Typ der Arbeit

  • Projekt
  • Bachelorarbeit
  • Masterarbeit

Hintergrund

Viele IoT-Geräte kommunizieren über ein Funknetzwerk mit anderen Geräten. Dabei gibt es eine Vielzahl verschiedener Protokolle die zum Einsatz kommen können. Diese Protokolle unterscheiden sich beispielsweise durch unterschiedliche Frequenzen, Modulation, oder Duty-Cycles.

Software Defined Radios (SDRs) sind generalisierte Funkempfänger, die durch entsprechende Konfiguration von Software in der Lage sind, Funksignale in verschiedenen Frequenzen zu empfangen und zu verarbeiten. Dadurch ist es mit einem SDR möglich, jeden empfangbaren Funkverkehr nachzuvollziehen.

Mögliche Arbeitsschritte

  1. Recherche zum grundlegenden Funktionsprinzip eines Software Defined Radios
  2. Identifikation beliebter bzw. verbreiteter IoT-Protokolle
  3. Festlegen der zu betrachtenden Eigenschaften der Funkkommunikation (z. B. Frequenz, Modulationsverfahren, Aufbau...)
  4. Recherche dieser Eigenschaften zu den gewählten IoT-Protokollen
  5. Entwickeln von Möglichkeiten zur Abgrenzung verschiedener Protkolle voneinander und vom "Rauschen" aufgrund der gefundenen spezifischen Eigenschaften
  6. Aufbau eines Vorgehens zur Bewertung des entwickelten Verfahrens
  7. Prototypische Umsetzung des entwickelten Verfahrens zur Identifikation einzelner Protokolle
  8. Bewertung der entwickelten Lösung in Bezug auf die festgelegten Qualitätskriterien
  9. Vorschlag möglicher Verbesserungen der entwickelten Lösung in zukünftigen Arbeiten

Fragestellungen

Es sollen unter anderem die folgenden Fragestellungen beantwortet werden:

  • Welche Eigenschaften können zur Identifikation von Funkprotokollen verwendet werden?
  • Wie ist das Funksignal beliebter IoT-Protokolle wie ZigBee oder Z-Wave aufgebaut?
  • Welche Einflüsse bzw. Störungen können die Identifikation beeinflussen?

Im Verlauf der Arbeit kann prototypisch eine Software entwickelt werden, die mithilfe eines SDRs Protokolle wie Z-Wave oder ZigBee erkennen kann.

Literatur

  1. Ulversoy, T. (2010). Software defined radio: Challenges and opportunities. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 12(4), 531-550.
  2. Tuttlebee, W. H. (1999). Software-defined radio: facets of a developing technology. IEEE Personal Communications, 6(2), 38-44.
  3. ZigBee Alliance: ZigBee Specification. In: ZigBee Document 053474r20 (Sep. 2012)
  4. Z-Wave Specification, Silicon Labs Inc.

Betreuer

Johann Bauer

Voraussetzungen

Keine besonderen. Zur optionalen Implementierung des Prototyps sind Programmierkenntnisse erforderlich.