Distributed Processing/In-Network-Processing

Kontakt: Armin Dekorsy

Beteiligte Mitarbeiter

Beschreibung

Sensornetze sind derzeit Gegenstand intensiver Forschungsaktivitäten. Mögliche Anwendungsfelder  für derartige Netze stellen beispielsweise Industrie 4.0 oder die Umweltüberwachung dar. Hierbei wird häufig das Konzept verfolgt, dass die Sensoren die von ihnen gemessenen Daten wie z.B. Temperatur oder Druck zur Auswertung zu einer zentralen Instanz übermitteln. Nachteile eines solchen Konzepts sind, dass diese zentrale Instanz einen Single-Point-of-Failure/Single-Point-of-Trust darstellt und zudem ein Routingmechanismus innerhalb des Netzwerks zur Übermittlung der Sensordaten benötigt wird.

Eine Alternative zu diesem Konzept stellt der Ansatz des In-Network-Processings dar. Bei In-Network-Processing findet die Auswertung der Daten im Sensornetz selber statt, also ohne Single-Point-of-Failure/Single-Point-of-Trust. Jeder Sensor trägt hierbei zur Berechnung z.B. eines räumlichen Temperaturfelds bei und ein Informationsaustausch zwischen den Sensoren garantiert die vollständige Berechnung. Einige Vorteile dieses Ansatzes sind a) eine hohe Robustheit gegen Ausfälle von Kommunikationsverbindungen b) hohe Sicherheit gegen Fehlmessungen oder böswilligen Verfälschungen (es reicht z.B. nicht aus ein oder zwei Sensoren mit falschen Informationen zu speisen) und c) die Möglichkeit eines infrastrukturlosen Betriebs.

Die zentrale Herausforderung bei der Entwicklung von Verfahren zur verteilten Schätzung in einem Sensornetz ist die Erzielung einer hohen Schätzqualität bei gleichzeitig niedrigem Signalisierungs-/Kommunikationsaufwands.

Im Arbeitsbereich Nachrichtentechnik sind hierzu zahlreiche numerische Verfahren erarbeitet und deren Anwendungen unter anderem in 5G-Netzstrukturen mit verteilten „Small Cells“ im Rahmen des EU-Projekts iJOIN sowie in der Schätzung von Diffusionsfeldern zur Umweltüberwachung im DFG-Projekt INDA simulativ analysiert worden. Die Analysen der entworfenen Verfahren bestätigen die oben genannten Vorteile.

Projekte

Publikationen

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Zuletzt aktualisiert am 10.09.2019 von M. Röper
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