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Dissertationen

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Erstellt: Mon, 24 Feb 2020 07:24:46 +0100 in 1.2611 sec


Krauß, Alexander;
Nachführbare Antennen geringer Bauhöhe für die mobile Satellitenkommunikation. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2018. - 1 Online-Ressource (135 Blätter).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

Das wachsende Interesse an bidirektionaler Satellitenkommunikation im Ka-Band erfordert Antennenentwürfe, welche die in diesem Kommunikationsband weit auseinander liegenden Downlink- und Uplink-Frequenzbereiche berücksichtigen und somit ein dualbandiges Verhalten aufweisen. Während Naturkatastrophen oder anderer desaströser Szenarien erfordert die mobile Krisenkommunikation über einen geostationären Satelliten eine hohe Zuverlässigkeit bei kompaktem Antennendesign. Im Fall einer beschädigten oder überlasteten terrestrischen Kommunikationsinfrastruktur stellen mobile Nutzerterminals mit einer geringen Aufbauhöhe eine wichtige Alternative für die Kommunikation von Rettungseinsatzkräften, Hilfsorganisationen und anderen Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine neuartige zweidimensional-periodische Leckwellenantennenstruktur entwickelt, die auf einer zweilagigen frequenzselektiven Oberfläche (FSS) basiert und sowohl für den Empfangs- als auch den Sendefall ausgelegt ist. Die erfolgreich entworfene FSS-Einheitszelle erlaubt zirkulare Polarisation und überlagerte Aperturen für eine dualbandige Funktionalität. Die zweilagige frequenzselektive Oberfläche wird mit einer innovativen Primärquelle angeregt - realisiert durch eine Schlitzstrahlergruppe, die mittels integriertem und verlustarmen Hohlleiternetzwerk bei 20 und 30 GHz gespeist wird. Der Entwurf, Simulationsmodelle und die messtechnische Charakterisierung verschiedener Leckwellenantennenpaneele werden in der vorliegenden Dissertation im Detail diskutiert. Im Verlauf des Promotionsvorhabens wurden auf Basis der entwickelten Antennenpaneele zwei Demonstratoren nachführbarer Satellitenkommunikationsantennen aufgebaut und erfolgreich erprobt. Das verwendete Antennenkonzept erlaubt die Realisierung mit gewissen Freiheitsgraden bezüglich Anzahl und Neigungswinkel der Paneele für den Einsatz bei unterschiedlichen geografischen Breitengraden. Für die Nachführung der Richtcharakteristik wird eine hybride Strategie angewendet. Die Strahlnachführung im Azimut erfolgt mechanisch durch eigens für die Anwendung entwickelte Antennenpositionierer. In der Elevationsebene wird die elektronische Nachführung unter Ausnutzung einer rekonfigurierbaren Richtcharakteristik realisiert.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000182
Schirmer, Christopher;
Over-The-Air Testing using Wave-Field Synthesis. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - 1 Online-Ressource (211 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

Moderne Kommunikationsgeräte, z. B. Smartphones und GPS-Empfänger streben einen hohen Integrationsgrad an, um Kosten, Platz und Energie zu sparen. Es existieren auch große Geräte, wie zum Beispiel Fahrzeuge mit integrierten Long Term Evolution-Antennen. Um den Entwicklungsprozess zu beschleunigen, werden adäquate Testverfahren benötigt, die eine korrekte Funktionsweise aller Gerätekomponenten sicherstellen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Testverfahren einschließlich Kalibrierverfahren zu entwickeln, die reproduzierbare Testbedingungen erlauben, um vergleichbare Leistungstests von Kommunikationssystemen zu ermöglichen. Diese Arbeit besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil beschäftigt sich mit Wellenfeldsynthese (WFS) für elektrisch kleine Geräte. Der zweite Teil präsentiert ein alternatives Testverfahren für elektrisch große Geräte, welches Wireless Cable (WLC) bezeichnet wird. Im WFS-Teil werden Simulationen durchgeführt, um die Anwendbarkeit der WFS für Over-The-Air-Tests in 2D und 3D zur Erzeugung ebener elektromagnetischer Wellen zu untersuchen. Ein Kalibrierverfahren wird für die 2D-WFS vorgestellt, um den Frequenzgang analoger Systemkomponenten zu entzerren. Das Kalibrierverfahren wird mit Hilfe der Metriken Error Vector Magnitude und Poynting Vector Angular Deviation verifiziert. Es werden zur Verifikation des gesamten WFS-Systems Messungen auf Basis von GPS durchgeführt, die mit kabelgebundenen Tests verglichen werden. Zur Demonstration der Vollständigen Mess- und Testprozedur werden verschiedene Mehrelement-Antennen unter identischen Messbedingungen verglichen. Einflüsse auf ein reales System durch Rauschen, Drift und Temperatureinfluss werden untersucht. Für 3D-WFS wird ein optimierender Algorithmus wird entwickelt und verifiziert, um Emulationsantennen auf einer Sphäre oder Hemisphäre optimal zu verteilen. Im Wireless Cable-Teil wird das gleichnamige Testverfahren vorgestellt, das als alternative Over-The-Air-Testmethode die Untersuchung großer Geräte erlaubt. Die Anwendbarkeit in nicht-reflexionsfreien Umgebungen wird demonstriert. Wie alle Over-The-Air-basierten Testverfahren berücksichtigt Wireless Cable auch Selbstinterferenz. Eine Langzeitstabilitätsanalyse wird durchgeführt, außerdem eine Verifikation der Anwendbarkeit eines realistischen Funkkanals für den Anwendungsfall Long Term Evolution.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000061
Balbierer, Norbert;
Energiemanagement Ethernet-basierter Fahrzeugnetze. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - xvi, 215 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

