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Informational properties of networks under communication constraints

Projektbeschreibung

Paradigmenwechsel für Informationsnetze

Die Netzwerke der Zukunft müssen reaktionsfreudig, flexibel und schnell sein, da die Anforderungen der Menschen und Maschinen stetig steigen. Zu diesem Zweck investiert die EU in innovative Netzwerktechnologien. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts InfoNet werden die grundlegenden Informationseigenschaften von Netzwerken bei Kommunikationseinschränkungen untersucht. Dabei entfernt sich das Projektteam vor allem von der Annahme, dass ein Netzwerk vollständig vernetzt sein muss und die darin enthaltenen Informationen ein Gut sind. Stattdessen wird es ein neues Paradigma in Betracht ziehen, bei dem eine begrenzte Netzwerkkonnektivität besteht und bestimmte Informationen zusammengefasst werden können. Beispiele hierfür sind Speichersysteme, bei denen Verbindungen durch räumliche Nähe oder eine Systemarchitektur hergestellt werden, aber auch Niedrigenergieweitverkehrnetzwerke für IoT-Anwendungen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden Einblicke in den Aufbau von Informationsnetzen und entsprechende Gestaltungsregeln bieten.

Ziel

Motivated by applications to information networks such as wireless and ad-hoc, this research will explore
fundamental informational properties of networks under communication constraints. In the standard
approach, the network is assumed to be fully connected and/or the information it carries is treated as a
commodity. Here, we will investigate a markedly different paradigm where limitations on the nodes’
connectivity in the network are imposed and pieces of information can be combined. Examples include
storage systems in which the links are established by physical proximity or system architecture, as well as
low-power wide-area networks for Internet-of-Things applications. We will consider a broad spectrum of
models and topics ranging from efficient information encoding and network resiliency to information loss
under corrupt nodes to cooperative models and network information accessibility. We will study these topics
under specific network families and random networks.
While prominently theoretic, the proposed investigation is expected to yield insights and design rules for the
construction of information networks, e.g. via new data placement techniques and communication protocols.
Moreover, we plan to devote part of our study to practical aspects by implementing and testing the theory
developed in real-world networks. Such developments may well lead to a paradigm shift in the design of
resource-limited wireless communication systems, and potentially reduce energy consumption, delays, and
increase the overall information reliability. Lastly, our motivation stems from the perception that naturally
occurring phenomena in general networks are dependent on the information carried by them; this perception
is what drives both the research questions we pose and the mathematical model we define. Consequently, the
theoretical results are expected to be practical and influential across different disciplines and research areas.

Finanzierungsplan

ERC-STG - Starting Grant

Gastgebende Einrichtung

TEL AVIV UNIVERSITY
Netto-EU-Beitrag
€ 1 474 375,00
Adresse
RAMAT AVIV
69978 Tel Aviv
Israel

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Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 1 474 375,00

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