FTW Forschungszentrum Telekommunikation Wien GmbH, Donau-City-Straße 1, A-1220 Vienna, Austria fon +43/1/ fax -99,

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1 JahresberichT 2010 Jahresbericht 2010 FTW Forschungszentrum Telekommunikation Wien GmbH, Donau-City-Straße 1, A-1220 Vienna, Austria fon +43/1/ fax -99,

2 MARTIN WOLKERSTORFER FTW rené pilz FTW BAKTI DARMA PUTRA FTW Tobias witek FTW Patrick Zwickl FTW michael pucher FTW michal ries FTW hannes weisgrab FTW roland tresch FTW vikash kumar FTW iraida velazquéz FTW christian vogel FTW Giammarco Zacheo FTW horst thiess FTW nina thuswaldner FTW wolrad rommel FTW hans-peter schwefel FTW fabio ricciato FTW Anja Cepuder FTW raimund schatz FTW ulrike gemassmer FTW GIUSEPPE SETTANNI FTW thomas zemen FTW christine waldhör FTW claudia kauba FTW crystal pinon-viardo FTW tomas nordström FTW andreas sackl FTW slobodanka tomic FTW driton statovci FTW ivan gojmerac FTW thomas hinterhofer FTW Jesper Grønbæk FTW alexander platzer FTW thomas paulin FTW Fernando Andrés Sanchez González FTW horst rode FTW gregor hofer FTW BORIS MALINOWSKY FTW anton strasser FTW dietmar schabus FTW danilo valerio FTW stefan suette FTW sue ivan FTW christina philippi FTW giuseppe marrocco FTW peter romirer-maierhofer FTW peter reichl FTW kathrin masuch FTW oliver jung FTW amira gutmann-trieb FTW paul fuxjäger FTW anna fensel FTW Nicolai czink FTW Clemens Auer FTW matthias fuchs FTW andreas berger FTW alessandro d alconzo FTW pierdomenico fiadino FTW rené gabner FTW hans ronald fischer FTW mingming gan FTW eduard hasenleithner FTW peter fröhlich FTW Marcin davies FTW laura bernadó FTW Matthias Baldauf FTW Sandford Bessler FTW sebastian egger FTW Margit Brandtner FTW manuela einfalt FTW Paolo Castiglione FTW Arian Bär FTW Nationale & Internationale Akademische Partner Stanford university Univ. of Southern California NationalE partner: Technische Universität Wien Technische Universität Graz Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbh Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung Forschungs-GmbH Johannes Kepler Universität Linz Universität Wien Univ. of Edinburgh Univ. of new Hampshire Univ. of Illinois Univ. del pais vasco Aalborg univ. lund. univ. TU Berlin Univ. Catholique de louvain DFKI CNRS Univ. of kosice univ. Zürich ETH Zürich Techn. Politec. Univ. of Zagreb Di Milano Eurecom Univ. degli studi di firenze

3 Creating Communication Technologies

4 FTW JAHRESBERICHT 2010

5 Inhalt INHALT 4 Vorwort 6 Forschungszentrum Telekommunikation Wien (FTW) 8 FTW Strategie und Zukunft creating communication technologies 10 Forschungsziele & -richtungen 12 FTW Forschungsprogramm 14 Energie sparen - Nachhaltigkeit 18 Verbindungen beschleunigen 22 Sicherer Netzbetrieb 26 Der User im Zentrum 30 Sprich mit deinem Auto! 34 Die Datenflut in Telematiksystemen in den Griff bekommen 35 Der/die FahrerIn im Mittelpunkt Corporate Background 36 Fördergeber 38 Als Industriepartner am FTW 40 Kooperation Wissenschaft und Wirtschaft 42 Als Wissenschaftspartner am FTW 44 Management & Organisation FTW GmbH 46 Kooperation als Startup 48 Know-how Center 49 Consulting & Usability Studies Facts & figures Projekte Entwicklung des Gesamtprojektvolumens 58 Finanzierung über COMET hinaus 59 Personelle Entwicklung 60 Publikationen

