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This paper proposes a centralized autonomous intersection management scheme for heterogeneous connected vehicles (HCVs). Contributions of this work are as follows. First, we sustainably classify heterogeneous vehicles with their distinctive safety-related characteristics. Second, we conduct a safe and efficient coordination algorithm with respect to some criteria such as vehicle types, road priorities and right of way rules. Third, we consider the impact of different road conditions, vehicle characteristics, load, and braking technology on the system performance. Forth, we demonstrate the efficiency of the system under various traffic densities with symmetric and asymmetric vehicle distribution. Besides, system performance is to be compared with traffic lights (TLs) scenarios in terms of throughput, average travel time (ATT), intersection busy time (IBT), channel busy rate (CBR), and packet loss rate (PLR) in various road conditions.

Wireless communications have affected our lifestyle in the last decades. It is helpful to improve quality of life for communities. Communications among vehicles usually take place in vehicular ad-hoc networks (VANETs). Vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to-infrastructure (V2I) communications are aspects of communications in the transportation which are growing rapidly. They can play a pivotal role in the transportation field. Management of traffic lights (TLs) is crucial to control traffic flow especially at an intersection. The goal of this paper is to manage the TLs at an intersection when an emergency vehicle (EV) is approaching. First, we simulate an intersection which includes TLs via simulation of urban mobility (SUMO). Later, we simulate VANETs communication to manage the TLs at the intersection when the EV is coming with the help of objective modular network testbed in C++ (OMNeT++) and vehicles in network simulation (Veins). Finally, the impact of V2I communication on delivery efficiency of the emergency service is investigated. Simulation results show an improvement in delivery efficiency of the emergency service.

In this paper, we employ a novel safe centralized intersection management (IM) scheme for heterogeneous classes of connected vehicles such as passenger vehicles (PVs), buses, vans, trucks, emergency vehicles (EVs), trams and also vulnerable road users (VRUs) including motorcycles, bicycles, and moped. A rule-based algorithm undertakes safe coordination using different criteria such as intersection traffic rules, vehicle types and road priorities. Besides, in the proposed system, dynamics and behavior of the road users, which might be totally distinct, are taken into account. These underlying characteristic behaviors comprise of reaction distance $(D_r)$, stopping distance $(D_s)$, braking distance $(D_b)$, braking lag distance $(D_bl)$ as well as deceleration (d) and velocity (v) of the vehicles in an urban environment. In addition, special lanes for cyclists and tram tracks are considered in the layout. Furthermore, in order to more properly image the realistic traffic situations, we have integrated the impact of various road conditions in our system in terms of dry, wet, snowy, and icy. Performance of the system is analyzed in several sparse and dense traffic situations with respect to different criteria such as speed and travel time. Additionally, efficiency is also compared to traditional intersection management systems like traffic lights (TLs).

Intelligent transport systems (ITS) promise to leverage wireless communications among vehicles. Performance of wireless communication is of crucial importance and can severely impact safety, efficiency and infotainment of transport applications. In this paper, in order to promote the usage of IPv6 in vehicular networks, we deploy a wireless communication framework in a Linux environment based on the Internet protocol (IP). Further, we evaluate the behaviour of the ITS-G5 in various stationary and mobile scenarios to investigate the impact of environmental and radio factors on the performance of ITS-G5. Several measurements such as inter-reception time (IRT), packet loss, latency, end-to-end (E2E) latency, reception position error (RPE), and throughput are carried out to discover the limitations and strength of the technology in a real world test-bed.

Intersections are considered to be a vital part of urban transportation and drivers are prone to make more mistakes, when driving through the intersections. A high percentage of the total fatal car accidents leading to injuries are reported within intersections annually. On the other side, there usually is traffic congestion at intersections during busy times of day. Stopping the vehicles in one direction to let the vehicle pass in the other directions leads to this phenomenon and it has a huge effect on traffic delay, which causes great squander in natural and human resources as well as leading to weather pollution in metropolises. The goal of this paper is to design and simulate different spatio-temporal-based algorithms for autonomous connected vehicles to be able to cross the intersection safely and efficiently. Vehicles employ vehicle-to-vehicle (V2V) communication via dedicated short range communications (DSRC) [4, 1] to exchange their kinematic information with each other. The proposed algorithms are compared to each other as well as with traditional methods like traffic lights in terms of various performance metrics such as traffic congestion, speed and especially delay to find the optimal control approach for autonomous intersection management.

In a wireless sensor network (WSN), sensor nodes are distributed in a predefined environment, collecting environmental data and transferring them to the base station or sink for processing and analysis. In the meantime, much research has been done on heterogeneous wireless sensor networks. Due to the fact that in a heterogeneous wireless sensor network (HWSN) factors such as primary energy, data processing ability, etc. greatly affect the life of the network, the selection of cluster heads (CHs) for coordinating a cluster of sensor nodes has created a wide range for further development of network efficiency capabilities. In this work, an event-driven energy-efficient protocol based on a genetic algorithm is proposed that uses various parameters such as the remaining energy of the node, the minimum distance of a node to the base station, and also the degree of the neighborhood of a node as fitness function values, and evaluates solutions in a heterogeneous wireless sensor network. For evaluating the proposal, network stability, energy consumption, death of the first node, and number of living nodes per round are considered as evaluation criteria.

