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"Xenia" arbeitet schneller als bisherige Programme

Dem Diplom Telematiker Christian Werner ist eine ähnlich bahnbrechende Erfindung gelungen wie beim Dateiformat MP3:

Der 29-jährige Neu-Lübecker hat eine Methode entwickelt, mit der sich in der Computersprache XML geschriebene Datensätze signifikant verkleinern lassen.

Das bedeutet weniger Speicher­platz und eine schnellere Da­tenübermittlung und kann damit zum Beispiel das Herunterladen von Internetdaten per Mobiltele­fon erheblich beschleunigen.

Der frisch promovierte Mitar­beiter der Uni Lübeck hat seine Erfindung namens "Xenia" mit Hilfe der Patent- und Verwertungsagentur Schleswig-Hol­stein (PVA SH) für das deutsche Patent angemeldet. Auch die in­ternationalen Rechte möchte sich der Telematiker mit Hilfe der Agentur absichern.

Als er im September seine Idee auf einer Konferenz in Chicago vor­stellte, zeigten Unternehmen aus Europa und den USA Interesse.

"Ich könnte mir bei dieser Er­findung gut vorstellen, dass sie bald weltweiter Standard ist", meint Patentscout Dirk Lukas. Er betreut bei der PVA SH Wer­ners Patentanmeldung und hofft, dass "Xenia" bald in sämtlichen Geräten mit Internetanschluss verwendet werden kann.

"Die Anwendungsgebiete die­ses Kompressors sind viel um­fangreicher als die von MP3",

Leistungsfähigigkeit

Jetzige Programme, die XML­Datensätze komprimieren können, haben Nachteile: Sie verkleinern den Datenumfang nur gering, brauchen viel Speicherplatz und viel Pro­zessorenleistung. Mit Xenia" kön­nen XML-Daten auf ein bis 15 Pro­zent ihrer ursprünglichen Größe komprimiert werden.

Der Kom­pressor lässt sich als Chip problem­los in jedes mobile Gerät einbauen.erläutert Lukas.

Effiziente Kodierung von XML-Daten zur Übertragung über Funkinterfaces in Sensornetzwerken

Sensornetze bestehen aus Einzelsystemen, die über Sensoren, einen Prozessor und Speicher sowie ein Funkinterface verfügen und mit Hilfe von Batterien mit Energie versorgt werden. Das Sensornetzwerk soll als Gesamtheit der Einzelsysteme komplexere Problemstellungen wie z.B. die Analyse von Bewegungen von Feuerfronten bei Waldbränden bewältigen können, obwohl die Einzelsysteme nur einfache Aufgaben wie beispielsweise Temperaturmessungen durchführen können.

Im SWARMS-Projekt sollen Middlewarekonzepte zur Unterstützung der Programmierung von Sensornetzen untersucht werden. Der eingeschlagene Ansatz verwendet XML Datenrepräsentationen zur Darstellung der im Sensornetz verarbeiteten Daten. Ausgangspunkt der Datenmodellierung ist dabei ein XML-Schema, das speziell auf die zu repräsentierenden Daten abgestimmt ist und daher besonders effizient handhabbar ist.

In Sensornetzen ist Energie eine knappe Ressource. Neben Berechnungen ist das Übertragen von Daten über die Funkschnittstelle besonders energieaufwändig. Daher kommt der effizienten Kodierung der übertragenen Daten beziehungsweise deren Kompression eine wichtige Rolle zu.

In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass insbesondere Verfahren, die sich der Struktur der XML-Dokumente bewusst sind, besonders gute Kompressionsergebnisse liefern. Genau diese Struktur ist aus dem XML-Schema bekannt. Die Verfahren basieren darauf, die XML-Tags binär zu kodieren, und die Daten separat zu komprimieren. Nachteil dieser Verfahren ist, dass sie prinzipbedingt auf bestimmte XML-Dialekte beschränkt sind.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Verfahren zur effizienten Kodierung von XML-Daten respektive deren Kompression erarbeitet werden. Dazu soll ein Generator entwickelt werden, der spezielle Kompressionstabellen für die im Schema vorkommenden Symbole ableiten kann, und so eine Erweiterung auf beliebige XML-Dokumente ermöglicht.

Besonderes Augenmerk ist dabei nicht nur auf die Kompressionsrate auch bei kleinen XML-Dokumenten zu richten, sondern auch auf den Berechnungsaufwand, da die Zielsysteme meist über relative schwache Prozessoren verfügen, sowie auf den Speicherbedarf des Verfahrens.

Das erarbeitete Verfahren soll auf der am Institut verwendeten Hardwareplattform (siehe Abbildung oben) implementiert und darauf experimentell evaluiert werden.

Während MP3 nur für Audiodaten gedacht sei, könne Xenia überall dort zum Einsatz kommen, wo zwischen Maschinen Dateien in großer Zahl ausgetauscht werden. Die Arbeitsweise könne man sich vereinfacht so vorstellen: "Be­nutzt man zum Beispiel einen Computer zum Steuern einer Modelleisenbahn, braucht dieser nicht mit dem gesamten Fahr­plan inklusive Abfahrtzeiten und Bahnhofsnamen, sondern lediglich mit Informationen für die Weichenstellung gefüttert werden." Das verringere die Da­tenmenge entscheidend.