6 FTW JAHRESBERICHT 2010 Vorwort 2010 war für das FTW erneut ein Jahr mit starkem Anwachsen der Forschungsprojekte in den drei Anwendungsbereichen Telekommunikation, Transport und Energie. Eine Auswahl an im Jahr 2010 neu gestarteten Projekten aus den Bereichen Energie (Green Home), Transport (ROADSAFE), Netze (SEQOS), Sicherheit (EU Projekt DEMONS), Datenauswertung (DARWIN 3) sowie Nutzer (ACE 2.0) zeigt die Themenvielfalt, in der am FTW geforscht wird und ist ein Zeichen für das gute Funktionieren der Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft, wie sie am FTW traditionell gepflegt wird. Die im Vorjahr begonnenen Ideen, Strategien und Konzepte wurden im Jahr 2010 weiterentwickelt und die Umsetzung erfolgreich eingeleitet. Mehrere Zwischenziele am Weg des FTW in Richtung Strategie 2020 belegen dies: Die Empfehlungen des Scientific Advisory Boards wurden in einer neuen Forschungsstrategie umgesetzt, die sich auf sieben strategisch ausgewählte Forschungsthemen konzentriert und von allen Mitgliedern im Juni 2010 einstimmig genehmigt wurde. Parallel dazu erfolgte der Beschluss zur Änderung des FTW Finanzierungsmodells. Eine Diskussionsplattform für Mobilfunk-Infrastruktur-Sharing Mobile Beyond 2015 mit den vier österreichischen Netzbetreibern und der RTR wurde ins Leben gerufen. Der umfangreiche Antrag auf Verlängerung der K1-Förderung mit zahlreichen Projektvorschlägen und der Unterstützung der Forschungspartner wurde eingereicht und mittlerweile schon erfolgreich bewilligt. Das FTW konnte mit Nokia Siemens Networks Oy und EVN wichtige neue Mitglieder für sich gewinnen und die Außenstelle des FTW in Graz am 1. Dezember 2010 feierlich eröffnen. Und last but not least wird Leopold, die erste Computerstimme in österreichischem Deutsch, zum Produkt und findet sich als Vorlesefunktion auf der Webseite der Stadt Wien wieder. Dipl.-Ing. Marcus Grausam Präsident FTW Verein Bereichsleiter Operation A1 Telekom Austria AG

7 4/5 Aus Sicht der wissenschaftlichen Partner des FTW war das Jahr 2010 durch eine intensive Qualitätskontrolle gekennzeichnet. Zunächst trat im März das neue Scientific Advisory Board zusammen und kam zum positiven Schluss, dass die Verbreiterung unserer thematischen Basis auf die Bereiche Transport und Energie eine kluge Maßnahme ist. Weiters wurde dringend empfohlen, der strategischen Forschung mehr Gewicht zu geben und eine längerfristige Forschungsstrategie zu entwickeln, die auch die wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des FTW zusätzlich motivieren sollte! Ende August fand das Zwei-Jahres-Review im Rahmen des COMET-Programms der FFG statt. Auch bei dieser Überprüfung wurden das hohe wissenschaftliche Niveau der Forschungsarbeiten und die thematische Diversifikation hervorgehoben. Die intensiven Bemühungen um neue Forschungsfelder und um neue Partner aus der Wirtschaft haben uns geholfen, die wirtschaftliche Krise der letzten Jahre unbeschadet zu meistern. Weiters wurden wir ermutigt, unsere Forschungsstrategie als gemeinsames Anliegen von Wirtschaft und Wissenschaft fortzuführen und unsere hervorragenden Kompetenzen in ausgewählten Gebieten weiterzuentwickeln. Im November nahm der Vorstand gemeinsam mit der Geschäftsführung eine Diskussion über die Intensivierung der Zusammenarbeit zwischen FTW und den wissenschaftlichen Partnern auf. Insbesondere wird über eine engere personelle Verflechtung zwischen den Institutionen nachgedacht. Die Berufung neuer Professorinnen und Professoren könnte dazu eine hervorragende Möglichkeit bieten, die ich als Dekan der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Technischen Universität Wien nach Kräften unterstütze. O. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Gottfried Magerl Mitglied des Vorstands FTW Verein Dekan der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Technische Universität Wien

8 FTW JAHRESBERICHT 2010 Corporate Background Forschungszentrum Telekommunikation Wien (FTW) ist ein national führendes und international anerkanntes Zentrum zur Erforschung und Entwicklung von Technologien für die Kommunikationssysteme der Zukunft. Das FTW wird als K1-Zentrum im Rahmen des österreichischen Kompetenzzentrenprogramms COMET (Competence Centers for Excellent Technologies) von Bund und Land Wien gefördert und weiter ausgebaut. Das FTW wurde im Dezember 1998 zum Zweck der gemeinsamen Forschung und Entwicklung mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft gegründet.