Software-Defined Networking (SDN) is a new networking paradigm with many advantages compared to traditional networks, such as reliability, scalability, and flexibility. However, SDN inherits some vulnerabilities from traditional networks and even shows new properties that malicious users might exploit as vulnerable aspects. In this paper, a novel solution is introduced based on the notion of the IP Security protocol (IPSec) and an adaptive threshold algorithm to counter Distributed Denial of Service (DDoS) attacks and freeloading attacks. The simulation results show the ability of the proposed countermeasure to prevent these attacks by distinguishing between benign and malicious users, which shows a notable enhancement compared to previous approaches.

In Software-Defined Networking (SDN) the controller is the only entity that has the complete view on the network, and it acts as the brain, which is responsible for traffic management based on its global knowledge of the network. Therefore, an attacker attempts to direct malicious traffic towards the controller, which could lead to paralyze the entire network. In this work, Deep Learning algorithms are used to protect the controller by applying high-security measures, which is essential for the continuous availability and connectivity in the network. Recurrent Neural Network (RNN), Long Short-Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Unit (GRU) are proposed to recognize and prevent the intrusion attacks. We evaluate our models using a recently released dataset (InSDN dataset). Finally, our experiments manifest that our models achieve very high accuracy for the detection of Denial of Service (DoS) attacks. Thus, a significant improvement in attack detection can be shown compared to one of the benchmarking state of the art approaches.

This paper analytically evaluates the Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) based on two different message brokers called RabbitMQ and ActiveMQ which implement two different versions of AMQP, namely version 0-9-1 and version 1-0 respectively. A system model is created for the consumer and subscriber to find the difference between the two brokers in a live environment which are hosted on Amazon Web Service (AWS). Different parameters like latency, publish-rate, data-rate, and consume-rate are considered for performance evaluation for varying message payloads and queues.

Traffic simulation can help to evaluate the impact of different mobility behaviors on the traffic flow from safety, efficiency, and environmental views. The objective of this paper is to extend the SUMO (Simulation of Urban Mobility) road traffic simulator to model and evaluate the impact of motorcycles mobility on vehicular traffic. First, we go through diverse mobility aspects and models for motorcycles in SUMO. Later, we opt for the most suitable mobility models of motorcycles. Finally, the impact of motorcycle mobility on different kinds of vehicles is investigated in terms of environment, fuel consumption, velocity and travel time. The result of modeling and evaluation shows that based on the mobility model of the motorcycle, vehicular traffic flow can be enhanced or deteriorated.

Die Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern (V2X) hat sich zu einem wichtigen Mechanismus zur Verbesserung der Sicherheit und Effizienz des Straßenverkehrs entwickelt. Obwohl die V2X-Kommunikation prinzipiell die Kommunikation zwischen Fahrzeugen (V2V), zwischen Fahrzeug und Infrastruktur (V2I) sowie zwischen Fahrzeug und Fußgänger (V2P) umfasst, sind Ansätze zur V2P-Kommunikation weiterhin in einem sehr frühen Stadium und lassen einen umfassenden Ansatz für die Entwicklung von V2P-Systemen vermissen. V2P umfasst im Detail die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und einer Vielzahl von gefährdeten Verkehrsteilnehmern (VRUs), wie beispielsweise Fußgänger, Radfahrer oder Mopeds. V2X-Systeme wurden ursprünglich nur für V2V- und V2I-Kommunikation entwickelt, wobei ausschließlich die Fahrzeugeigenschaften im Fokus standen. Ein effektives V2P-Systemdesign muss jedoch auch die Eigenschaften von VRUs berücksichtigen, die bei der Berücksichtigung der V2P-Kommunikation in einem V2X-System viele Fragen aufwerfen. Diese Dissertation befasst sich mit drei Aspekten im Zusammenhang mit der Entwicklung eines V2P-Systems. Der erste Aspekt betrifft die systematische Konzeption eines V2P-Systems nach einem ganzheitlichen Ansatz. Diese Dissertation schlägt einen V2P-Entwurfsrahmen vor, der auf verschiedenen Eingangsgrößen basiert, die für die Entwicklung eines effektiven V2P-Systems erforderlich sind. Dieser Entwurfsrahmen verbessert das Verständnis der V2P-Systemanforderungen und trägt dazu bei, den Entwurfsprozess systematischer zu gestalten. Der zweite Aspekt betrifft die Leistung des V2X-Netzes, wenn eine große Anzahl von VRUs präsent ist. Diese Dissertation schlägt hierfür MC-COCO4V2P vor, einen energieeffizienten Clustering-Mechanismus für Fußgänger zur Eindämmung der Netzüberlastung. MC-COCO4V2P verbessert die Netzleistung, indem die Anzahl der von Fußgängern generierten Sicherheitsmeldungen reduziert wird. Damit wird zudem die Batterielebensdauer der von den Fußgängern genutzten Geräte verbessert. Der dritte Aspekt betrifft die Zuverlässigkeit der Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Fußgänger, die kurz vor einem Zusammenstoß stehen. Diese Dissertation stuft eine so wichtige Kommunikation als diejenige ein, die selbst beim Austausch anderer kritischer Sicherheitsnachrichten die höchste Priorität bekommt. Es wird ein Mechanismus vorgeschlagen, der es den umgebenden Verkehrsteilnehmern ermöglicht, ihre Kommunikationspriorität vorübergehend zu verringern. Dies führt zu einem bevorzugten Medienzugriff für die durch eine Kollision gefährdeten Verkehrsteilnehmer, was zu einer höheren Dienstgüte (QoS) für deren Kommunikation führt.

