Traffic-Adaptive and Link-Quality-Aware Communication in Wireless Sensor Networks

This paper is a summary of the main contribu- tions of the PhD thesis published in [1]. The main research contributions of the thesis are driven by the research question how to design simple, yet efficient and robust run-time adaptive resource allocation schemes within the commu- nication stack of Wireless Sensor Network (WSN) nodes. The thesis addresses several problem domains with con- tributions on different layers of the WSN communication stack. The main contributions can be summarized as follows: First, a a novel run-time adaptive MAC protocol is intro- duced, which stepwise allocates the power-hungry radio interface in an on-demand manner when the encountered traffic load requires it. Second, the thesis outlines a metho- dology for robust, reliable and accurate software-based energy-estimation, which is calculated at network run- time on the sensor node itself. Third, the thesis evaluates several Forward Error Correction (FEC) strategies to adap- tively allocate the correctional power of Error Correcting Codes (ECCs) to cope with timely and spatially variable bit error rates. Fourth, in the context of TCP-based communi- cations in WSNs, the thesis evaluates distributed caching and local retransmission strategies to overcome the perfor- mance degrading effects of packet corruption and trans- mission failures when transmitting data over multiple hops. The performance of all developed protocols are eval- uated on a self-developed real-world WSN testbed and achieve superior performance over selected existing ap- proaches, especially where traffic load and channel condi- tions are suspect to rapid variations over time.

Determinanten kognitiver Angstmanifestation während schulischer Tests: Eine Längsschnittstudie

Theoretischer Hintergrund und Fragestellung: Schulische Tests dienen der Feststellung von Wissen und Können. Wie jede Messung kann auch diese durch Störvariablen verzerrt werden. Während Tests erlebte Angst ist ein solcher potentieller Störeinfluss: Angst kann Testleistungen beinträchtigen, da sie sich hinderlich auf die Informationsverarbeitung auswirken kann (Störung des Wissensabrufs und des Denkens; Zeidner, 1998). Dieser kognitiven Angstmanifestation (Rost & Schermer, 1997) liegt die angstbedingte automatische Aufmerksamkeitsorientierung auf aufgaben-irrelevante Gedanken während der Testbearbeitung zugrunde (Eysenck, Derakshan, Santos & Calvo, 2007). Es hat sich allerdings gezeigt, dass Angst nicht grundsätzlich mit Testleistungseinbußen einhergeht (Eysenck et al., 2007). Wir gehen davon aus, dass die Kapazität zur Selbstkontrolle bzw. Aufmerksamkeitsregulation (Baumeister, Muraven & Tice, 2000; Schmeichel & Baumeister, 2010) ein Faktor ist, der bedingt, wie stark kognitive Angstmanifestation während Tests und damit zusammenhängende Leistungseinbußen auftreten. Ängstliche Lernende mit höherer Aufmerksamkeitsregulationskapazität sollten ihrer automatischen Aufmerksamkeitsorientierung auf aufgaben-irrelevante Gedanken erfolgreicher entgegensteuern und ihre Aufmerksamkeit weiterhin auf die Aufgabenbearbeitung richten können. Dem entsprechend sollten sie trotz Angst weniger kognitive Angstmanifestation während Tests erleben als ängstliche Lernende mit geringerer Aufmerksamkeitsregulationskapazität. Auch die Selbstwirksamkeitserwartung und das Selbstwertgefühl sind Variablen, die in der Vergangenheit mit der Bewältigung von Angst und Stress in Verbindung gebracht wurden (Bandura, 1977; Baumeister, Campbell, Krueger & Vohs, 2003). Daher wurden diese Variablen als weitere Prädiktoren berücksichtigt. Es wurde die Hypothese getestet, dass die dispositionelle Aufmerksamkeitsregulationskapazität über die dispositionelle Selbstwirksamkeitserwartung und das dispositionelle Selbstwertgefühl hinaus Veränderungen in der kognitiven Angstmanifestation während Mathematiktests in einer Wirtschaftsschülerstichprobe vorhersagt. Es wurde des Weiteren davon ausgegangen, dass eine indirekte Verbindung zwischen der Aufmerksamkeitsregulationskapazität und der Veränderung in den Mathematiknoten, vermittelt über die Veränderung in der kognitiven Angstmanifestation, besteht. Methode: Einhundertachtundfünfzig Wirtschaftsschüler bearbeiteten im September 2011 (T1) einen Fragebogen, der die folgenden Messungen enthielt:-Subskala Kognitive Angstmanifestation aus dem Differentiellen Leistungsangstinventar (Rost & Schermer, 1997) bezogen auf Mathematiktests (Sparfeldt, Schilling, Rost, Stelzl & Peipert, 2005); Alpha = .90; -Skala zur dispositionellen Aufmerksamkeitsregulationskapazität (Bertrams & Englert, 2013); Alpha = .88; -Skala zur Selbstwirksamkeitserwartung (Schwarzer & Jerusalem, 1995); Alpha = .83; -Skala zum Selbstwertgefühl (von Collani & Herzberg, 2003); Alpha = .83; -Angabe der letzten Mathematikzeugnisnote. Im Februar 2012 (T2), also nach 5 Monaten und kurz nach dem Erhalt des Halbjahreszeugnisses, gaben die Schüler erneut ihre kognitive Angstmanifestation während Mathematiktests (Alpha = .93) und ihre letzte Mathematikzeugnisnote an. Ergebnisse: Die Daten wurden mittels Korrelationsanalyse, multipler Regressionsanalyse und Bootstrapping ausgewertet. Die Aufmerksamkeitsregulationskapazität, die Selbstwirksamkeitserwartung und das Selbstwertgefühl (alle zu T1) waren positiv interkorreliert, r= .50/.59/.59. Diese Variablen wurden gemeinsam als Prädiktoren in ein Regressionsmodell zur Vorhersage der kognitiven Angstmanifestation zu T2 eingefügt. Gleichzeitig wurde die kognitive Angstmanifestation zu T1 konstant gehalten. Es zeigte sich, dass die Aufmerksamkeitsregulationskapazität erwartungskonform die Veränderungen in der kognitiven Angstmanifestation vorhersagte, Beta = -.21, p= .02. Das heißt, dass höhere Aufmerksamkeitsregulationskapazität zu T1 mit verringerter kognitiver Angstmanifestation zu T2 einherging. Die Selbstwirksamkeitserwartung, Beta = .12, p= .14, und das Selbstwertgefühl, Beta = .05, p= .54, hatten hingegen keinen eigenen Vorhersagewert für die Veränderungen in der kognitiven Angstmanifestation. Des Weiteren ergab eine Mediationsanalyse mittels Bootstrapping (bias-corrected bootstrap 95% confidence interval, 5000 resamples; siehe Hayes & Scharkow, in press), dass die Aufmerksamkeitsregulationskapazität (T1), vermittelt über die Veränderung in der kognitiven Angstmanifestation, indirekt mit der Veränderung in der Mathematikleistung verbunden war (d.h. das Bootstrap-Konfidenzintervall schloss nicht die Null ein; CI [0.01, 0.24]). Für die Selbstwirksamkeitserwartung und das Selbstwertgefühl fand sich keine analoge indirekte Verbindung zur Mathematikleistung. Fazit: Die Befunde verweisen auf die Bedeutsamkeit der Aufmerksamkeitsregulationskapazität für die Bewältigung kognitiver Angstreaktionen während schulischer Tests. Losgelöst von der Aufmerksamkeitsregulationskapazität scheinen positive Erwartungen und ein positives Selbstbild keine protektive Wirkung hinsichtlich der leistungsbeeinträchtigenden kognitiven Angstmanifestation während Mathematiktests zu besitzen.