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10 FTW JAHRESBERICHT 2010 FTW Strategie und Zukunft Programm und Ergebnis überzeugen. So sieht es das internationale Panel, das im März 2011 das FTW evaluierte. Ebenso hat sich der wissenschaftliche Beirat des FTW erneut sehr positiv zur hohen wissenschaftlichen Qualität der Forschung am FTW geäußert. Dies sind wichtige, motivierende Bewertungen für die nächsten Schritte: Nach einem erneut sehr erfolgreichen, wirtschaftlichen Jahr 2010, mit zusätzlich gewonnenen Partnern, hohem Projektvolumen und neuen, strategisch wichtigen Projekten, werden in diesem Jahr die Weichen für die langfristige Entwicklung des FTW gestellt. Das FTW hat eine Stärke und Größe erreicht, mit der es neue Wege in der Verbindung von Forschung und Innovation gehen kann. Partner, Vorstand, Geschäftsführung und Forschungsteam werden in den kommenden Monaten auf Basis des Erfolgs der letzten Jahre die langfristige Agenda für das FTW entwerfen. Die Strategie 2020 wird das Ergebnis dieser Diskussion sein. Ein zentrales Thema der Strategiebildung ist die nun mögliche neue Qualität von Wissen und Expertise am FTW. Das Zentrum hat inzwischen eine Größe erreicht, die den gezielteren Aufbau und das kontinuierliche Sicherstellen kritischer Forschungsmasse in ausgewählten Gebieten ermöglicht. Dies eröffnet neue Chancen. Stärke und Fokus des FTW ist das Systemwissen über Kommunikationstechnologien, das Industriepartner zur Innovation benötigen, aber nicht selbst besitzen. Aufgrund der neu gewonnenen Größe kann das FTW dieses Wissen zusammen mit seinen akademischen Partnern zukünftig nachhaltig in System- und Methodenbaukästen zum Entdecken, Testen und Implementieren neuer Funktionen, Architekturen, Komponenten oder Applikationen aufbauen, so wie diese von den Industriepartnern zur Evolution und Innovation ihrer Software-, Hardware- oder Halbleitertechnik benötigt werden. Ein weiteres Thema der Strategie 2020 wird die langfristige Verstärkung der öffentlichen Förderung sein. Der Grund ist einfach: Einerseits lässt sich durchschlagendes, wissenschaftliches Know-how nur in langfristigen Investitionszyklen aufbauen, die kein Markt finanziert.

11 8/9 Andererseits sind die mit Forschung erzielten Wissensvorsprünge das Gut, mit dem am Markt die höchste Wertschöpfung erzielt werden kann. Mit einer öffentlichen Basisfinanzierung könnte das FTW noch wirkungsvoller diese Aufgabe für Wirtschaft und Gesellschaft leisten. Ein ebenso wichtiger Punkt ist die Personalstrategie. Im nächsten Jahrzehnt wird in den Forschungsbereichen des FTW der globale Wettbewerb um Talente hart sein. IKT ist eine Schlüsseltechnologie für Zukunftsmärkte wie Kommunikation, Mobilität, Energie, Produktion oder Gesundheit. Ein im internationalen Vergleich spannendes Forschungs- und Industrieumfeld sowie attraktive Arbeits- und Lebensbedingungen sind gerade in den nächsten Jahren ein kritischer Erfolgsfaktor für die nachhaltige Entwicklung des Zentrums. Prof. Dr. Wolrad Rommel CEO & Managing Director, FTW

12 FTW JAHRESBERICHT 2010 Creating communication Technologies Forschungsziele & -richtungen Zukünftige Computer- und Kommunikationstechnologien bestehen aus verteilten Systemen mit Echtzeit-Konnektivität. Kommunikation findet dabei ohne die direkte Interaktion mit dem Menschen als Endnutzer statt (sogenannte Maschine-zu-Maschine-Kommunikation) und ermöglicht durch die verteilten Erfassungen und Berechnungen Zugriff auf riesige Mengen an Informationen. Diese ermöglichen kontextsensitive Anpassungen der intelligenten Systeme. Solche dezentralen Systeme beinhalten mehr und mehr dynamisch gesteuerte Aktuatoren und erfordern neue Größenordnungen der zu kommunizierenden Datenmengen. Die Realisierung solcher Systeme wird verschiedene standardisierte Technologien verwenden, die alle auf dem Internetprotokoll basieren. Die Zusammenarbeit verschiedener Technologien in verschiedenen Informationsräumen und Netzwerk-Domänen wird daher zu einer zentralen Herausforderung. Vor diesem Hintergrund konzentriert sich das Forschungsprogramm des FTW auf zwei grundlegende Herausforderungen, um die bestehenden IP-basierten Kommunikationstechnologien in solche zukünftige Szenarien zu überführen: Das erste Ziel ist die bedarfsgerechte Weiterentwicklung der Effektivität, Effizienz und Zuverlässigkeit von Kommunikationstechnologien für den Betrieb von Infrastrukturen und ihre Nutzung für Dienste und Anwendungen. Das zweite Ziel ist, das Management und die Nutzung von Echtzeit-Daten aus geografisch verteilten Quellen in effizienter, skalierbarer und fehlertoleranter Weise zu ermöglichen und dabei die Privatsphäre der NutzerInnen zu schützen.