Many security analyses argue that the Software-Defined Network (SDNs) framework has many vulnerabilities because SDN provides malicious users an easy opportunity to overload network resources. Typically, the malicious user directs the attack towards the network layer, especially the controller plane which acts as the core of the network. However, the attack is redirected to the application layer when the attacker is defeated in the network layer. This paper proposes to extend the SDN controller with an external device to improve the SDN architecture and to protect the service level of the SDN components against malicious attacks. Simulation results show that the proposal successfully protects Web servers against Slow HTTP DDoS attacks.

Rettungskräfte müssen unter widrigen Bedingungen zuverlässig kommunizieren können, um in Rettungseinsätzen effizient arbeiten zu können und somit Leben zu retten. Idealerweise ist dazu ein selbstorganisiertes Ad-Hoc-Netz notwendig, weil die Kommunikationsinfrastruktur ggf. beschädigt oder überlastet sein kann. Um die geforderte Robustheit der Kommunikation auch in Szenarien mit größeren zu überbrückenden Entfernungen zu gewährleisten, werden zusätzlich Mechanismen benötigt, die eine Unterbrechungstoleranz ermöglichen. Verzögerungstolerante Netze (engl. Delay Tolerant Networks, kurz: DTN) stellen solche Mechanismen bereit, erfordern aber zusätzliche Verzögerungen, die für Rettungskommunikation nachteilig sind. Deshalb werden intelligente hybride Wegewahlverfahren benötigt, um die Verzögerung durch DTN-Mechanismen zu begrenzen. Außerdem sollten entsprechende Verfahren heterogene Netze unterstützen. Das ermöglicht zusätzlich eine effizientere Weiterleitung durch die Nutzung von Geräten mit unterschiedlichen Kommunikationstechnologien und damit auch Reichweiten. Um solche Systeme und die dafür benötigten Kommunikationsprotokolle zu entwickeln, werden verschiedene Analysewerkzeuge genutzt. Dazu gehören analytische Modelle, Simulationen und Experimente auf der Zielsystemhardware. Für jede Kategorie gibt es verschiedene Werkzeuge und Frameworks, die sich auf unterschiedliche Aspekte fokussieren. Dadurch unterstützen diese herkömmlichen Analysemethoden jedoch meistens nur einen der oben genannten Punkte, während die Untersuchung von hybriden und/oder heterogenen Ansätzen und Szenarien nicht ohne weiteres möglich ist. Im Falle von Rettungskräften kommt hinzu, dass die charakteristischen Merkmale hinsichtlich der Bewegung der Knoten und des erzeugten Datenverkehrs während eines Einsatzes ebenfalls nicht modelliert werden können. In dieser Arbeit werden deshalb verschiedene Erweiterungen zu existierenden Analysewerkzeugen sowie neue Werkzeuge zur Analyse und Modelle zur Nachbildung realistischer Rettungsmissionen untersucht und entwickelt. Ziel ist es, die Vorteile existierender Werkzeuge miteinander zu kombinieren, um ganzheitliche, realitätsnahe Untersuchungen von hybriden Protokollen für heterogene Netze zu ermöglichen. Die Kombination erfolgt in Form von gezielten Erweiterungen und der Entwicklung ergänzender komplementärer Werkzeuge unter Verwendung existierender Schnittstellen. Erste Ergebnisse unter Verwendung der entwickelten Werkzeuge zeigen Verbesserungspotentiale bei der Verwendung traditioneller Protokolle und erlauben die Bewertung zusätzlicher Maßnahmen, um die Kommunikation zu verbessern. Szenarien zur Kommunikation von Rettungskräften werden dabei als ein Beispiel verwendet, die Tools sind jedoch nicht auf die Analyse dieses Anwendungsfalls beschränkt. Über die reine Analyse verschiedener existierender Ansätze hinaus bildet die entwickelte Evaluationsumgebung eine Grundlage für die Entwicklung und Verifikation von neuartigen hybriden Protokollen für die entsprechenden Systeme.

