TECHNISCH E UNIVERSITÄ T ILMENAU 50-jähriges Jubiläum Nachrichtentechnik 19. - 21. Mai 2006 Aktuelle Forschungsarbeiten am Fachgebiet Kommunikationsnetze

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Aktuelle Aktuelle Forschungsarbeiten am Forschungsarbeiten am Fachgebiet Fachgebiet Kommunikationsnetze Kommunikationsnetze Prof. Jochen SeitzFachgebiet KommunikationsnetzeInstitut für Informationstechnik

Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. J. Seitz


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GliederungGliederung

Motivation „Ubiquitous Computing“Projekt „Touristisches

Assistenzsystem“ [TAS]Adaption von Multimedia-Strömen Projekt „LAN-integriertes

Steuerungssystem für intelligente Gebäudetechnik“ [LISTIG]



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Vernetzung im Vernetzung im InformationszeitalterInformationszeitalter

zellulare Mobilfunknetze(UMTS, GSM)

Multimedia-dienste und Applikation

Daten-basis

WLL

LEO

PersönlicheNahbereichs-kommunikation

paketvermitteltes Kommunikationsn

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mobilesTermina

l

WLAN

DABDVB-T

Coax xDSL ISDN Power Line fiber to the homeSmart Home



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Zukunftstrend:Zukunftstrend:Technische KommunikationTechnische Kommunikation

Heute: Telekommunikation zwischen Menschen im

Vordergrund Zukünftig:

Technische Geräte / technische Systeme kommunikationsfähig

Beispiele: Produktionseinrichtungen

Tele-Diagnose, Tele-Wartung, Tele-Betrieb Kommunikation in/mit Fahrzeugen

u.a. Verkehrstelematik Hausnetze

Sicherheit, Haushaltsgeräte-Kommunikation,Heizungssteuerung, usw.



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Trend: Ubiquitous ComputingTrend: Ubiquitous Computing

Allgegenwärtiger Rechnereinsatz

„pervasive Computing“

„wearable Computing“

Anpassung der Technik an den Menschen – nicht umgekehrt!



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Trends der Rechnernutzung nach Trends der Rechnernutzung nach Mark WeiserMark Weiser

Quelle: http://sandbox.xerox.com/weiser/



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Ubiquitärer RechnereinsatzUbiquitärer Rechnereinsatz

„The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they

are indistinguishable from it.“

(M. Weiser, 1991)

Jeder Mensch wird kontinuierlich mit einer Vielzahl von (drahtlos kommunizierenden) Computern interagieren, die sich kaum mehr wahrnehmbar in die Umgebung integrieren.

Der Mensch muss sich nicht mehr an das Gerät anpassen, sondern das Gerät wird sich an den Menschen anpassen!

Was ist mit den Informationen, die bereitgestellt werden? Personalisierte Dienste Angepasste Auswahl und

Darstellung der Information Lokationsbezogene Diensterbringung

KontextsensitiveDiensterbringungKontextsensitiveDiensterbringung



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Kontextsensitive DiensterbringungKontextsensitive Diensterbringung

Angepasstes Dienstangebot Erstellung des Dienstangebots anhand von

Benutzervorlieben und aktueller Situation, in der sich der Benutzer befindet

Optimierte Auswahl eines Diensterbringers Der Dienst steht im Vordergrund und nicht mehr der Server

Vereinfachte Auswahl und Inanspruchnahme eines Dienstes Anpassung der Benutzerschnittstelle gemäß dem

„ubiquitous Computing“-Paradigma Allerdings

Noch keine allgemein anerkannte Definition des Begriffs „Kontext“Akzeptanzprobleme (Sicherheit, Eingriffsmöglichkeiten, „gläserner Mensch“)

“Context is any information that can be used to characterize the situation of entities (i.e. whether a person, place or object) that are

considered relevant to the interaction between a user and an application, including the user and the application themselves.”

(A. Dey, 2000)



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BMBF-Förderprogramm InnoRegioBMBF-Förderprogramm InnoRegio

1999 startete das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Förderprogramm InnoRegio: Bildung von Innovationsnetzwerken aus den

Bereichen Wissenschaft, Bildung, Wirtschaft sowie Verwaltung und Politik, um Wertschöpfung und Wettbewerbsfähigkeit in den Regionen zu erhöhen.

Es entstanden 23 thematische Netzwerke, die in vielen, unterschiedlichen Projekten ihre Kernkompetenzen stärken und ausbauen.