13 10/11 Die enorme Menge an verteilten Echtzeit-Daten kann den zuverlässigen und effizienten Betrieb von Infrastrukturen in Zukunft erleichtern, erfordert dazu aber adaptive Kommunikationslösungen, die neue Daten-Management und Steuerungsstrategien ermöglichen. Dr. Hans-Peter Schwefel, Scientifc Director, FTW Das Forschungsprogramm realisiert Synergien und schafft so einen Mehrwert für die anwendungsorientierten Projekte in den drei Anwendungsbereichen Telekommunikation, Intelligente Transportsysteme und Intelligente Energienetze. Daher folgt das Forschungsprogramm am FTW den zwei Grundprinzipien: Ganzheitlicher Systemansatz Die Forschung des FTW zielt auf Eigenschaften (Effizienz, Robustheit, Sicherheit), die durch die gesamten Kommunikationsfunktionalitäten im Zusammenspiel mit den darauf aufbauenden Anwendungen resultieren. Die Struktur des Forschungsprogramms ist daher in einer Weise konzipiert, die eine ganzheitliche Systembetrachtung erleichtert. Generische Technologien und Methoden Um die unterschiedlichen Anwendungsfelder am FTW zu unterstützen, konzentriert sich die strategische Forschung auf Technologien und Methoden, die in mehreren Anwendungskontexten verwendbar sind. Um diese beiden übergeordneten Ziele zu erreichen, konzentriert sich die Forschung am FTW auf sieben strategisch ausgewählte Forschungsthemen (RT), die von allen Mitgliedern im Juni 2010 beschlossen wurden:

14 FTW JAHRESBERICHT 2010 Creating communication Technologies FTW Forschungsprogramm Effektivität, Effizienz und Zuverlässigkeit von Kommunikationstechnologien RT1 - Channel Characterization: Die Entwicklung und die Analyse von Sendeempfängern und Übertragungsprotokollen der unteren Schichten auf Basis realistischer Modelle von Kommunikationskanälen. RT2 - Cross-Layer Transceiver Design: Schichtübergreifendes Design von Sendeempfängern und Übertragungsprotokollen zur Optimierung der Leistungsparameter und der Energieeffizienz von Netzwerken. Experimentelle Realisierungen unter Verwendung von Software-Defined Radio Technologien ist dabei ein zentraler Ansatz. RT3 - Cooperative Communication: Dieses Forschungsthema entwickelt kooperative Ansätze, die den Paradigmenwechsel der IKT von zentralisierten zu dezentralisierten Architekturen ermöglichen. RT4 - Network Monitoring: Das Forschungsthema Network Monitoring entwickelt Technologien und Ansätze, um den Zustand und das Leistungsverhalten von Netzwerkinfrastrukturen im realen Betrieb zu bestimmen, um deren Verkehrsmuster zu ermitteln und das Verhalten der BenutzerInnen zu verstehen. RT5 - Quality in Communication Ecosystems: Forschung zu Communication Ecosystems vereint Technologie, menschliches Verhalten und Ökonomie. Methodologien zur Evaluierung und Verbesserung der Dienstgüte (Quality of Service) und Benutzerwahrnehmung (Quality of Experience) in ihrer jeweiligen Umgebung und in ihrem Anwendungsbereich werden erarbeitet. Management und Nutzung von Echtzeit- Daten aus geografisch verteilten Quellen RT6 - Information Access: Dieses Forschungsthema entwickelt Methodologien für den effizienten Zugriff, die Aggregation und die Verarbeitung verteilter Echtzeit-Informationen. RT7 - Context-sensitive Interfaces and Systems: Dieses Thema entwickelt Schnittstellen und Systeme, die die situationsabhängige Anpassung von Netzwerkkonfigurationen, Anwendungsverhalten und Nutzerinteraktion ermöglichen. Der Forschungsansatz schließt semantische Technologien, regelbasierte Informationsverarbeitung, maschinelles Lernen und neue Ansätze der Mensch-Maschine-Interaktion mit ein. Die folgende Abbildung zeigt einen Überblick über diese sieben Forschungsthemen, eine detailliertere Auflistung von Unterthemen und deren Zuordnung in die Organisationsstruktur der Forschungsbereiche am FTW.