Diese Arbeit präsentiert einen Lösungsvorschlag für die Realisierung von Dienstgüte in Ethernet-Netzwerken. Das zentrale Element hierfür ist ein Softwaresystem bestehend aus einer Middleware, welche die Kommunikation im Netzwerk gemäß den Vorgaben regelt. Dieser Ansatz wurde theoretisch konzipiert als auch praktisch programmiert. Die Implementierung der Lösung diente als Grundlage für die Leistungsbewertung des vorgestellten Ansatzes. Ergänzend zur Evaluierung des charakteristischen Verhaltens der Middleware unter verschiedenen Anforderungen werden auch Untersuchungen und Alternativen präsentiert, die aufzeigen, wie das System im Hinblick auf die Erfordernisse angepasst werden kann, die sich bei größeren Netzwerken ergeben. Der vorgestellt Lösungsansatz bietet eine Alternative zu bestehenden Dienstgüte-Funktionen, die mittels der Kommunikationsprotokolle und Ethernet-Hardware umgesetzt werden. Der Vorteil der Middleware liegt darin, dass diese unabhängig von den Funktionen des Netzwerks arbeitet, so dass keine besonderen Vorgaben an die Kommunikationsinfrastruktur gestellt werden müssen. Da die Realisierung der Dienstgüte rein durch die Software der Middleware umgesetzt wird, sind darüber hinaus alle Freiheitsgrade gegeben, um das Dienstgüte-Konzept frei an individuelle Bedürfnisse anzupassen.

Mobile Ad-hoc-Netze (MANETs) ermöglichen eine Kommunikation überall zu jedem Zeitpunkt. Frei sich bewegende Knoten können überall ein solches Netz bilden, wobei die Teilnehmer zu jeder Zeit dem Netz beitreten oder es wieder verlassen können. Ein teilnehmender Knoten in einem MANET kommuniziert mit allen anderen über Multi-Hop-Kommunikation. So ermöglicht ein MANET viele unterschiedliche Anwendungen aus verschiedenen Domänen wie beispielsweise Unterhaltungskommunikation, Notfallkommunikation oder Einsatzkommunikation. Allerdings benötigen Echtzeitanwendungen wie Telefonie oder Videokommunikation eine stringente Kommunikationsdienstgüte, was für MANETs eine große Herausforderung darstellt. Diese Herausforderung hat viele Gründe: das dynamische und unvorhersehbare Verhalten der Knoten im MANET, die Unzuverlässigkeit der drahtlosen Kommunikation, die Beschränkung der zur Verfügung stehenden Kommunikationsressourcen (wie Batterielaufzeit, Bandbreite oder Prozessorleistung), die relativ große Abdeckung durch ein MANET. Die Herausforderung kann in der Vermittlungsschicht durch ein spezielles Routingprotokoll gelöst werden, das mehrere gleichzeitige Pfade von der Quelle zum Ziel verwendet, sodass die Dynamik in einem MANET Berücksichtigung findet ohne dass die Dienstgüte kompromittiert werden muss. Das vorrangige Ziel dieser Arbeit ist die Erforschung und Entwicklung eines solchen Routingverfahrens, das Echtzeitanwendungen in einem MANET unterstützt. Für das adaptive Mehrwegerouting wurde ein Ameisenalgorithmus (Ant Colony Optimization, ACO) angewendet, der das Prinzip der Schwarmintelligenz ausnutzt. Die Bestimmung der aktuell möglichen Kommunikationsdienstgüte erfolgt über die Informationen, die das Netzmanagementprotokoll Simple Network Management Protocol SNMP standardmäßig zur Verfügung stellt. Durch die Kombination dieser beiden Ansätze wurde das adaptive Mehrwegeroutingprotokoll "QoS-aware Routing Protocol based on ACO" (QoRA) vorgeschlagen. In der vorliegenden Dissertation werden das Konzept von QoRA vorgestellt und die interne Funktionsweise erläutert. Anhand umfangreicher Simulationen auf Basis des Simulationswerkzeug ns-3 werden die Vorteile des Verfahrens nachgewiesen. Den Abschluss bildet die Diskussion einer Implementierung von QoRA in einer realen Testumgebung.

With an increasing number of sensors within vehicles wireless solutions become more interesting in order to reduce manufacturing costs and wiring complexity. Besides that, wireless sensors will enable new applications that are difficult to achieve with wired solutions. A pure wireless solution has to guarantee the same quality of service as traditional wired networks while operating in a rather harsh environment. This is the most challenging task and therefore a suitable integration of the wireless technology into the existing vehicular networks is needed. In our contribution we discuss different existing networks, their historic development and compare them in order to identify suitable candidates for the mentioned integration. Finally, we present an option to couple 802.15.4 devices with Bluetooth and show preliminary results.

The changing demography requires new kinds of support for elderly people. Technical assistance systems could allow (aged) people to stay longer in well-known neighborhoods. While utilizing familiar media usage habits, the acceptance rate of a technical assistance system will be increased. Therefore, as many as possible potential communication methods between users and the assistance system are required. This paper describes a communication middleware for an assistance system which was originally designed and developed within the finished research project called "WEITBLICK". The middleware has been continuously enhanced independently from the research project. Further, the paper will discuss two use cases and two demonstration applications which are utilizing the described communication middleware.

