Georgi, S: Medienzugriffsverfahren und Übertragungstechniken

auch wesentlich mehr Nutzdaten als bei einem DSSS-basierten Verfahren. Bei Sensorfunknetzen, deren Anwendung einen erhöhten Datendurchsatz verlangt, ist die OFDM-Übertragungstechnik eine lohnenswerte Alternative. Das Zusammenspiel des Übertragungsverfahrens mit den Protokollen für die Steuerung des Zugriffs auf das Übertragungsmedium ist entscheidend. Lange Laufzeiten von batteriebetriebenen Netzwerken lassen sich nur erreichen, wenn alle Komponenten des Knotens für die überwiegende Zeit abgeschaltet werden können. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Protokoll für den Medienzugriff namens ERA zeigt eine gute Skalierbarkeit bei unterschiedlichem Aufkommen von Informationspaketen pro Zeit. Das Protokoll kann somit effizient auf sich ändernde Situationen im Sensornetz reagieren. Da ein Rahmen erst abgehört wird, bevor eine Position in diesem Rahmen belegt wird, kann ein TDMA-ähnliches Verhalten realisiert werden, ohne auf eine zentrale Kontrollinstanz angewiesen zu sein. Der Aufwand für den Versand von regelmäßigen Lebend- Paketen ermöglicht eine Reservierung zukünftiger Zeitschlitze ohne dass eine Zuweisungstabelle von Zeitschlitzen ausgetauscht werden muss. Die Erprobung von Übertragungsverfahren und -protokollen ist durch programmierbare Logikbausteine (FPGAs) in Echtzeit möglich geworden. Die zu erwartende Leistungsaufnahme kann mit Hilfe detaillierter Simulationen des implementierten Designs abgeschätzt werden. Somit kann in dieser Arbeit die Implementierung von Algorithmen zur digitalen Signalverarbeitung sowohl im Hinblick auf den Ressourcenverbrauch als auch auf die zu erwartende Leistungsaufnahme hin optimiert werden. Neben der dedizierten Logik für die digitale Signalverarbeitung der OFDM-basierten physikalischen Schicht können weiterhin durch eine Verhaltensbeschreibung erzeugte Prozessoren im selben FPGA untergebracht werden, um die Aufgaben eines Mikroprozessors zu übernehmen. Diese Aufgaben beinhalten beispielsweise den Medienzugriff und die Ansteuerung von Sensoren. Der verwendete Prozessor bietet genügend Reserven, um neben dem Transport von Datenpaketen auch vielfältige andere Aufgaben zu übernehmen, denn selbst in dem für Sensornetze untypischen Fall, dass ein Knoten ständig sendet und empfängt, ist der verwendete 32bit RISC Prozessor kaum belastet.