der Realisierungswege bringt andere Möglichkeiten, aber auch andere inhärente Einschränkungen mit sich - beispielsweise hinsichtlich der Kapazität der verwendeten Netze. Der Vortrag thematisiert einerseits die Struktur dieser Beschränkungen und andererseits algorithmische Ansätze, um mit ihnen umzugehen.
Robert Mänz: Travolution
Vortrag (PDF)
Zunächst wird eine Einführung in den Bereich Car-2-X-Kommunikation gegeben, gefolgt von einer Übersicht des Projektes Travolution. Dieses beschäftigt sich mit Fahrzeug-Infrastruktur- und Fahrzeug-Service-Kommunikation. Dazu gehört der Ampelphasen-Assistent, der dem Fahrer die optimale Geschwindigkeit beim Annähern an eine signalisierte Kreuzung empfiehlt. Weitere Systeme sind der Tankstellen- und der Parkplatz-Assistent. Diese erleichtern die Interaktion im automobilen Alltag, indem sie die Interaktion mit dem Betreiber aus dem Fahrzeug ermöglichen. Dadurch wird das Bezahlen aus dem Fahrzeug ermöglicht.
Mario Gerla: Vehicular Networks: Content Distribution and Urban Sensing
Vortrag (PDF)
There has been growing interest in vehicle to vehicle communications for a broad range of applications ranging from safe driving to content distribution, advertising, commerce and games. In this talk we first address content distribution. Videostreaming to cars (eg TV programs, sport events, tourist info etc) is becoming increasingly popular, and is in fact threatening the already scarce wireless spectrum. We show that vehicle to vehicle communications can help reduce bandwidth consumption by using P2P techniques such as CarTorrent and CodeTorrent. Next we introduce a relatively new application: urban sensing and surveillance. Vehicles monitor the environment, classify the events (e.g., license plates, pollution readings, etc.) and store the data in powerful on board computers. They also create a distributed index from which mobile agents can extract different views. For instance, the Department of Transportation captures traffic statistics; the Department of Health monitors pollutants, and; Law Enforcement investigates crimes. We describe MobEyes, a middleware architecture that maintains a distributed index to sensed data through diffusion of data summaries. Finally, we introduce the UCLA Vehicular Testbed on which many of the above concepts are validated.
Donnerstag, 9.9.2010
Frank Kargl
Der Vortrag gibt zunächst einen kurzen Überblick über grundlegende Aspekte von Sicherheit, insbesondere werden Sicherheitsziele und kryptografische Grundlagen vorgestellt. Anschließend werden wesentliche Eigenschaften drahtloser Systeme und die Auswirkungen auf deren Sicherheit diskutiert. Am Beispiel von IEEE 802.11(i) wird ein aktuelles Sicherheitssystem für WLANs vorgestellt und es werden aktuelle Arbeiten diskutiert, die dessen Sicherheit in Frage stellen. Der zweite Teil des Vortrags widmet sich der Fahrzeug-Fahrzeug Kommunikation (V2V) als einem typischen Vertreter einer neuen Generation drahtloser Netzwerke, bei denen Kommunikation spontan, kooperativ und dynamisch organisiert wird und Netzwerkknoten auch Daten anderer Knoten weiterleiten. Aufbauend auf den Inhalten der V2V Vorträge lassen sich eine Reihe von zusätzlichen Herausforderungen bei der Absicherung solcher Systeme identifizieren. Ein Überblick über aktuelle Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der V2V Sicherheit zeigt, dass Lösungsansätze mitunter deutlich von herkömmlichen Sicherheitssystemen abweichen. Die Nutzung von drahtlosen Kommunikationssystemen führt fast immer auch zu einer Privacy-Problematik. In zunehmendem Maße nutzen und kommunizieren mobile Geräte Lokationsinformationen. Die Kenntnis der eigenen Position und der Positionen anderer Knoten ermöglicht eine Vielzahl neuer Dienste in Bereichen wie Location-based Services oder V2V. Obwohl ein Missbrauch dieser Daten, z.B. die Erstellung von Bewegungsprofilen, in aller Regel durch Datenschutzgesetze verboten ist, sind dennoch technische Ansätze notwendig, die einen solchen Missbrauch bereits im Ansatz verhindern. Der Vortrag stellt im dritten Teil aktuelle Forschungsarbeiten insbesondere aus den Bereichen Ubiquitous Computing und V2V Privacy vor.
