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b8edaf2e4e
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e43dc698e8
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*.blg
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*.toc
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latex/auto/
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*/auto/
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*.pdf
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!paper/*.pdf
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Binary file not shown.
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@ -30,11 +30,12 @@ numbers=noenddot,
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\pagestyle{headings} % lebender Kolumnentitel
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%% Deutsche Anpassungen %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\usepackage[ngerman]{babel}
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\usepackage[english]{babel}
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% \usepackage[ngerman]{babel}
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\usepackage[T1]{fontenc}
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\usepackage[utf8]{inputenc}
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\usepackage[section]{placeins} %bessere Kontrolle über Grafiken
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\usepackage{lmodern} %Type1-Schriftart für nicht-englische Texte
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% \usepackage{lmodern} %Type1-Schriftart für nicht-englische Texte
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\usepackage{url}
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\usepackage{textcomp}
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\usepackage{paralist}
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@ -210,14 +211,14 @@ numbers=noenddot,
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%% Erzeugung von Verzeichnissen %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\pagenumbering{Roman}
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\section*{Autorenreferat}
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\section*{Abstract}
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\label{sec:abstract}
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\input{sections/abstract}
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% \input{sections/abstract}
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%\include{danksagung}
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%\include{acknowlegements}
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\newpage
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\tableofcontents % Inhaltsverzeichnis
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% \newpage
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\tableofcontents % Table of Contents
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%\addcontentsline{toc}{section}{\listfigurename}
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\newpage
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\listoftodos[TODOs]
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@ -243,7 +244,7 @@ numbers=noenddot,
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\change[inline]{improve glossary \url{https://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Glossary}}
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\input{glossar.tex}
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% \input{../glossar.tex}
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\listoffigures
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\lstlistoflistings{Quellcodeverzeichnis}
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@ -294,30 +295,30 @@ numbers=noenddot,
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%% \label{sec:motivation}
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%% \input{sections/motivation}
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\newpage
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\section{Foundation}
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% \newpage
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\section{Basics}
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\label{sec:basics}
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\input{sections/basics}
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% \input{sections/basics}
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\newpage
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% \newpage
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\section{Requirements}
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\label{sec:requirements}
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\input{sections/requirements}
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% \input{sections/requirements}
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%% \newpage
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%% \section{Werkzeuge und Bibliotheken}
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%% \input{sections/tools_libs}
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\newpage
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% \newpage
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\section{Concept}
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\label{sec:concept}
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\input{sections/concept}
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% \input{sections/concept}
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\section{Analysis, Tests and Decisions}
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\label{sec:ana-test-decision}
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\input{sections/analysis_test_decision}
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% \input{sections/analysis_test_decision}
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\newpage
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% \newpage
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\section{Conclusion and Future Work}
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\input{sections/conclusion}
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@ -334,12 +335,11 @@ numbers=noenddot,
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\appendix
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% suppress page number in toc for parts
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\addtocontents{toc}{\cftpagenumbersoff{part}}
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%\pagenumbering{Alph}
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%Seitennummerierung fortlaufend
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\addpart{Anhang}
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%\pagenumbering{Alph} %Seitennummerierung fortlaufend
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\addpart{Appendix}
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\pagenumbering{Roman}
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\setcounter{page}{2} % Seitennummerierung fortlaufend
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\input{sections/appendix}
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% \input{sections/appendix}
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%\include{selbststaendigkeitserklaerung}
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@ -38,10 +38,18 @@
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booktitle = {Proceedings of the 6th {EAI} International Conference on Smart Objects and Technologies for Social Good}
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}
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@misc{Ouanounou2020secureLoRa,
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||||
author = {Emmanuel Ouanounou},
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||||
title = {{LoRaWAN \& MQTT: What to Know When Securing Your IoT Network}},
|
||||
howpublished = "\url{https://www.cyberark.com/resources/threat-research-blog/lorawan-mqtt-what-to-know-when-securing-your-iot-network}",
|
||||
year = {2020},
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||||
note = "[Online; letzter Zugriff 18.11.2020]"
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||||
@misc{pngkeyGenericCompany,
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||||
author = {PNGkey.com},
|
||||
title = {{Generic Branding - Generic Company Logo Png}},
|
||||
howpublished = "\url{https://www.pngkey.com/png/detail/141-1417312_generic-branding-generic-company-logo-png.png}",
|
||||
year = {2021},
|
||||
note = "[Online; accessed 2021-03-05]"
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||||
}
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||||
@misc{pngkeyGenericCompany,
|
||||
author = {PNGkey.com},
|
||||
title = {{Generic Branding - Generic Company Logo Png}},
|
||||
howpublished = "\url{https://www.pngkey.com/png/detail/141-1417312_generic-branding-generic-company-logo-png.png}",
|
||||
year = {2021},
|
||||
note = "[Online; accessed 2021-03-05]"
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||||
}
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@ -0,0 +1,42 @@
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% Fazit + Ausblick
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Die vorliegende Arbeit hat zwei moderne Prokolle zur föderierten
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Echtzeitkommunikation und dem Internet der Dinge vorgestellt.