Wirksamkeit kognitiver Remediationstherapie bei schizophren Erkrankten mit ausgeprägter Negativsymptomatik

Einleitung Die Behandlung von Negativsymptomen ist bei schizophren Erkrankten bis heute wenig erfolgsversprechend. Wenige Studien zeigen inkonsistente Befunde und berichten ausschliesslich über eine dimensionale Reduktion von Negativsymptomen, jedoch nicht über Remissionsraten bei ausgeprägter Negativsymptomatik. Gegenwärtig wird der mögliche Nutzen Kognitiver Remediationstherapie zur Behandlung von Negativsymptomen diskutiert. Die von unserer Arbeitsgruppe entwickelte Integrierte Neurokognitive Therapie (INT) stellt einen Kognitiven Remediationsansatz im Gruppensetting dar und vereint Interventionen zu allen kognitiven MATRICS-Dimensionen in einem einheitlichen Therapiekonzept. Methode In einer internationalen multizentrischen RCT mit 138 ambulanten schizophrenen Patienten (DSM IV-TR) wurde die INT mit einer Standardbehandlung (TAU) verglichen. In Anlehnung an die vorgeschlagenen PANSS-Kriterien der „Remission in Schizophrenia Working Group“ (RSWG) wurden aus der Stichprobe eine Gruppe mit ausgeprägten Negativsymtomen (GN) während der Baselineerhebung definiert (n=53). Als Referenz diente eine Gruppe mit persistierenden Positivsymptomen ohne Negativsymptome (GP, n=31) sowie eine remittierte Gruppe (RG, n=54) ohne Symptome. Eine Testbatterie zu kognitiven und sozialen Funktionen sowie ein PANSS-Interview wurden vor und nach der Therapiephase von 15 Wochen sowie nach einer Einjahreskatamnese erhoben, um die Wirksamkeit von INT bei Patienten mit ausgeprägter Negativsymptomatik zu quantifizieren. Ergebnisse 1) Symptomreduktion: in der Zielgruppe GN zeigten signifikant mehr INT-Patienten (55%) als TAU-Patienten (26%) während der Therapiephase eine Remission der Negativsymptomatik. Auch nach der Katamnese erzielte INT (82%) signifiaknt höhere Remissionsraten als TAU (50%). Dagegen waren in GP keine signifikanten Symptomreduktionen gegenüber TAU nachweisbar. In RG waren signifikant geringere Rückfallraten (Symptomanstieg) bei INT (13%) gegenüber TAU (50%) nach der Therapie feststellbar. 2) Kognitive Funktionen: signifiante Effekte in GN und in RG zu Gunsten von INT konnten bezüglich der Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung und der Aufmerksamkeit gegenüber TAU nachgewiesen werden. 3) Soziale Funktionen: INT erzielte in GN und in RG eine signifikante Überlegenheit im psychsozialen Funktionsniveau (Generalisierungeffekt). Kognitive Remediationstherapie reduziert ausgeprägte Negativsymptome, unterstützt die Rückfallprophylaxe und verbessert kognitive und soziale Funktionen auch bei Patienten mit Negativsymptomen.