15 12/13 RT1: Channel Characterization RT2: Cross-Layer Transceiver Design RT3: Cooperative Communication RT4: Network Monitoring RT5: Quality in Communication Ecosystems RT6: Information Access RT7: Contextsensitive Systems & Interfaces Channel Characterization Wireless Networking with SDR Cooperative Communication Traffic Monitoring and Analysis Communication Economics Cognitive Sensor Fusion Pervasive Interaction Optimized Transceiver Design Quality of Experience Scalable Real-Time Data Collection Cognitive Interfaces Residence in Dynamic Environments Mobility Modeling Smart Context Processing Network Security Robustness & QoS Distributed Localization and Sensing Effectiveness, Efficiency, and Dependability of Communication Technologies Management and Exploitation of Distributed Information User-centered Interaction & Communication Economics Networked Services Communication Networks Signal & Information Processing

16 FTW JAHRESBERICHT 2010 Creating communication Technologies Energie sparen - Nachhaltigkeit MOBILITÄT AUS DER STECKDOSE Derzeit kommen energieeffiziente Hybrid- und reine Elektrofahrzeuge (EV) auf den Markt. Sie sind eine Antwort auf die Ängste der Konsumenten in Hinblick auf steigende Rohölpreise und das gestiegene Bewusstsein hinsichtlich Umweltbelastungen durch fossile Brennstoffe. Die großen Problemstellungen der Elektromobilität bleiben nach wie vor bestehen: Reine Elektrofahrzeuge haben eine lange Aufladezeit und eine begrenzte Reichweite. Unkoordiniertes, gleichzeitiges Aufladen kann zu einer Netzüberlastung führen, sobald 10% der gesamten Fahrzeuge elektrisch betrieben werden. Zielsetzungen der Forschung sind deshalb, die Nachteile der Elektromobilität zu reduzieren und gleichzeitig den Netzbetreibern bei der schrittweisen Einführung der Elektromobilität Hilfestellung zu geben. Eine Schlüsselrolle zu einer ganzheitlichen Lösung sind Dienste, welche Useranforderungen und Leistungsfähigkeit des Stromnetzes aufeinander abstimmen. Am FTW zielt die Forschung auf Herausforderungen der E-Mobilität: EV-Routing Bestimmung einer geeigneten Ladestation, unter Berücksichtigung der Useraktivität am Zielort und der momentanen Belastung des Stromnetzes. Support-Dienste für den Energie- und Stromnetzbetreiber Realisierung von Diensten zur Überwachung der Ladeenergie- Nachfrage und des Lastzustands im lokalen Stromnetz Energieversorgung und Deckung der Nachfrage Identifikation von machbaren Methoden, die für die Deckung der Nachfrage an Elektromobilität geeignet sind insbesondere wenn es um erneuerbare Energiequellen und Smart Grid Technologien wie Smart Metering, Energiespeicherung, virtuelle Kraftwerke und isolierte Micro-grids geht. WoHnen sie energieeffizient? Unser Forschungszentrum hat sich zum Ziel gesetzt, eine Informations- und Kommunikationslösung zu entwickeln, die den Energiebedarf der Haushalte innerhalb der vorhandenen Strukturen reduziert und die Energieeffizienz durch aktive Kostenkontrolle unter Beibehaltung des bevorzugten Lebensstils optimiert.

