Energy-efficient Communication in Ad Hoc Wireless Local Area Networks

Die Funktechnik wird heutzutage in vielen Bereichen, beispielsweise in der Computer-, Kommunikations- und Steuerungstechnik, verwendet. Eine der populärsten Funktechnologien, die der Klasse der lokalen Netzwerke (LANs) zugerechnet wird, ist IEEE 802.11. Die Mitte der achtziger Jahre konzipierte und 1995 vom IEEE in seiner Urform standardisierte Funktechnologie hat nicht zuletzt wegen den vergleichsweise hohen Übertragungsraten vor allem im Internet-Anschlussbereich von (mobilen) Endgeräten Anwendung gefunden. Trotz der vorhandenen Energiesparfunktion verbraucht eine IEEE 802.11-Funkschnittstelle einen erheblichen Teil des Energiebudgets eines batteriebetriebenen Endgeräts, so dass weitere Maßnahmen zur Senkung des Energieverbrauchs notwendig sind. Diese Dissertation befasst sich mit verschiedenen Aspekten der Energieverbrauchsreduktion von IEEE 802.11-basierten Funknetzen. Das zentrale Element dieser Arbeit ist das Vielfachzugriffsprotokoll. Ausgangspunkt ist die Messung der Leistungsaufnahme einer WLAN-Schnittstelle in verschiedenen Betriebsarten. Unter Zuhilfenahme dieser Messdaten wird der Energieverbrauch der WLAN-Schnittstelle in verschiedenen Betriebsarten und bei verschiedenen Kanalqualitäten bestimmt. Um den Energieverbauch aussagekräftig zu beschreiben, wird eine neue Metrik verwendet, welche der verbrauchten Energie pro erfolgreich übertragenem Informationsbit entspricht. In dieser Arbeit wird ersichtlich, dass die im IEEE 802.11-Standard spezifizierte Energiesparfunktion, die im Grunde einem Ein/Aus-Schema entspricht, bei entsprechenden Maßnahmen den positiven, betriebsdauerverlängernden Effekt einer gepulsten Batterieentladung erzielen kann. Im Weiteren wird der Zusammenhang zwischen der Größe eines gesendeten Pakets und dem Energieverbrauch der WLAN-Schnittstelle untersucht. Die Analyse verdeutlicht, dass die Anpassung der Funksignalleistung an die Paketgröße zu einer Senkung des Energieverbrauchs führt. Abschließend wird die dynamische Anpassung der Funksignalleistung im Zusammenhang mit einer kontrollierten Mehrschrittkommunikation (multi-hop) hinsichtlich des Reduktionspotentials beim Energieverbrauch und der Immissionsleistung untersucht. In beiden Fällen wird ein Reduktionsgewinn ersichtlich. Die Ergebnisse der Dissertation zeigen, dass weiteres Potential zur effizienteren Nutzung des begrenzten Energievorrats einer Batterie vorhanden ist, was letztendlich zu länger arbeitenden, leichteren und damit zu ergonomischeren, funkbasierten Kommunikationsendgeräten führt. Obwohl die Arbeiten auf der IEEE 802.11-Funktechnologie basieren, haben die erzielten Ergebnisse allgemeine Gültigkeit.

Author dc:creator

• Ebert, Jean-Pierre

Advisor dc:contributor.advisor

• Wolisz, Adam

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

en, English

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus-7756
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-874

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/1171