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Projekt Barrierefreie Modellregion für Projekt Barrierefreie Modellregion für den integrativen Tourismusden integrativen Tourismus

In Thüringen: „Barrierefreie Modellregion für den integrativen Tourismus“ – InnoRegio-Projekt im Verband Naturpark Thüringer Wald Nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung des

barrierefreien integrativen Tourismus in den Thüringer Landkreisen Gotha und Schmalkalden/Meiningen

„Barrierefreie Modellregion“, d.h. eine Region, in der Menschen mit gesundheitlichen Einschränkungen bedürfnisgerecht Urlaub machen können

TAS ist ein im Januar 2003 gestellter Antrag mit den Projektpartnern sei system engineering GmbH ilmenau Fachgebiet Systemanalyse Fachgebiet Biomechatronik Fachgebiet Kommunikationsnetze



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Entstandene TAS-InfrastrukturEntstandene TAS-Infrastruktur

Internet

Anbieter

Anbieter 1Anbieter 2

Anbieter 3 Touristzu Hause

TAS-Server

Router fürS2M-Primärmultiplexanschluss

analoges Telefon/ISDN


Daten-bank

BarrierefreierInfopunkt




TagTag

Tag

Tag

Tag

MobilesGerät

MobilesGerät Tag-Leser

WaveLAN

GSM

DSL-Zugangzum Internet

GPRS

Touristzu Hause

Internet ServiceProvider

Leitstelle



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Bestimmung des aktuellen Bestimmung des aktuellen KontextsKontexts Mittels Tags werden die Positionen der einzelnen

Benutzer / Endgeräte bestimmt Mobiles Endgerät sammelt die Informationen,

verbindet sie mit zusätzlichen Parametern des Benutzers (z.B. Aussagen über den Gesundheitszustand) und schickt diese an die Leitstelle

Die Leitstation wertet diese Kontextinformation aus und korreliert diese mit Umgebungsinformation aus anderen Quellen (Wetter, Verkehrssituation etc.)

Tags

MobilesEndgerät

ZusätzlicheSensoren Leitstelle

Kontext-auswer-

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Entstandene ArchitekturEntstandene Architektur(nach Lewandowska u. a. 2005)(nach Lewandowska u. a. 2005)

ADAPTION ZUM PERSÖNLICHEN

KONTEXT

INPUT OUTPUT

ENDGERÄT UMGEBUNG

ADAPTION ZUM TECHNISCHEN

KONTEXT

ADAPTION ZUM UMGEBUNGS-

KONTEXT

ADAPTIERENDE/ BEOBACHTENDE/ PRIORISIERENDE

PROZESSE

NUTZER

VISUELL

HAPTIK

AUDIO

NUTZER

UMGEBUNG

TECHNIK

DIENST 2 DIENST N

SUCHPROZESSE

DIENST 1

...

//

//

Dienstauswahl

Verarbeitung



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Innovative Aspekte bei der Innovative Aspekte bei der KommunikationKommunikation

Stets Auswahl der optimalen Kommunikationstechnik

Gesicherte Kommunikationsdienstgüte Problem Batterieleistung Problem Netzabdeckung Problem Sicherheit und Verfügbarkeit

Kontextsensitivität Kontextabhängiges Routing Kontextsensitiver Notruf Adaption der übertragenen Information

an Benutzerpräferenzenan das Endgerätan die verwendete Kommunikationstechnik



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Vertikaler HandoverVertikaler Handover



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Allgemeine Dienste

Server

Server

Router

Telefonnetz

PDA Laptop

Spezielle Dienste für Personen mit

Behinderung z.B. profilabhängige

Wegewahl

Internet

PSTN/IN

WLAN/Bluetooth

Kontextabhängiges RoutingKontextabhängiges Routing



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Ziel des Projekts:Ziel des Projekts:Information ohne GrenzenInformation ohne Grenzen

Zugriff auf Informationen an jedem Ort zu jeder Zeit an die aktuelle Situation angepasst die jeweils optimale Kommunikationstechnik

nutzend das verwendete Endgerät berücksichtigend auf mich als Endbenutzer zugeschnitten

Analog dazu ein Angebot von Diensten unabhängig vom Diensterbringer entsprechend der aktuellen Notwendigkeiten und

Interessen mit einfacher Benutzerschnittstelle und mit notwendigen Sicherheitsvorkehrungen

Anwendungsbezogene Systementwicklung



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Berücksichtigung der Fähigkeiten des Berücksichtigung der Fähigkeiten des Endgeräts und des benutzten NetzesEndgeräts und des benutzten Netzes

Anmeldung des Nutzers Bestimmung der Netzanbindung Bestimmung des Endgerätetyps

Speicherung der benutzerbezogenen Daten in Profilen

Bei Neuanmeldung Präsentation der zuletzt verwendeten Profilen

Prinzipiell: Anpassung des Medienstroms entsprechend

dem aktuell eingestellten Profil



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Implementierung mit VideoserverImplementierung mit Videoserver

Vorschlag / Abfrageder Übertragungsrate

Sitzung zum Abruf von Videos unter Berücksichtigung einesProfiles

Benutzerschnittstelle auf iPAQ



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Anpassung der GrößeAnpassung der Größe

Für PC / Laptop Für PDA



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BildanpassungBildanpassung

Übertragung vonSchwarz/Weiß-Bildern,wenn Endgerät keinFarbdisplay hat!