17 14/15 Die technische Herausforderung für die Verbesserung der Energieeffizienz im Haushalt besteht in der Bereitstellung einer neuartigen Steuerung, basierend auf der Anwendung von intelligenten Stromzählern, der Weiterentwicklung der Haus-Vernetzungstechnologien und der Anwendung von Methoden zur Überwachung und Regelung des Energiebedarfs, der Energieerzeugung und der Energiespeicherung. Die Lösungsbestandteile: Visualisierung des Energieverbrauchs Signalisierung von Anomalien und Engpässen Schaffung eines Energie-Bewusstseins Fernüberwachung durch Internet und Mobiltelefon Prioritätenbasierte und tarifgesteuerte Einschaltung Bedarfsorientiertes Energiemanagement Energiemarkt für Konsumenten Die Lösungsgrundlage ist ein Smart House Gateway mit einer Serviceumgebung, die eine flexible semantik-basierte Modellierung und Integration von vernetzten Geräten, Diensten, Benutzeranforderungen und Präferenzen ermöglicht. Entsprechender Datenschutz und Sicherheitsmaßnahmen ergänzen die Aktivitäts- und Umwelt-Modellierung und ermöglichen sowohl eine umfassende automatisierte Kontrolle als auch das Entstehen eines Markts für die Energiedaten. Unsere Forschungsaktivitäten beinhalten auch die Entwicklung eines Testbeds - eine Infrastruktur, die Kommunikations-, Steuerungs- und Datenmanagement-Konzepte implementiert und zur Durchführung der Machbarkeitsstudien, Usability- Studien und Demonstrationen dient. Wieviel Energie braucht deine Internetverbindung? In der kabelgebundenen Kommunikation ist die Reduktion des Energieverbrauchs eine große Herausforderung, der sich die FTW ForscherInnen stellen. Wir arbeiten an der Entwicklung einer neuartigen, systematischen Methodik für die gemeinsame Optimierung von Algorithmen und Hardware, mit dem Ziel, den Energieverbrauch in heutigen ADSL2/2+, VDSL2 und zukünftigen xdsl Systemen zu reduzieren. Dieser Rahmen und die Algorithmen können außerdem eingesetzt werden, um auch in anderen Telekommunikationssystemen Energie zu sparen.

18 FTW JAHRESBERICHT 2010 Creating communication Technologies Das FTW bietet eine innovative Plattform für die Lösung anwendungsorientierter Fragestellungen, in der die ForscherInnen wissenschaftliche Methoden entwickeln und in verschiedenen Anwendungsbereichen umsetzen. So konnte ich mein Wissen über die Kommunikations-, Datenmanagement- und Anwendungsaspekte der Sensornetze in die Anwendungsbereiche Intelligent Transport, Smart Home, Smart Grid und Intelligent Agriculture übertragen und weiterentwickeln. Dem FTW sind sowohl die erstklassige, nachhaltige Forschung als auch Work-life Balance ein authentisches Anliegen. Lernen und Weiterbildung sind ein wesentlicher Teil meines Forschungsalltags. Von größter Bedeutung sind für mich die Erfahrungen, die ich als Expertin und Projektleiterin in europäischen und nationalen Projekten sammeln konnte. So habe ich in diesem Jahr zur Vernetzung von Menschen, Wissen, Daten, Fragestellungen und Lösungen in den Projekten Green Home, SESAME, RHEA und GENIO aktiv beigetragen. Als Senior Researcherin und KAM konnte ich meine wissenschaftliche Neugier und mein innovatives Denken im Team auch für die Weiterentwicklung der strategischen Entscheidungen in Bezug auf Forschung, Projekt- und Programmstrategie einsetzen. Dr. Slobodanka Tomic Senior Researcherin, Key Account Managerin In meiner Rolle als Key Account Managerin (KAM) bin ich für die Betreuung von EVN, unser erster Partner im Bereich Energie, zuständig. Als KAM ist es mein Anliegen, die Prozesse und Bedürfnisse der Partner und deren kurzfristige und langfristige Anforderungen an die Forschung zu verstehen und einen rechtzeitigen Zugang zu unseren vielseitigen Kompetenzen zu ermöglichen. Ich arbeite auch aktiv an der Definition des Anwendungsfeldes Intelligente Energie und Smart Grid, um die Entwicklung einer nachhaltigen Business- und Forschungsagenda bestmöglich zu unterstützen.