Im Februar 1995 veranstaltete das Fachgebiet Kommunikationsnetze erstmalig einen Workshop zu "Branchentypischen Anwendungen in der Informations- und Telekommunikationstechnik". Er diente der Diskussion des Weiterbildungsbedarfs mit Partnern aus der Praxis in Vorbereitung des berufsbegleitenden Weiterbildungsstudienganges "Telekommunikations-Manager". Dieser, kurz TK-Manager genannte Studiengang wird seit 1996 erfolgreich durchgeführt, hat bereits etwa 100 Absolventen in einen neuen Arbeitsabschnitt entlassen. Seit 1998 findet regelmäßig der "Ilmenauer TK-Manager Workshop" statt, an welchem Absolventen des Studienganges mit interessierten Partnern aus anderen Bildungseinrichtungen und der Wirtschaft ihre Erfahrungen austauschen und aktuelle Entwicklungen aus dem Informations- und Kommunikationssektor diskutieren. Das Spektrum der Vorträge umfasst daher Themen aus der Informations- und Kommunikationstechnik über Protokoll- und Dienstaspekte in speziellen Anwendungsbereichen (wie beispielsweise Green Computing, Automotive, Cloud Computing) bis hin zu ökonomischen, personellen oder rechtlichen Fragstellungen mit Bezug zur Telekommunikation. In diesem Jahr führen wir nunmehr den Workshop zum zwölften Mal durch, das dritte Mal innerhalb des Internationalen Wissenschaftlichen Kolloquiums (IWK). Die Beiträge des Workshops und darüber hinaus aktuelle Forschungsthemen des Fachgebiets Kommunikationsnetze, das für den TK-Manager federführend ist, sind in diesem Tagungsband zusammengefasst.

According to the senescent society, the current demographic trend has a big challenge for development of new and better services for elderly people. Today, elderly people experience better health and sanity than elderly people some years ago. Therefore, there is a need for healthcare, infotainment, e-learning and other services that can satisfy the desires of this group. But the comparison of different learning platforms and currently developed or deployed architectures in this field identifies the absence of the combination between ambient assisted living and e-learning services. Our proposed solution called CrISP-AAL is to overcome this weakness. It uses the OpenAAL platform and consolidates services for ambient assisted living and e-learning. These services are optimized by exploiting context information obtained from the users. To gather context information, we utilize a network of sensors, which are disseminated through the environment or worn by users. The following paper describes two practical scenarios for using our CrISP-AAL system. It demonstrates that this system can support a humanly responsible and self-contained life for elderly people in a familiar environment and ensures their integration into society.

Mobile Ad-hoc Networks (MANETs) are of significant scientific and practical interest in many areas of human life. MANETs also play a vital role in providing an uninterrupted communication service between members of a rescue team in natural or anthropogenic disasters.

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit Mobilitätsunterstützungen für moderne mobile Endgeräte, welche auf das Internet zugreifen sollen. Um die Vielzahl der bereits verfügbaren Lösungen zu klassifizieren, werden Anforderungen definiert, welche sich an "unbedarften Nutzern" orientieren, die ihre Geräte wie gewohnt auch im mobilen Umfeld benutzen möchten. Es stellte sich heraus, dass lediglich die Gruppe der Middleware-basierten Mobilitätsunterstützungen diese Anforderungen erfüllen kann. Da jedoch noch keine der gefundenen Lösungen dazu in der Lage war, wurde die "Roaming-Enabled Architecture" (REACH) entwickelt. REACH tritt mit der Maßgabe an, alle gestellten Anforderungen zu erfüllen. Dazu werden Proxyserver eingesetzt, welche als "Ankerpunkte" fungieren und die Server im Internet vor den negativen Auswirkungen von Mobilitätsereignissen abschotten. Werden mehrere Proxyserver gleichzeitig involviert, kann sogar den negativen Auswirkungen durch das "Dreiecks-Routing" entgegengewirkt werden. Eine große Herausforderung bestand jedoch darin, die Datenströme der nicht modifizierten Anwendungen abzufangen, damit die Sicherungsmechanismen von REACH greifen können. Dazu wird eine Vielzahl an Möglichkeiten diskutiert, wobei ein besonderes Leistungsmerkmal von REACH darin besteht, diese Mechanismen auch in Kombination anbieten zu können. So stellen beispielsweise längerfristige Isolationssituationen keine Probleme mehr für die Anwendungen dar, und es steht erstmalig eine Mobilitätsunterstützung zur Verfügung, welche in solchen Situationen auch die Benutzer mit einbeziehen kann. Weiterhin wird ein prädiktiv arbeitender Handoverentscheider vorgestellt, welcher durch Beobachtung von Signalstärkewerten drahtlos arbeitender Netzzugangstechnologien drohende Abrisse erkennen kann. REACH unterstützt prinzipiell beliebige Netzzugangstechnologien, solange diese einen Zugang zum Internet ermöglichen können, und erlaubt "weichere vertikale Handover" sowie Kanalbündelungsszenarien. So kommen im Demonstrator bereits drahtgebundenes Ethernet, drahtloses arbeitendes WLAN sowie GPRS mittels eines per Bluetooth angebundenen Mobiltelefons zum Einsatz. Der Demonstrator stellt eine praxistaugliche Mobilitätsunterstützung dar, was durch Tests belegt wird und bereits während zahlreicher praktischer Vorführungen einem breit gefächerten Publikum vorgestellt werden konnte.