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LoRaWAN und Matrix wurden grundlegend erklärt um Komponenten, Architektur und
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Arbeitsweise zu verstehen.
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% In \fullref{sec:solutions} wurden Ansätze dargelegt, um Kommunikation mit Matrix über \ac{LoRaWAN} zu ermöglichen.
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% \begin{itemize}
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% \item{chirpstack ist zu kompliziert für rein lokale simulation!??!?}
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% \item{meshsim war nicht im zeitlichen Rahmen zum Laufen zu kriegen}
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% \item{blog posts veraltet, software inkompatibel zum aktuellen STand!?}
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% \item{nicht mehr unterstützter Anwendungsfall, in bearbeitungszeit nicht möglich sich komplett einzuarbeiten}
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% \end{itemize}
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% Resultat: Zeitaufwand komplett verschätzt
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% \improvement[inline]{was hat nach jetziger Sicht auch noch Sinn?}
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% Matrix low-bandwidth mode hat schon gute Vorarbeit geleistet.\improvement{schöner erklären}
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% Insbesondere die Kombination CoAP mit CBOR für kleinere Payloads, Flate $+$ Noise für
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% effiziente Verschlüsselung und Anpassungen für UDP geben einen guten Ansatz.
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% dieser könnte weiter verfolgt werden
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% hardware projects: https://www.hackster.io/erictsai/lora-tooth-small-ble-sensors-over-wifi-lora-gateways-0aa109
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||||
% more: https://www.adafruit.com/?q=lora&sort=BestMatch
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||||
% 'officially proposed' 868 mhz lora<->RPi shield from TTN: https://shop.imst.de/wireless-modules/lora-products/8/ic880a-spi-lorawan-concentrator-868-mhz
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% \section{Schlussbetrachtung}
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% Aufgrund des zeitlichen Rahmens der vorliegenden Forschungsarbeit im Modul PTI09440 waren praktische Experimente nicht umsetzbar.
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% \begin{itemize}
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% \item[]{Idee war praktische Umsetzung}
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% \item[]{Meshsim und p2p waren allerdings nur Demo Showcases}
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% \item[]{nicht gewartete Software als Neueinsteiger macht sich anstrengend}
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||||
% \item[]{der Hardware part bei LoRaWAN müsste wohl auch getestet werden...
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% kostet aber fett kohle (anschaffung! instandhaltung weniger problematisch)}
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% \end{itemize}
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@ -0,0 +1,37 @@
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% Introduction
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\improvement[inline]{Motivation, Arbeitsziele}
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Laut einem Beschluss der \ac{EU} soll angestrebt werden, mit Umwelt-, Verkehrs-
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und Gesundheitsdaten möglichst offen umzugehen %\cite{openDataEUabout}:
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\begin{quote}
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||||
\glqq just try to be fancy and get a clickbait-like quote in here\grqq
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||||
\end{quote}
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||||
In der Ära von \emph{Cloud Computing} und dem \ac{IoT}
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wird ein zunehmender Anteil von Daten %\improvement{needs citation}
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abseits von Rechenzentren von günstigen, speicherarmen,
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energieeffizienten Sensoren erfasst.
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||||
Für die Verarbeitung und Auswertung ist es notwendig, die Daten an einen Ort
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mit ausreichender Speicherkapazität und Rechenleistung zu
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übertragen %(siehe Abb. \ref{fig:schema-dataflow}).
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||||
Der zuverlässige Transport ist zentrale Voraussetzung um ein Datawarehouse zu ermöglichen.
