Diplomarbeit ? Konzeption und Evaluierung eines ... - CES

Kanal- und Knotenbewertung
4.1. Softwarearchitektur
Die Kanal- und Knotenbewertung besteht aus zwei voneinander unabhängigen Komponenten.
Die Kanalbewertung basiert auf der bereits unter 4.1.3 vorgestellten Testanwendung.
Die Abtastung der Kanäle erfolgt jedoch nicht kontinuierlich sondern nur in
größeren Abständen. Aufgrund dieser Abtastung wird für jeden Kanal dynamisch unter
Berücksichtigung der anderen Kanäle eine Bewertung erstellt. Immer dann, wenn
ein Kanalwechsel erfolgt, wird zunächst diese Bewertung überprüft, um so potentiell
gestörte Kanäle zu vermeiden. Durch die größeren Pausen zwischen den einzelnen
Überprüfungen der Kanäle werden eher langfristige Störungen, wie zum Beispiel der
bereits genannte Funkkopfhörer, erkannt. Kurzfristige Störungen müssen durch Empfangsbestätigungen
und Sendewiederholungen ausgeglichen werden.
Die Knotenbewertung greift genau hier ein. Bei jeder nötigen Sendewiederholung wird
die Bewertung eines Knotens herabgesetzt, bei jeder erfolgreichen Empfangsbestätigung
erhöht. Aufgrund dieser Bewertung wird dann adaptiv die Einstellung des Funkchips für
die nächste Übertragung gewählt. Bei einer schlechten Bewertung wird die Datenrate
reduziert und die Sendeleistung erhöht, bei einer guten Bewertung die Sendeleistung
reduziert und die Datenrate erhöht.
Die Kombination aus einer dynamischen Bewertung der Übertragungskanäle und der
ständigen Anpassung der Sendeleistung und Datenrate ermöglicht es, Verbindungen mit
niedriger Fehlerrate aufzubauen und somit unnötige Sendewiederholungen einzusparen.
Durch die Reduktion der Sendeleistung und Erhöhung der Datenrate wird bei guten
Verbindungen über dies hinaus die benötigte Energie für die Übertragung reduziert.
Die benötigte Energie für die Übertragung einer Nachricht lässt sich Abschätzen durch
die Nachrichtenlänge (in Byte), der Datenrate (in Bit pro Sekunde), die Sendeleistung
(in Watt), den Grundverbrauch des aktiven Systems (ebenfalls in Watt) sowie der
Anzahl der Übertragungswiederholungen n:
Nachrichtenlänge
EÜbertragung = n ∗
Datenrate
Aufgabenverwaltung
∗ (PSendeleistung + PGrundleistung)
Damit Knoten mehrere Aufgaben gleichzeitig erfüllen können, werden diese nicht immer
gleich bearbeitet, wenn sie durch einen anderen Knoten oder die Anwendung selbst in
Auftrag gegeben werden. Stattdessen erfolgt die Bearbeitung und Beantwortung von
Anfragen asynchron. Die Aufgaben werden dazu in eine Warteschlange eingefügt. Durch
die Aufteilung in Teilaufgaben können so mehrere Aufgaben parallel bearbeitet werden
– in etwa vergleichbar mit dem Scheduler eines Betriebssystems.
Für jede Aufgabe kann eine Wartezeit angegeben werden, bis die Bearbeitung erfolgt.
Durch zufällige Wartezeiten kann eine gewisse zeitliche Entzerrung von ausgehenden
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