Der demografische Wandel erfordert zunehmend Service-Angebote für ältere Bürger. Diese Angebote müssen sowohl personeller wie auch technischer Art sein. Bedingt durch die wachsende räumliche und soziale Mobilität, die sich unter anderem in der Auflösung der Familie als generationsübergreifende Solidarstruktur äußert, wächst der Assistenzbedarf bei Verrichtungen und Aktivitäten des Alltags. Damit besteht ein wachsendes Interesse an kostengünstigen, kommerziell verfügbaren persönlichen und technischen Assistenzangeboten. Diese sollten sowohl Dienstleistungen für den Alltag wie auch für Notfallsituationen zur Verfügung stellen. - Im Projekt Weitblick sind verschiedene Projektpartner aus der Wissenschaft und Wirtschaft vertreten. Neben den Fachgebieten Audiovisuelle Technik, Biomechatronik, Kommunikationsnetze und Systemanalyse der Technischen Universität Ilmenau sind die AWO Alten-, Jugend- und Sozialhilfe gGmbH, FALCOM Wireless Communications GmbH und Kirchhoff Datensysteme Services GmbH Co. KG als Partner aus der Thüringer Wirtschaft beteiligt. - Das im Projekt zu entwickelnde Assistenzsystem kann sowohl Dienstleistungen bedarfsgerecht anfordern als auch die Dienstleistungserbringung zeitlich koordinieren. Die personalisierte Dienstleitungsvermittlung bedient sich dazu einer dynamischen, selbst adaptierenden Wissensbasis. Daneben ergänzen Monitoring-Funktionen den Systemumfang und bieten mehr Sicherheit im eigenen Zuhause und unterwegs. - Um eine hohe Akzeptanz des Systems bei den Senioren zu erreichen, sollen zur Anzeige der vom Bewertungssystem generierten Daten vertraute Medien wie z.B. Fernseher oder Mobiltelefone genutzt werden. Darüber hinaus kommen auch speziell entwickelte Endgeräte zum Einsatz. - Es sollen möglichst viele Kommunikationsarten zwischen den Nutzern und dem Assistenzsystem angeboten werden, um so den Nutzerkreis und die Nutzerakzeptanz zu vergrößern. Dazu zählen einerseits TCP/IP-basierte Übertragungswege wie DSL und mobile Datendienste (GPRS, HSDPA) und andererseits Broadcast-Datendienste unter Nutzung von DVB oder DAB. Die unterschiedlichen Nutzerwünsche und die verfügbaren Kommunikationskanäle müssen durch das System koordiniert werden. Dazu ist eine Kommunikations-Middleware zu entwickeln. Sie hat das Ziel, eine einheitliche und zugleich flexible Schnittstelle zwischen Endgerät und Assistenzsystem zu schaffen. In dem gewählten Ansatz ist das OpenSource Queue-Management Open MQ, basierend auf dem Java Message Service (JMS), der zentrale Bestandteil. Bevorzugt wird die Anbindung der Clients über die JMS-API, welche sowohl als C- als auch als Java-Bibliothek zur Verfügung steht. Da die Kommunikation über diese Schnittstelle nicht für jeden Kommunikationskanal möglich ist, werden Gateways eingesetzt. Das betrifft beispielsweise den Versand von E-Mails und SMS sowie die Bedienung von Digital Broadcast. - Die Kommunikation über Broadcast-Kanäle stellt besondere Anforderungen an das System, da hier weder die Übertragung garantiert werden kann noch ein Rückkanal zur Verfügung steht. - Die entscheidende Herausforderung für die Systemarchitektur besteht darin, dass die Nachrichten eines Assistenzsystem für jeden einzelnen Benutzer speziell generiert werden müssen. Ein Weg diese Vielfalt beherrschbar zu machen ist die Einrichtung dynamischer Gruppen, für die das Empfehlungssystem die Nachrichten generiert. - Eine andere Lösung könnte in der Verwendung einer Index-Tabelle bestehen. Das Empfangsgerät lädt den Index und entscheidet anhand eines Nutzerprofils selbst, welche Dateien für den jeweiligen Benutzer relevant sind. Als dritte Möglichkeit könnte der gesamte Inhalt der Datenbank übertragen werden und das Bewertungssystem läuft auf dem Client selbst. - Auf Basis der gezeigten Kommunikations-Infrastruktur wird es ermöglicht Broadcast-Datendienste in ein Assistenzsystem zu integrieren. Der gesamte Beitrag erläutert das generelle Kommunikationskonzept und geht auf die Problematik der Nutzung von Broadcast-Medien für personalisierte Services ein. Darüber hinaus werden Implementierungsansätze eines DAB-Gateways vorgestellt.