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20 FTW JAHRESBERICHT 2010 Creating communication Technologies Verbindungen beschleunigen Wie man Kupfer in Gold verwandelt - Leistungsoptimierung für DSL Die Einhaltung von europäischen Vorgaben wie dem Kodex zum Energieverbrauch von elektronischen Geräten für den Breitbandzugang lenkt das Interesse der Unternehmen auf die Senkung des Stromverbrauchs in ihrem Zugangsnetz. Darüber hinaus ist die Minderung des Übersprechens und die ganzheitliche Optimierung des Energieverbrauchs im drahtgebundenen Zugangsnetz von großer Bedeutung, um zukünftiges Wachstum gewährleisten zu können. Derzeit im Einsatz befindliche DSL-Systeme basieren auf dem unflexiblen Grundprinzip, zu jeder Zeit mit voller Leistung zu übertragen. Deshalb haben wir neuartige Algorithmen für dynamisches Spektrum-Management entwickelt, energieeffizientere Hardware-Module entworfen, das Energieeinsparungspotenzial adaptiver Verbindungsgeschwindigkeiten untersucht und diverse Zielkonflikte zwischen Leistungsmerkmalen wie der Komplexität und Optimalität von Algorithmen, Robustheit, Energieverbrauch, Bandbreite oder Service-Abdeckung studiert. Cooperation zahlt sich aus! Der mobile Datenverkehr wächst um 70% pro Jahr. Neue Konzepte wie Small Cells und heterogene Netzwerke sind vorgesehen, um die begrenzt störungsfreie Kapazität der dichten, drahtlosen Kommunikationssysteme zu bewältigen. Außerdem ist Energieeffizienz notwendig, um Kosten und negative Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. Cooperation auf der physikalischen Ebene verspricht, diese Herausforderungen zu bewältigen. Vor der Anwendung ist es notwendig, die Bedingungen in verschiedenen Szenarien wie Fahrzeug-Kommunikation, Mobilfunknetze und Ad-hoc- und Sensorennetzwerke zu beurteilen, unter denen Cooperation wirklich von Vorteil ist. Zu diesem Zweck entwickeln wir reale Software- Radio Testumgebungen und ermöglichen den Wireless-IngenieurInnen, Theorie und Anwendung zu überbrücken. Einfache, robuste und verteilte kooperative Transceiver-Algorithmen mit einem Minimum an Koordination und maximaler Energieeffizienz werden umgesetzt.

21 18/19 Eine grosse Zukunft für Kleine Zellen Die enorme Zunahme des Datenverkehrs über öffentliche Mobilfunk-Netze stellt eine der größten Herausforderungen für alle Netzbetreiber dar. Um diesen Anforderungen auch in Zukunft gerecht werden zu können, ist es entscheidend, eine effizientere Nutzung der Funkfrequenzen im klassischen Makro-Netzwerk zu gewährleisten. Eine weitere Option, die seit kurzer Zeit von der Industrie zunehmend ins Auge gefasst wird, ist der zusätzliche Einsatz von sogenannten Small-Cell Technologien, um die Nutzer-Daten-Last in der Makro-Infrastruktur an sich zu reduzieren. Die entstehende Kombination aus ständig wachsender Dichte von Wi-Fi Access-Points und dem geplanten Einsatz von Femto-Zellen in öffentlichen Bereichen bzw. Wohngebieten wird zwangsläufig zu einer Reihe von neuen Herausforderungen für die Mobilfunk-Anbieter führen. Das FTW wird all jene Aspekte erforschen, die in diesem Zusammenhang relevant sind, wie zum Beispiel Konvergenz, Interoperabilität, Benutzerfreundlichkeit und die Entwicklung der zugrunde liegenden Geschäftsmodelle. Demo: Optimierung der Übertragungsgeschwindigkeit von DSL Die Parametereinstellung für VDSL Systeme zu optimieren stellt für Netzwerkbetreiber eine große Herausforderung dar. Wenige Richtlinien hierfür gibt es zum Beispiel für die Parameter der Power back-off (PBO) Technologie. PBO wird dazu verwendet, die auf dem Übersprechen beruhende Störung von DSL Systemen zu reduzieren, welche über lange Leitungen betrieben werden. Am FTW wurde eine kabelbündelspezifische Methode für die PBO Optimierung entwickelt, welche die Netzwerktopologie und das reell auftretende Rauschen berücksichtigt. Unsere praxisnahen Experimente haben gezeigt, dass dadurch die Übertragungsrate von VDSL2 Systemen im Vergleich zur standardisierten PBO Parametereinstellung erheblich gesteigert werden kann. Weiters wurde praktisch gezeigt, wie diese Geschwindigkeitssteigerung in Folge zu einer wahrnehmbaren Verbesserung der Qualität von hochauflösenden Videoübertragungen führt.

