Bachelor- und Master-Arbeiten (Studien-/Diplomarbeiten)

Energie-Effizienz in Mobilfunk-Zugangsnetzen

Kommunikationsnetze, insbes. Mobilfunk-Netze, tragen nicht unerheblich zum Gesamtenergieverbrauch einer Gesellschaft bei. Zusätzlich ist der Energieverbrauch ein erheblicher Kostenfaktor für Netzbetreiber. Wir untersuchen Verfahren zur Verbesserung der Effizienz. 

Kontakt: Frederic Beister, Martin Dräxler, Matthias Herlich 

• Information-Centric Content Delivery in Mobile Access Networks Integration von ICN Konzepten in den "Evolved Packet Core" (EPC) der LTE-Architektur. [Weitere Informationen als PDF]

Zukünftige Internettechnologien - Architekturen des Future Internet

Das Internet wird sich in der Zukunft stark verändern: Der Datenverkehr wächst nach wie vor sehr schnell, die Struktur des Netzes verändert sich durch unterschiedliche Anbieter/Nutzer-Verhältnisse. Ein möglicher Ansatz ist das sog. "information-centric networking", bei dem die Internet-Architektur nicht auf Host-Adressen orientiert wird sondern Daten an sich betrachtet werden. 

Eng damit verbunden sind Ansätze, Cloud Computing enger mit der Struktur des Internets zu verbinden, beispielsweise um bessere Latenz für Cloud-Nutzer zu erzielen. Dazu ist das Wissen oder die Vorhersage von Latenz oder Datenraten nützlich, die auch in allgemeineren Routing-Ansätzen Verwendung finden. Beispielsweise helfen sog. Internet-Koordinaten-Systeme bei einer solchen Vorhersage, indem sie jedem "Host" eine Koordinate zuordnen, so dass sich aus dem Abstand der Koordinaten Latenz oder Bandbreite schätzen lassen. 

Kontakt: Matthias Keller, Arne Schwabe, Holger Karl

• Verteilung von Diensten in Multi-Cloud Umgebungen 
• siehe Matthias Keller > Studenten

Software Defined Networks

Software Defined Networking ist ein neuer Ansatz um ein Netzwerk zu betreiben, der die switching planes für mehrere Switches auf einem so genannten Controller zusammenführt. Routingtabellen werden dabei ausschließlich auf dem Controller berechnet, der alle Informationen von allen angeschlossenen Switchen besitzt. Ein Controller besitzt somit globale Informationen über das Netzwerk, weshalb nun auch Routingalgorithmen im Netzwerk verwendet werden können, die globales Wissen benötigen.

Kontakt: Philip Wette 

• Monitoring und Routing in Software Defined Networks [PDF]

Kooperative Diversität in drahtlosen Netzen

Diversität - das Ausnutzen unterschiedlicher Übertragungsoptionen - ist eine grundlegende Technik im Mobilfunk, um Übertragungsfehler zu vermeiden. Kooperative Diversität ist eine spezielle Form der räumlichen Diversität, die durch Zusammenarbeit mehrerer Teilnehmer erzielt wird. Diese Technik findet Anwendungen sowohl in zellularen Systemen wie in drahtlosen Sensornetzen, z.B. in der Industrieautomatisierung. Das Themenspektrum reicht hier von sehr theoretischen Analysearbeiten über Protokolle für Mobilfunk-Backbones bis zu praktischen Implementierungen auf eingebetteten Systemen.

Kontakt: Tobias Volkhausen, Rana Azeem Khan, Martin Dräxler, Holger Karl 

• Derzeit keine spezifischen Themenvorschläge 

Drahtlose Sensor- und Aktornetze

Drahtlose Sensornetze bestehen aus kleinen, batteriebetriebenen Sensorknoten, die gemeinsam an einer globalen Messung kooperieren. Sensorknoten messen Umgebungsparameter, wie beispielsweise Feuchtigkeit, Helligkeit oder Temperatur, bearbeiten diese Messungen schon teilweise innerhalb des Netzes und übertragen dann die Ergebnisse auf Datensenken, von denen die Daten durch den Benutzer abgerufen werden können. Sensornetze können darüber hinaus mit Aktoren ausgestattet sein, mit denen man auf basis der Sensormessungen Einfluss auf die Umgebung nehmen kann (z.B. Schalten einer Beleuchtung, Ansteuern einer Jalousie, öffnen eines Ventils, aktivieren eines mobilen Roboters etc.). Zum Erreichen der Datensenken und der Aktoren werden häufig sogenannte Multihop-Kommunikationsverfahren verwendet, d.h. Nachrichten werden in mehreren Weiterleitungsschritten mithilfe von kooperierenden Knoten vom Start- zum Zielknoten transportiert. Inhärente Verteiltheit, Unzuverlässigkeit des drahtlosen Kommunikationsmediums und die Notwendigkeit besonders Energieeffizient zu arbeiten, sind die größten Herausforderungen.

Kontakt: Holger Karl 

• Derzeit keine spezifischen Themenvorschläge

Ad hoc & "Mesh" Netze

Dies sind Netze, bei denen die Teilnehmer ihre Betriebsparameter eigenständig konfigurieren und meist auch an der Weiterleitung von Daten beteiligt sind. Bei ad hoc Netzen wird meist Mobilität unterstellt, Mesh-Netze sind dagegen statisch; in beiden Fällen wird in der Regel drahtlos kommuniziert.

Kontakt: Holger Karl 

• Derzeit keine spezifischen Themenvorschläge

Modelle und Simulation

Für viele Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind geeignete Modelle eines realen Systems und die Simulation solcher Systeme notwendig. Die Arbeiten hier kümmern sich um die Entwicklung von Modellen und deren Simulation. Beispielsweise sind für die Erforschung von Algorithmen zu Internet-Routing gute Modelle der Struktur des Internets selbst notwendig; für drahtlose Netze kann etwa die (zeitliche und räumliche) Korrelation von Nutzerverhalten oder von Übertragungskapazität interessant sein. 

Kontakt: Holger Karl und fast alle Mitarbeiter 

• Energy-Efficient Queuing with Delayed Deactivation [PDF]