Optimierung und Evaluation Black Burst-basierter Protkolle unter Verwendung der Imote 2-Plattform

M. Engel

Masterarbeit, Fachbereich Informatik, Technische Universität Kaiserslautern, 2013

Zusammenfassung

Diese Arbeit behandelt die Implementierung und Evaluierung Black Burst-basierter Protokolle, die aufgrund der Kollisionresistenz durch die Kodierung mit Black Bursts eine attraktive Lösung für Szenarien mit hohen Dienstgüteanforderungen darstellen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei auf Verzögerungen, die durch Hardwarelaufzeiten entstehen. Im Fokus stehen Optimierungen, die im Hinblick auf die verwendete Sensorplattform Imote 2 ermöglicht werden. Ein Ziel der Arbeit ist die Vermittlung eines umfassenden Einblicks in Black Burst-basierte Kommunikation sowie in die verwendete Hardware, deren Einschränkungen und die daraus resultierenden Optimierungsansätze. Darauf aufbauend werden in zahlreichen Experimenten Hardwareverzögerungen analysiert und Empfehlungen für eine Implementierung der Konzepte angegeben. Außerdem wird die Gültigkeit von Verzögerungen, die in den Datenblättern der Hardware angegeben sind, überprüft und teilweise widerlegt. Ein weiteres Ziel der Arbeit ist der Entwurf eines Kommunikationsframeworks, in dem die Erkenntnisse aus den Experimenten berücksichtigt sind, und dessen Implementierung, die robust gegenüber Hardwareverzögerungen ist.

This thesis evaluates Black Burst-based communication protocols. Due to the collision resistance of black bursts, such protocols state an attractive solution for scenarios with high requirements on quality of service. A focus of this thesis is on latencies, which are induced by the limitations of hardware. By deciding on a fixed hardware, the Imote 2 sensor platform, optimizations, which reduce those delays, will be given. This thesis provides a deep insight into Black Burst-based communication, into the utilized hardware and its limitations. Based on that, latencies and optimizations will be evaluated in several experiments, and recommendations for an implementation will be derived. Additionally, the validation of delays given by the hardware datasheets will be checked and partially falsified. Furthermore, based on the results of the experiments, a communication framework, which is robust against hardware delays, will be designed and implemented.

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