Klaus Wehrle
Bericht über den UMIC Cluster.
Holger Karl: Cooperative Diversity
Vortrag (PDF)
Wireless communication is a challenging problem because of many difficulties imposed by the wireless channel. A particular important one is fading: random, short-term, sudden fluctuations of the received signal strength; it is caused by multi-path propagation and heavily depends on movement speed and communication bandwidth. The usual way to handle fading is diversity: use different communication channels in way that data can be successfully communicated even over a subset of these channels, reducing (in the ideal case, exponentially) the probability of communication outage. Typically, diversity is obtained in time or frequency or, with schemes like MIMO, in space. This talk addresses a particular form of spatial diversity, obtainable even with single-antenna devices by the cooperation of multiple devices - cooperation diversity. If used properly, it still achieves full diversity degree and can be implemented in real systems. We discuss theoretic foundations, basic protocol ideas, and obstacles to real-world implementation.
Freitag, 10.9.2010
Andreas Kassler
Vortrag (PDF)
Wireless Mesh Networks (WMN) are wireless multi-hop networks characterized by an infrastructure-based backbone and adaptive routing and radio resource management mechanisms that offer an economic alternative for providing broadband wireless internet connectivity. The application potential of such networks is enormous including scenarios like emergency communications, home networks, urban area networks, community and neighborhood networking and services, or enterprise networks. Realizing such vision requires a paradigm shift from current internet architecture towards a decentralized, self-managed, scalable and adaptive wireless access network. Cognitive radio (CR) technology on the other hand enables a flexible and more effective use of available spectrum by exploiting the existing wireless spectrum opportunistically. Multihop and Meshed networks, enabled with cognitive radio capabilities, will result in a paradigm shift towards spectrum-aware communication architectures. However, such networks impose unique challenges due to the high fluctuation in the available spectrum, the distributed multi-hop communication requirement, and the dynamic network topology. In this tutorial, we first give a short introduction into routing, routing metrics and channel assignment for multi-radio multihop/mesh networks. We will then introduce spectrum management and awareness functions such as spectrum sensing, spectrum sharing, spectrum decision, and spectrum mobility from the viewpoint of a network requiring distributed coordination. Open research issues in these areas are also outlined.
Falko Dressler: Using Virtual Coordinates in Sensor Networks
Vortrag (PDF)
We will study the Virtual Cord Protocol (VCP), which exploits virtual coordinates to provide efficient and failure tolerant routing and data management in sensor networks. VCP maintains a virtual cord interconnecting all the nodes in the network and which, operating similar to a Distributed Hash Table (DHT), provides means for inserting data fragments into sensor nodes and retrieving them. Furthermore, it supports service discovery using indirections. VCP uses two mechanisms for finding paths to nodes and associated data items: First, it relies on the virtual cord that always provides a path towards the destination. Secondly, locally available neighborhood information is exploited for greedy routing. Our simulation results show that VCP is able to find paths close to the shortest path (achieving a stretch ratio of less than 125%) with very low overhead. VCP also supports data replication mechanisms to improve failure handling. The routing performance of VCP, which clearly outperforms other ad hoc routing protocols such as Dynamic MANET On Demand (DYMO), is similar to other virtual addressing schemes, e.g. Virtual Ring Routing (VRR). However, we improved VCP to handle frequent node failures in an optimized way. The presented results outline the capabilities of VCP to handle such cases more efficiently compared to other protocols. We also compared the capabilities to reliably store and retrieve data in the network to Geographic Hash Tables (GHTs). VCP, in the worst case, performs similar to GHTs, but outperforms this protocol in most cases, especially when complex routing is involved.