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% \begin{figure}
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% \centering
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% \includegraphics[width=0.85\textwidth]{images/schema-dataflow.png}
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% \caption[Schema Übertragungswege]{Schema Übertragungswege}
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% \label{fig:schema-dataflow}
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% \end{figure}
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% \newpage
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\subsection{Motivation}
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% \newpage
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\subsection{Central Question}
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% \newpage
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\subsection{Content of Paper}
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@ -0,0 +1,123 @@
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% lösungsansätze
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% Mit welchen Methoden soll das Problem bearbeitet werden?
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Im vorherigen Abschnitt wurden die Architektur und Komponenten von LoRaWAN und
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Matrix eingeführt.
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In diesem Abschnitt werden Lösungsmöglichkeiten für die Kombination der beiden
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Prokotolle beschrieben.
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\subsection{Server im low-bandwidth Modus}
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% \begin{figure}
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% \centering
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% \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/solution-ulb.png}
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||||
% \caption[Matrix mit CoAP-Proxy und Chirpstack]{Matrix low-bandwidth mode mit CoAP-Proxy und
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% Chirpstack\protect}
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% \label{fig:matrix-ulb-chirpstack}
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||||
% \end{figure}
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||||
Wie in \ref{subsub:matrix_stateoftech} beschrieben, wurde 2019 ein
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\emph{low-bandwidth Modus} für Matrixserver experimentell umgesetzt.
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||||
Eine Variante einen Matrixserver Daten über LoRaWAN übertragen zu lassen, könnte
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man den Server im low-bandwidth Modus betreiben und den daran angeschlossenen
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\ac{CoAP}-Proxy als Application mit dem \emph{Application Server} des Chirpstack
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verknüpfen (siehe Abb.\ref{fig:matrix-ulb-chirpstack}).
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||||
Dafür könnten die bestehenden Softwarekomponenten mit entsprechender
|
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Konfiguration wiederverwendet werden.
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Die prototypischen Impelemntierungen sowohl im Matrixserver als auch dem
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CoAP-Proxy müssten ausgebaut und gewartet werden.
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\subsection{Matrix Bridge als LoRaWAN Applikation}
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% \begin{figure}
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% \centering
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% \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/solution-bridge.png}
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||||
% \caption[Matrix Bridge LoRa mit CoAP-Proxy und Chirpstack]{Matrix Bridge
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||||
% LoRa mit CoAP-Proxy und
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% Chirpstack\protect}
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% \label{fig:matrix-bridge-lora}
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||||
% \end{figure}
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||||
Eine Alternative wäre die Entwicklung einer Matrix Bridge für das LoRaWAN
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Protokoll.
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Diese kann über einen CoAP Proxy mit dem \emph{Application Server} des
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Chirpstack verknüpft werden (siehe Abb.\ref{fig:matrix-bridge-lora}).
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||||
Für die Umsetzung könnten Ideen und Implementierungsansätze des
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\emph{low-bandwidth Modus} wiederverwendet werden.
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Vorteil an dieser Variante ist, dass bestehende Matrixserver keiner Änderung
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bedürfen, sondern die Übertragung mittels LoRaWAN von einem registierten Client
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übernommen wird.
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Eine solche Bridge erfordert weniger Wartungsaufwand.
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Außerdem kann durch Beitreten und Verlassen von Räumen explizit diese ausgewählt
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werden, welche relevant für die Übertragung über die LoRaWAN Verbindung
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stattfinden soll.
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% Mit Hilfe der Kombination von \emph{Meshsim} und \emph{CoAP-Proxy} werden zwei
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% Matrix-Applikationsserver installiert und verknüpft.
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% Der Chirpstack wird zum Aufbau einer privaten Experimentierplattform und
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% Simulation einer LoRaWAN Umgebung genutzt.
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% Durch möglichst minimale Anpassung an den jeweiligen Softwarekomponenten sollen
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% Matrix-Anwendungsdaten über das simulierte LoRaWAN Netzwerk übertragen werden.
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% % - p2p matrix https://matrix.org/blog/2020/06/02/introducing-p-2-p-matrix/
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% over https://libp2p.io/
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||||
Ein weiterer Aspekt ist die Art der Datenübertragung im LoRaWAN Funknetzwerk.
