Betrachtungen zur Energieeffizienz in Funknetzwerken mit geringer Datenrate

Más información sobre el libro

Diese Arbeit untersucht die Energieeffizienz der Datenübertragung in Funknetzwerken mit geringer Datenrate, insbesondere in Sensornetzwerken, die meist batteriebetrieben sind und lange Betriebsdauern anstreben. Energieeffizienz ist ein zentrales Designmerkmal, das sowohl den Hardwareentwurf als auch die physikalische Übertragung und das Protokolldesign betrifft. Ziel ist es, das gesamte System zu optimieren, anstatt nur Einzelparameter zu betrachten. Zunächst wird ein Analysemodell zur Berechnung des Energieverbrauchs bei der Datenübertragung entwickelt, das auf einem komplexen Zustandsdiagramm basiert und mithilfe der Mason’schen Regel ausgewertet wird. Dieses Modell ermöglicht die Berechnung des Einflusses einzelner Parameter wie Detektionsverfahren, Modulation, Fehlerschutzkodierung und Kanalzugriff auf den Energieverbrauch unter Berücksichtigung von Interferenzen. Eine zentrale Erkenntnis ist, dass höhere Sendeleistungen den Energieverbrauch senken können, wenn dies die Zeit im energieintensiven Aktiv-Mode verkürzt. Ultra-Wideband-Verfahren (UWB) mit kurzen Pulsen zeigen vielversprechendes Potenzial, da sie einen einfachen und energieeffizienten Sender ermöglichen. Allerdings ist die Leistung einfacher Empfänger in Mehrwegekanälen begrenzt, und es besteht Forschungsbedarf für leistungsfähige Synchronisationsalgorithmen. In Bezug auf die Multi-Hop-Funktionalität von Sensornetzwerken ist deren Einsatz nur in starken Blocksch