Aufgabenstellung

Nanonetzwerke sind Computernetze, deren Teilnehmer Geräte in der Größenordnung von wenigen Nanometern bis zu einem Mikrometer sind. Diese Geräte können aufgrund ihrer Größe mit einzelnen Atomen oder Molekülen interagieren, und sind klein genug, um innerhalb einer Körperzelle zu operieren.
Gleichzeitig sind Nanogeräte auch extrem ressourcenbeschränkt: Neben beispielsweise nur sehr kleinen Batterien ist es noch offen, ob ein Nanoroboter über eine Touring-mächtige CPU verfügen kann.
Mehrere Nanoroboter müssen sich also mittels Kommunikation zu Nanonetzwerken zusammenschließen, um gemeinsam komplexe Aufgaben durchführen zu können.

Ein wichtiges Anwendungsfeld ist die moderne Nano-Medizin. Dabei werden Nanoroboter direkt in den Körper eingebracht, und bewegen sich z.B. über den Blutkreislauf an ihren Einsatzort.
Medizinische Nanonetzwerke kommunizieren mit der Außenwelt über Mikrogeräte, die bspw. unter oder auf der Haupt angebracht sind. Sie dienen als Schnittstellen zwischen Nano- und Makrokommunikation, und leiten Messwerte an eine externe Basisstation weiter.

Typischerweise werden in medizinischen Nanonetzwerken Messdaten von Sensoren an eine Schnittstelle nach außen geliefert, oder Aktionsbefehle von außen an Nanoaktoren übermittelt. Für diesen Anwendungsfall kann das Routingverfahren Hop Count Routing angewandt werden: Jeder Nanoroboter speichert seine Entfernung zur nächsten Mikroschnittstelle als Anzahl an Hops, die zwischen ihm und der Schnittstelle liegen. Mit dieser Topologie kann ein Paket gezielt zur Schnitstelle oder in das Netzwerk verbreitet werden.

In dieser Arbeit soll das Hop Count Routing genauer untersucht werden. Auf Basis dieses Konzepts soll ein Routing-Protokoll entworfen werden, das Nachrichten von einzelnen Nanorobotern zu einer Mikroschnittstelle leiten kann. Darauf aufbauend soll das Verhalten bei mobilen und fehlerhaften Netzwerken untersucht werden, und das Protokoll ggf. dafür erweitert werden. Das entworfene Protokoll soll mittels einer Simulation mit ns-3 untersucht und bewertet werden.

Nach Einarbeitung und Umsetzung ist die geleistete Arbeit in der eigentlichen Arbeit sorgfältig zu dokumentieren. Der implementierte Code ist selbstverständlich vollständig zu kommentieren und wird nach Abschluss der Arbeit unter der Apache Open Source Licence veröffentlicht. Es sind die Regeln zur Erstellung von wissenschaftlichen Arbeiten des Instituts zu beachten.