Im Februar 1995 veranstaltete das Fachgebiet Kommunikationsnetze erstmalig einen Workshop zu "Branchentypischen Anwendungen in der Informations- und Telekommunikationstechnik". Er diente der Diskussion des Weiterbildungsbedarfs mit Partnern aus der Praxis in Vorbereitung des berufsbegleitenden Weiterbildungsstudienganges "Telekommunikations-Manager". Dieser, kurz TK-Manager genannte Studiengang, wird seit 1996 erfolgreich durchgeführt, hat bereits etwa 100 Absolventen ausgebildet und ist somit zu einer Institution geworden. Seit 1998 findet der "Ilmenauer TK-Manager Workshop" regelmäßig alle zwei Jahre begleitend zum Weiterbildungsstudiengang "TK-Manager" statt. Das Ziel besteht in der Förderung des Erfahrungsaustausches zwischen Absolventen und Studenten des Studienganges und interessierten Partnern aus anderen Bildungseinrichtungen und der Wirtschaft. Das Spektrum der Vorträge umfasst aktuelle Themen aus den Bereichen IT/TK-Technik, Wirtschaft und Recht. Der Workshop stand unter dem Motto: "Informationstechnik als Motor der Zukunft". In diesem Jahr führten wir nunmehr den Workshop zum elften Mal durch und nehmen dies zum Anlass, die Beiträge des Workshops und darüber hinaus aktuelle Forschungsthemen des Fachgebiets Kommunikationsnetze, das für den TK-Manager federführend ist, in einem Tagungsband zu veröffentlichen.

Verzögerungs- und unterbrechungstolerante Netzwerke (DTN) sind in den letzten Jahren zu einem vielversprechenden Forschungszweig geworden. In diesen Netzwerken wird Knotenmobilität nicht als Ausnahme oder als nachteilig empfunden, sondern als notwendige Voraussetzung für Datenaustausch zwischen Netzwerkknoten, insbesondere dann, wenn die Mobilität einzelner Knoten direkt gesteuert werden kann, wie es z.B. bei unbemannten Flugzeugen der Fall ist. Diese Eigenschaft ermöglicht in Verbindung mit drahtloser Kommunikation eine gezielte Veränderung der Netzwerktopologie entsprechend des Kommunikationsaufkommens anstatt die Daten über eine ineffiziente Netzwerktopologie schicken zu wollen. Spezielle DTN Protokolle erlauben eine Datenübertragung im Netzwerk selbst unter widrigen Umständen, wie z.B. bei sehr langen Verzögerungen oder sporadischem Kontakt zwischen Netzwerkknoten. Daher kann man neue Kommunikationsmodi definieren, die zwei bestimmte Knoten mit einem Link oder mehrere Knoten im ganzen Netzwerk miteinander verbinden können. Diese Dissertation beschreibt diese neuen Modi, genauer Relaying und Ferrying, optimiert deren Funktionsweise und zeigt, welche Performancesteigerung gegenüber einer direkten drahtlosen Verbindung erzielt werden kann. Es existiert eine Beziehung zwischen den Modi Direkt, Relay und Ferrying in dem Sinne, dass es immer einen Modus gibt, der die beste Performance in einer bestimmten Umgebung aufweist. Der Einsatz der Modi wird von den Umgebungsparametern wie z.B. der Distanz zwischen Knoten, dem Dämpfungsfaktor des drahtlosen Mediums oder allgemeinen Funkparametern beeinflusst. Hierbei kann man eine Steigerung der Netzwerkperformance durch den Einsatz von steuerbaren mobilen Helferknoten erreichen. In zwei von uns betrachteten Relaying Modi, genauer Single und Parallel Relaying, kann die Anzahl der Relais und deren Position bestimmt werden, so dass der Datendurchsatz und die Verzögerung auf einem Link optimiert werden können. Auch der Ferrying Modus bietet durch zwei Strategien die Möglichkeit, die Performance auf einem Link zu erhöhen. Jedoch liegt die eigentliche Stärke des physikalischen Transportes von Datenpaketen darin, mehrere Netzwerkknoten auch dann miteinander verbinden zu können, wenn sie durch sehr lange Strecken oder widrige Umgebungsinterferenz voneinander getrennt sind. Da jedoch die Bewegung einer Ferry im Gegensatz zur schnellen drahtlosen Datenkommunikation sehr langsam ist, spielt die gezielte Planung der Ferry Route eine sehr grosse Rolle. Wir stellen zwei neue Ferry Routen-Planungsalgorithmen vor, welche die durchschnittliche Paketverzögerung minimieren. Speziell durch die Methode des Lernens durch Verstärkung (Reinforcement Learning) kann man Ferry Routen erzeugen, die eine signifikante Verringerung der Paketverzögerung erreichen. Als eine Anwendung des Ferrying Kommunikationsmodus entwerfen und implementieren wir eine Referenzarchitektur für die zuverlässige Datenerfassung in weiträumigen Sensornetzwerken. Dieses System ermöglicht die Übertragung von Sensordaten über sporadisch unterbrochene Netzwerke zu mehreren Erfassungspunkten. Experimente zeigen die korrekte Funktionsweise einer prototypischen Implementierung der Architektur.

