µPROS - Mikroprotokollbasierte Entwicklung adaptiver integrierter mobiler Ad-hoc-Netzwerke
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Übergeordnetes Ziel des Projekts µPROS war die Bereitstellung und Anwendung von ingenieurmäßigen Methoden, Techniken und Werkzeugen zur Entwicklung adaptiver integrierter mobiler Ad-hoc-Netze. Im Mittelpunkt standen der Aufbau und der Einsatz einer Sammlung spezieller Entwurfskomponenten - sog. Mikroprotokolle - für die Dienstgüte und das Routing in Ad-hoc-Netzen sowie eines Mikroprotokoll-Frameworks zu deren Komposition. Die wesentlichen Ergebnisse des Projekts sind: • Methoden und Techniken: Mit dem umfassenden modellgetriebenen Entwicklungsprozess SDL-MDD, dem darin eingebetteten Mikroprotokollansatz und Erweiterungen von SDL wurden im Verlauf des Projekts Beiträge zu den methodischen und technischen Grundlagen des Protocol Engineering geleistet. Die Entwurfsphase des Mikroprotokollansatzes ist in den abstrakten und konkreten Entwurf unterteilt und wird durch eine Mikroprotokollbibliothek und ein Mikroprotokollframework unterstützt. Die weiteren Entwicklungsschritte sind durch den Einsatz von SDL-Compilern. die Generierung von Umgebungsanbindungen und die Verwendung von Performanzsimulatoren überwiegend automatisiert. • Entwicklungswerkzeuge: Zur Unterstützung von SDL-MDD und insbesondere des Mikroprotokollansatzes wurden im Projekt mehrere Werkzeuge entwickelt bzw. erweitert und eingesetzt. Der SDL-Transpiler ConTraST übersetzt SDL-Designspezifikationen in die Zwischensprache C++. Zur automatisierten Dokumentation von Mikroprotokollen wurde ein Werkzeug entwickelt, das insbesondere Angaben zu Architektur, Interface-Verhalten und Protokolldienst aus der SDL-Designspezifikation extrahiert und graphisch aufbereitet. Mit dem SDL Environment Framework (SEnF) wurde ein Werkzeug entwickelt, das die Umgebungsanbindung von SDL-Systemen automatisiert und insbesondere ressourcenarme Plattformen unterstützt. Die Performanzsimulatoren ns+SDL, PartsSim und C-PartsSim ermöglichen die quantitative Bewertung von Mikroprotokollen bereits In der Entwurfsphase. • Entwicklung spezieller integrierter Kommunikationssysteme: Im Verlauf des Projekts wurden zahlreiche Mikroprotokolle für Ad-hoc-Netze modellgetrieben entwickelt, dokumentiert und zu komplexen Kommunikationsprotokollen komponiert. Dazu wurden die Im Projekt entwickelten Methoden. Techniken und Werkzeuge eingesetzt. Die Mikroprotokolle erfassen Protokollfunktionalitäten der Mediumarbitrierung. der Leitwegermittlung und der Netzwerkdienstgüte in Ad-hoc-Netzen. Besonders hervorgehoben sei die mikroprotokollbasierte Entwicklung des MAC-Protokolls MacZ für mobile Ad-hoc-Netze, das sowohl die netzweite Resen/Iemng von Zeitslots als auch den prioritätsbaslerten Wettbewerb unterstützt, eine signifikante Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik. • Fallstudien: Um die Methoden, Techniken und Werkzeuge zur mikroprotokollbasierten Entwicklung integrierter Kommunikationsssysteme für drahtlose Ad-hoc-Netze zu erproben, wurden im Verlauf des Projekts zwei umfangreiche, interdisziplinäre Fallstudien durchgeführt. Die Fallstudie Assisted Bicycle Trainer" fand im Rahmen des Landesforschungsschwerpunkts Ambient Intelligence" der TU Kaiserslautern in Kooperation mit weiteren Arbeitsgruppen statt. Die Fallstudie „Videoluftschiff" wurde in der AG Vernetzte Systeme durchgeführt und in das Assisted Living Lab am Fraunhofer lESE Integriert. Es hat sich gezeigt, dass die Strukturierung komplexer Protokollstacks in Mikroprotokolle eine erhebliche Flexibilisierung von Kommunikationsarchitekturen zur Folge hat. So können beispielsweise komplexe adaptive Routingverfahren modular aus kleinen, austauschbaren Routingkomponenten aufgebaut werden. Zur Produktivitätssteigerung trägt zum einen die modellgetriebene Entwicklung, bei der Produktionskode direkt aus den Entwurfsmodellen generiert wird, zum anderen das Wiederverwendungspotenzial des Mikroprotokollansatzes bei. Zur formalen Spezifikation von Mikroprotokollen hat sich die international genormte Beschreibungssprache SDL als insgesamt sehr geeignet erwiesen.