Die Einführung von Ethernet als Vernetzungstechnologie für neue Fahrzeuggenerationen eröffnet ein weites Feld an Möglichkeiten für vernetzte Funktionen und Systeme im Automobil. Die wachsende Anzahl elektronischer Systeme heutiger Fahrzeuge hat jedoch auch einen zunehmend deutlichen Anteil am gesamten Energiebedarf und damit einhergehend an Kraftstoffverbrauch und CO2-Emission. Gleichzeitig steigt das Bestreben, Fahrzeuge effizienter zu gestalten, um Energieverbrauch und Emissionen zu reduzieren. Neben der Erhöhung der Energieeffizienz der einzelnen Komponenten ist das selektive Abschalten vernetzter Steuergeräte während des Betriebs des Fahrzeugs (Teilnetzbetrieb) ein Mittel zur Optimierung der Leistungsaufnahme der Bordelektronik. In der vorliegenden Arbeit werden Konzepte zur Umsetzung von Teilnetzbetrieb für Ethernet-basierte Netzwerke vorgeschlagen. Um Steuergeräte durch das Netzwerk aufwecken zu können wurde ein ruhestromloser Weckempfänger entwickelt, realisiert und getestet. Zur Koordination des Teilnetzbetriebs wurden zwei Netzwerkmanagement-Protokolle erarbeitet, implementiert und evaluiert. Die beschriebenen Konzepte wurden in einem Testfahrzeug unter realen Bedingungen eingesetzt und erprobt.



https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00034376
Schneckenburger, Nicolas;
A wide-band air-ground channel model
1. Auflage. - München : Dr. Hut, 2018. - xii, 206 Seiten. . - (Kommunikationstechnik)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