Sowohl individuelle Bedürfnisse der Nutzer als auch technische Rahmenbedingung beeinflussen das Angebot von Kommunikations- und Informationsdiensten. Um für jeden Nutzer einen optimal angepassten Dienst bereitstellen zu können, muss dessen Kontext berücksichtigt werden. Ziel dabei ist es, die Dienstnutzung möglichst flexibel und unabhängig zu gestalten. Mobile Ad-Hoc-Netze bieten aufgrund ihrer flexiblen Topologie große Vorteile gegenüber herkömmlichen Infrastrukturnetzwerken. Das Ad-hoc On-demand Distance Vector-Routingprotokoll (AODV) ermöglicht die Verwaltung dynamischer Topologien in Ad-Hoc-Netzen. Daneben bietet das Protokoll vielseitige Möglichkeiten, durch geringfügige Anpassungen zusätzliche Informationen zu übermitteln. Auf der Grundlage von einigen AODV-Protokollergänzungen ist es gelungen, kontextsensitive Dienste zu suchen bzw. zu nutzen. In einer Demonstratorumgebung wurden die theoretischen Konzepte in der Praxis erprobt. Der vorliegende Artikel befasst sich mit Konzepten und deren Implementierung einer Client-Middleware zur Unterstützung kontextsensitiver Dienstnutzung.

Voice over Internet Protocol (VoIP) - Telefonieren über Internet - gewinnt immer mehr an Beliebtheit. VoIP ist eine neue Technologie mit einigen Kinderkrankheiten. Einige von denen sind mir Besonderheiten der Netzwerktopologie verbunden, wie der Einsatz von Firewalls und Network Address Translator (NAT). Dieser Artikel beschäftigt sich mit Problemen von SIP-basierterer VoIP. Session Initiation Protocol (SIP) ist heutzutage das meist benutzte Protokoll für VoIP. Leider, eine VoIP-Kommunikation kann nicht zustande kommen, wenn ein von VoIP-Telefonen sich hinter einem NAT oder einem eingeschränkten Firewall befindet. Jedes VoIP-Telefonat schließt drei zufällig gewählte UDP-Ports ein, die auf dem Firewall frei geschaltet sein müssen. Das ist aber wegen Sicherheitsbedenken nicht immer möglich. In diesem Artikel wird eine Software mit Namen "SIP-RTP-Proxy" (SRP) präsentiert, die diese oben beschrieben Probleme löst. SRP arbeitet wie ein "Session Border Controller" (SBC). SRP nimmt entgegen und leitet weiter SIP-Packete und RTP/RTCP-Ströme. Eine Besonderheit von dieser Lösung ist die Möglichkeit, SRP in einem privaten Netz zu platzieren. Wobei bei anderen Lösungen muss die entsprechende Software entweder direkt auf einem NAT-Gateway oder im öffentlichen Internet sich befinden. - Das Ziel dieses Projektes war die Implementierung einer universalen Lösung zur NAT- und Firewall-Problemen für VoIP, die in kleinen Unternehmen und in privaten Hausnetzen Ihre Verwendung finden kann. SRP kann auf verschiedenen Betriebsystemen installiert werden und erfordert keine Änderungen an den VoIP-Telefonen oder an TK-Anlagen.

The protocols of Voice-over-IP (SIP, RTP and RTCP) have several issues, for example the NAT and the firewall problem. They lead to solutions such as "Back-to-back User Agents" (B2BUA), "Session Border Controllers" and helper-protocols such as "Simple Traversal of UDP through NATs" (STUN) and "Traversal Using Relay NAT" (TURN). - This paper focusses on a different challenge, a problem that arises when a user becomes mobile and his IP-enabled telephone is forced to change its network access technology due to network coverage issues ("perform a vertical handover"). We present a middleware-based solution that makes SIP-based VoIP handover-aware and effectively solves the NAT and firewall problem. - This approach builds on the "Roaming-Enabled Architecture" (REACH), a plugin-driven middleware that uses proxy servers. REACH offers for multiple data capturing schemes required to provide an easy-to-use handover-aware solution, but VoIP was not supported yet. Here, we present a self-implemented "Session Border Controller" for SIP and RTP that was divided into two designed to be used within the infrastructure of REACH. - This mechanism adds full support for VoIP to the REACH software suite, allowing telephony in combination with any kind of vertical handover such as hard-, soft and softer handovers in IP-based networks of any kind.