Größenanpassungder Bilder gemäß Displaygrößeauf dem Endgerät



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Farb- und Hintergrundanpassung über Farb- und Hintergrundanpassung über HTML Filter (I)HTML Filter (I)



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Farb- und Hintergrundanpassung über Farb- und Hintergrundanpassung über HTML Filter (II)HTML Filter (II)



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Darstellungsanpassung durch XML-Darstellungsanpassung durch XML-TransformationTransformation

<zutatenliste> <zutat> <menge>ca. 500g</menge> <bezeichnung>Putengulasch</bezeichnung> </zutat> <zutat> <menge>ca. 250g</menge> <bezeichnung>Bandnudeln</bezeichnung> </zutat>

"ZUTATENLISTE" => "<table border='box'>","ZUTAT" => "<tr>","MENGE" => "<td>",



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Plattform-unabhängige Software?Plattform-unabhängige Software?

Reales Beispiel eines Programms für einen Palm-PDA: Bitte zum Starten

„5“ drücken!Zusätzliche

Abstraktionsebene notwendig



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Mapping der BenutzerschnittstelleMapping der Benutzerschnittstelle

Aktion in derAnwendung

Benutzer-aktion

Press „5“

Start Game

Linker Maus-knopf

Lade Webseite

„Select Link“„Select Link“

Sprach- kommando

Touch screen



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Semantische Kompression (I)Semantische Kompression (I)



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Semantische Kompression (II)Semantische Kompression (II)



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Typo 3Typo 3

Web-Seiten-Adaption mittels CC/PPWeb-Seiten-Adaption mittels CC/PP

Erkennungsmodul

(Ermittlung derAdaptionseigenschaften)

Adaptionsmodul

(Anpassung derWeb-Seite)

CC/PPCC/PP

CC/PP = Composite Capabilities/Preferences Profiles

Ermittlung der Eigenschaften des mobilen Endgeräts durch Übergabe von Parametern während des Webseiten-Aufrufs

Speicherung und Auswertung von Profilen, die von Herstellerfirmen vorgegeben werden



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Projekt BautronicProjekt Bautronic

Anwendung von Mikrotechniken für Produkt- und Technologieentwicklung, aber auch für neue Dienstleistungen

Veränderungen von Zustandskenngrößen (physikalische, bio-chemische und bio-medizinische) in Prozessverläufen im Bereich der Haustechnik und Gebäudeautomatisierung digital erfassen Verarbeiten visualisieren (Interaktion mit dem Nutzer) als Steuersignale zur Verfügung stellen

sinnvolle Verbindung von Bauwesen und Mikroelektronik zu BAUTRONIC



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Projekt LISTIGProjekt LISTIG

LAN-integriertes Steuerungssystem für intelligente Gebäudetechnik

Anbindung unterschiedlicher Automatisierungskomponenten (durch die FH Jena)

Bereitstellung des Steuerungsbasisgeräts (durch Hörmann Funkwerke Kölleda und Desotron Sömmerda)

Realisierung der Nutzerkommunikation mit dem Basisgerät (durch FG Kommunikationsnetze)



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ProjektzieleProjektziele Offene Architektur Flexible Konfigurationsmöglichkeiten Integration verschiedener Bussysteme z.B. über Gateways Technik für Smart Buildings

Steuer- zentraleSteuer- zentraleZentrale

Steuerung



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LISTIG - BasisgerätLISTIG - Basisgerät



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Kontextsensitivität in der Kontextsensitivität in der HausautomatisierungHausautomatisierung

Einfache Integration neuer Geräte und Technologien

Angepasste Visualisierung Plausibilitätstests bei Nutzereingaben



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FunktionsweiseFunktionsweise

Konfigurationsdateien

Kom

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ikat

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ieru

ngss

erve

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LISTIG-Basisgerät

Obj.

Obj.

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U D P

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Visualisierung auf verschiedenen Visualisierung auf verschiedenen EndgerätenEndgeräten

Völlig verschiedene Endgeräte verschiedene Visualisierungen notwendig

Visualisierungsserver übernimmt die Anpassung empfängt alle Ereignisse und sendet sie weiter an alle

registrierten Endgeräte sendet Nutzereingaben an die angesprochenen

Objekte Interpretierende Software

(Visualisierungsclient) für das Endgerät

BasisgerätBasisgerät

Vsiualisierungsserver

Vis.-ClientC

Vis.-ClientB

Vis.-Client A

Obj.Obj.

Obj.

Obj.Obj.

Obj.



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Prototypische Implementierung für den Prototypische Implementierung für den VisualisierungsclientVisualisierungsclient



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Was kommt noch?Was kommt noch?

„Alles, das erfunden werden kann, ist erfunden worden.“

Charles H. Duell, American Commissioner of US Office of Patents, 1899

Documents

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