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% \newpage
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\subsection{bidirektionale Verbindung mit Geräteklasse C}
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||||
Die Kombination aus LoRaWAN Gateway und Endknoten kann so gewählt werden, dass
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einer der im Verbund teilnehmenden Matrixserver die Rolle das Netzwerkservers
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übernimmt und mittels Chirpstack an ein LoRaWAN Hardware Gateway angeschlossen.
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||||
Alle anderen Matrixserver werden an Endknoten angeschlossen.
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||||
Diese Endknoten müssen zwangsweise als Klasse C Geräte konfiguriert werden,
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sodass sie ständig Daten vom Gateway empfangen können.
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Die Datenübertragung um LoRaWAN findet somit bidirektional (Gateway->Endknoten
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und Endknoten->Gateway) statt.
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% \improvement[inline]{in welchen Fällen ist das günstig?}
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% architecture: https://www.chirpstack.io/project/architecture/
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% based on https://github.com/brocaar/chirpstack-docker
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% \begin{itemize}
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% \item{run the stack twice}
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% \item{connect them either with a packet forwarder or the gateway bridge}
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||||
% \item{Whats the smallest easiest thing to test this???}
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||||
% % \item{connect both application servers with a dendrite/synapse each}
|
||||
% \end{itemize}
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||||
% node simulation (+server, monitor):
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||||
% - simulation https://github.com/devlaam/lora_simulator/tree/master/src/main/scala
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||||
\subsection{unidrektionale Verbindung}
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||||
Eine unidirektionale Funkverbindung mit Endknoten der Klasse A oder B könnte
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alternativ umgesetzt werden.
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In dieser Variante würde jeder Matrixserver mit einem Chirpstack verknüpft und
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jeder Chirpstack erhält ein Gateway und einen Endknoten.
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Die Endknoten werden ausschließlich zum Versenden von Daten genutzt.
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||||
Die Gateways ausschließlich zum Empfang von Daten.
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Das bedeutet beide Geräte übertragen die Daten jeweils unidirektional.
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%\impvement[inline]{welche funktechnischen problem können hier auftreten?}
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||||
In dieser Konstellation können einfachere Endknoten (Klasse A oder B statt
|
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Klasse C) genutzt werden, jedoch benötigt jeder teilnehmende Matrixserver auch
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ein LoRaWAN Hardware Gateway.
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% Uni- oder Bidirektional?\cite{pop2017does}
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||||
% \subsection{libp2p}
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% kritik: libp2p zwar 2020, aber für unseren anwendungsfall nicht möglich, da
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||||
% service discovery/rendevouz server über lorawan in diesem rahmen nicht
|
||||
% umgesetzt werden kann (und existiert noch nicht)
|
||||
|
||||
% will not work because of service/server discovery impossible without IP based
|
||||
% relay/rendevouz server
|
||||
|
|
@ -0,0 +1,44 @@
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|||
\begin{titlepage}
|
||||
\pdfbookmark[1]{Title Page}{title}
|
||||
|
||||
\begin{center}
|
||||
\includegraphics[scale=0.25]{images/generic-company-logo.png}
|
||||
|
||||
\vspace{1cm}
|
||||
\begin{huge}
|
||||
Master Thesis
|
||||
\end{huge}
|
||||
|
||||
\begin{LARGE}
|
||||
Title of the thesis
|
||||
\end{LARGE}
|
||||
|
||||
\vspace{1.4cm}
|
||||
\begin{large}
|
||||
Surname, First Name
|
||||
\end{large}
|
||||
|
||||
% \vspace{0.5cm}
|
||||
|
||||
born on \today \\
|
||||
\vspace{1cm}
|
||||
|
||||
Studiengang Master Informatik
|
||||
|
||||
\vspace{0.7cm}
|
||||
Your institution \\
|
||||
Your Faculty \\
|
||||
Your Research Group
|
||||
|
||||
\vspace{2.7cm}
|
||||
\begin{tabular}{l l}
|
||||
\textbf{Adviser} & \textbf{Institution} \\
|
||||
% \hline
|
||||
Prof. Dr. Awesome Teacher & Institution 1\\
|
||||
M.Sc. Another Mentor & Institution or Company \\
|
||||
\\
|
||||
\\
|
||||
Deadline: & \today
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{titlepage}
|
||||
Loading…
Reference in New Issue