Innovative LPWAN Plattform für einen energieoptimierten Datentransport in drahtlosen IoT-Netzen
Das Projekt INPAKT hat das Ziel, ein neues hoch energieoptimiertes Low Power Wide Area Network (LPWAN)-Protokoll für Sensor-Netzwerken zu entwickeln, dessen Energieverbrauch deutlich geringer ist als die derzeit verwendeten Protokolle LoRaWAN, SigFox, NB-IoT oder LTE-M. Dafür wird ein neuartiges Modulationsverfahren entwickelt, welches den Stromverbrauch der Endknoten sinkt, die Sendephasen der Daten verlängert und Empfänger dynamisch verändert, in Abhängigkeit von der Art der zu übertragenden Daten, wodurch sich die Batterielebensdauer des Geräts erheblich verlängert wird (um ca. 30-34 %). Auf diese Weise kann ein Sensor im Feld oder sonst im freien Raum, auf Entfernungen bis zu 12-15 km, mit einer Batterie über mehrere Jahre mit einer handelsüblichen AA-Batterie betrieben werden und Daten in eine IoT-Umgebung senden.
Wissenschaftliche Aufgaben:
- Systematische Analyse bestehender LPWAN-Protokolle und -Technologien sowie ihrer Stromverbrauchscharakteristika
- Experimentelle Untersuchung zentraler Leistungskennzahlen (Energieverbrauch, Zuverlässigkeit, Durchsatz, Latenz)
- Identifikation struktureller Schwächen aktueller Energieverbrauchsmodelle und relevanter Einsparpotenziale
- Entwicklung und Optimierung energieeffizienter Protokolle und Algorithmen
- Erforschung des Einsatzes von maschinellem Lernen für prädiktive ADR-Mechanismen zur Vorhersage optimaler Datenraten
Danksagung
Dieses Projekt wird durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und das Land Sachsen-Anhalt im Rahmen des Programms Sachsen-Anhalt WISSENSCHAFT – Forschung und Innovation (EFRE) 2021–2027 gefördert (Förderkennzeichen: ZS/2023/12/182160).
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