22 FTW JAHRESBERICHT 2010 Creating communication Technologies Meine Karriere in Forschung und Management verlief parallel zu meinen Entwicklungsmöglichkeiten am FTW. Ich begann im Jahr 2000 als In-kind-Researcher und habe seit 2002 einen Vollzeit-Arbeitsvertrag. Damit hatte ich die Möglichkeit, einem Doktoratsstudium nachzugehen, wurde dabei von einem exzellenten Team unterstützt und konnte mein Studium 2005 abschließen. Motiviert durch die Herausforderung in einem Spitzenfeld der angewandten Forschung arbeiten zu können und gleichzeitig Erfahrung im Management von Forschungsprojekten zu erwerben, traf ich die Entscheidung, meine Karriere am FTW fortzusetzen. Da ich vorher in der Industrie gearbeitet hatte, war es leicht für mich, die Arbeitsweise am FTW zu verstehen, die auf einer engen Kooperation zwischen Wissenschaft und Industrie basiert. Diese enge Kooperation erlaubte es, an Forschungsthemen zu arbeiten, welche sowohl in der Theorie als auch in der Praxis relevant sind. Gerade deshalb fließen die von uns entwickelten Verfahren auch direkt in das Produktportfolio unserer Industriepartner mit ein. Außerdem bietet das internationale und multikulturelle Arbeitsteam einen weiteren interessanten und angenehmen Aspekt meiner Arbeit am FTW. Meine Tätigkeit im Key-Account-Management erschloss mir einen neuen Horizont, der über Management-Fähigkeiten in der angewandten Forschung hinausgeht. Die Herausforderung besteht darin, zukünftige Forschungsschwerpunkte und Geschäftsstrategien zusammen mit unsern Partnern (meinen Key-Accounts) zu entwickeln. Dipl.-Ing. Dr. Driton Statovci Senior Researcher, Key Account Manager

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24 FTW JAHRESBERICHT 2010 Creating communication Technologies Sicherer Netzbetrieb Bekämpfung der Computerkriminalität Botnetze sind große Gruppen von mit Schadsoftware infizierten Internet-Hosts, die in der Regel über mehrere Domänen verteilt sind. Kriminelle nutzen sie als Plattform für eine Vielzahl von koordinierten Angriffen, z.b. Distributed Denial of Service und Erpressung, unerbetene Nachrichten wie Spam sowie für Datendiebstahl. Derzeit eingesetzte Gegenmaßnahmen wie Virenscanner versuchen, die Infektion der Maschinen zu vermeiden oder zu erkennen und Netzbetreiber filtern Angriffsverkehr. Im Gegensatz dazu fokussieren wir auf den Nachweis dessen, was man gemeinhin als Command and Control (C&C) Traffic bezeichnet, also die interne Botnetz-Kommunikation, die in erster Linie ausgefeilte Angriffe ermöglicht. Effektive C&C-Erkennung erfordert ein passives Netzwerkanalysesystem, das in der Lage ist, extrem hohe Datenmengen verarbeiten zu können, nachdem für eine ausreichend gründliche Analyse oft detaillierte Informationen über einzelne Internet-Hosts erforderlich sind. Folglich müssen Technologien berücksichtigt werden, die einen besseren Schutz der Privatsphäre gewährleisten, was schließlich ermöglichen sollte, dass in weiterer Folge verschiedene Netzbetreiber Informationen über identifizierte Bedrohungen austauschen können, ohne dass Kundendaten kompromittiert werden oder geschäftsrelevante Informationen einsehbar sind. MATRIX DOWNLOADED Maximal Erreichbarer Datendurchsatz (MATR) ist eine wesentliche Kennzahl zur Beurteilung der Leistung eines Mobilfunknetzes. Wird diese Metrik kontinuierlich für das gesamte Netz gemessen, kann sie zur Bestimmung des momentanen Leistungsniveaus sowie zur Erkennung von Netzwerkproblemen herangezogen werden. Aktuell werden Durchsatzmessungen hauptsächlich mit Hilfe von aktiven Tests durchgeführt. Dazu werden einige (zumeist wenige) Teststationen im Abdeckungsbereich des Mobilfunknetzes verteilt, mit diesen werden vordefinierte Messungen durchgeführt und der dabei erzielte Durchsatz aufgezeichnet bzw. analysiert. Die so erzielten Ergebnisse sind wenig repräsentativ für das reale Nutzerverhalten und decken nur einen beschränkten Bereich des Netzes ab. Daher untersuchen wir einen alternativen Ansatz, der auf passiven Messungen basiert. Aus (anonymisierten) Packet-Level Traces errechnen wir einen Index zur Bewertung des maximal erreichbaren Durchsatzes (MATRIX) von Downloads der echten Nutzer. Die Herausforderungen dieses Ansatzes sind vielfältig: Heterogene Messbedingungen durch z.b. uneinheitliche Anwendungen oder Endgerätetypen, die Differenzierung zwischen erzieltem und erreichbarem Durchsatz, die Unterscheidung von internen und externen Gründen für niedrige Durchsatzwerte (z.b. Netzprobleme versus ratenlimitierte Anwendungen), sowie die Berücksichtigung von Dynamiken der Transport- und Anwendungsschicht etc. Außerdem untersuchen wir das Potenzial einer Kombination von aktiven Tests und unseren MATRIX Messungen für eine zuverlässigere Erkennung von Netzwerkproblemen.