ISBN 3843934738 = 978-3-8439-3473-2

Die Flugsicherung in der zivilen Luftfahrt durchgeht aktuell einen Modernisierungsprozess. Im Zuge dieses Prozesses müssen auch die verwendeten Kommunikations-, Navigations-, und Luftraumüberwachungssysteme modernisiert werden. Um neue oder verbesserte Systeme nicht ausschließlich mit Hilfe von teuren Flugkampagnen testen zu müssen, ist ein Kanalmodell des Boden-Luftkanals notwendig. Solch ein Modell erlaubt Tests mit Hilfe von Computersimulationen. In dieser Arbeit entwerfen wir eine neue Kanalmodellarchitektur für den Boden-Luftkanal. Aufgrund des verwendeten geometrisch-stochastischen Modellierungsansatzes ist das Kanalmodell, im Gegensatz zu älteren Kanalmodellen, in der Lage, die Nichtstationarität des Kanals genau zu reproduzieren. Das Modell verwendet geometrische Modellierungselemente, um die verschiedenen Ausbreitungseffekte abzubilden. Statistische Verteilungen beschreiben die Eigenschaften der Modellierungselemente, z.B. die Verteilung von Reflektoren um die Sendeantenne. Durch das Wählen unterschiedlicher Verteilungen kann die gleiche Modellarchitektur einfach an verschiedene Umgebungen angepasst werden. Für diese Arbeit wurden zwei Flugmesskampagnen im L-Band in der Nähe des Versuchsflughafens in Oberpfaffenhofen durchgeführt. Im Zuge dieser Dissertation verwenden wir die gewonnenen Messdaten, um die Kanalmodellarchitektur auf die Messumgebung zu parametrisieren (anzupassen). Dafür sind neue Verfahren notwendig. Wir entwickeln einen Algorithmus zur Detektion von Multipfadkomponenten im Messsignal und zum Schätzen der zugehörigen Parameter. Auf Basis dieser Schätzung lokalisieren wir die Reflektoren, welche die detektierten Multipfadkomponenten verursachen. Die gewonnenen Ergebnisse erlauben einen weitreichenden Erkenntnisgewinn über die Eigenschaften des Boden-Luftkanals und unterstreichen dessen Nichtstationariät. Die Ergebnisse erlauben uns außerdem, ein Kanalmodell zur Parametrisierung der Messumgebung zu erstellen. Die Parametrisierung wird erfolgreich mit Hilfe verschiedener Messdatensätze validiert. Daher kann das in dieser Dissertation vorgestellte Kanalmodell in Zukunft zur Analyse von Flugsicherungssystemen verwendet werden. Dadurch kann die Anzahl der notwendigen, in der Regel extrem teuren Flugversuche verringert werden.



Zaikou, Yahor;
Microwave UWB sensors for measurements under non-stationary conditions : detection of human being beneath rubble for rescue applications. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (124 Blätter).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

UWB (Ultra-Wide Band) -Radar ist eine vielversprechende Möglichkeit, Menschen unter eingestürzten Gebäuden zu lokalisieren. Diese Arbeit widmet sich unterschiedlichen Wegen diese Anwendung zu verbessern. Zu Beginn wird umfassend analysiert, wie kleine unregelmäßige Bewegungen vom Radar erfasst werden. Es wird festgestellt, dass minimale Objektbewegungen im Bereich weniger Mikrometer detektierbar sind, was viel weniger ist, als die Atembewegung eines Menschen. Weiterhin wird dargestellt, dass für die Erfassung von sehr kleinen Objektbewegungen ein sehr geringer Jitter notwendig ist. Daher wird in dieser Arbeit ein MLBS (Maximum Length Binary Sequence) Radar mit sehr geringem Jitter verwendet. Zusätzlich wird eine quantitative Bewertung der Durchschnittswertbildung vorgenommen. Als ein Hauptergebnis wurden die genauen Bedingungen für die Geschwindigkeit der Datenerfassung ermittelt, die notwendig sind, um bei gegebener Objektgeschwindigkeit die blockweise Durchschnittswertbildung für die Erfassung kleiner Objektbewegungen zu verbessern. Eine Analyse, wie kleine periodische Bewegungen sich äußern wird gegeben. Die mathematischen Betrachtungen bestätigen, dass die menschliche Atmung vorwiegend Sinusanteile enthält, die hauptsächlich an den Taktflanken auftreten. Daher ist der Stand der Technik zur Erfassung von Atembewegungen gerechtfertigt. Analysen zeigen aber, dass Signaleigenschaften existieren, die eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik zulassen. Weitergehend wird dargestellt, dass theoretisch zwei Typen von Harmonischen in den Radardaten vorhanden sind, die von der Standard-FFT nicht berücksichtigt werden. Diese Harmonischen werden genutzt, um mittels der Bispectrum-Slice-Technik das Signal zu verstärken. Es wird der Schluss gezogen, dass dieser Ansatz in der Praxis die Detektierbarkeit nur verbessert, wenn die Level der Harmonischen groß genug sind. Eine weitere Signaleigenschaft, die in der horizontalen Standard FFT (Fast Fourier Transform) Technik nicht berücksichtigt wird, ist die Spreizung der Laufzeit in der Atmungssignatur. Es werden Algorithmen vorgestellt, die dieses Phänomen nutzen, um das Auffinden verschütteter Personen zu verbessern. Es wird die Leistungsfähigkeit dieser Algorithmen theoretisch analysiert und praktisch mit simulierten und gemessenen Radardaten überprüft. Es zeigt sich, dass sich der Störabstand durch diesen Ansatz gegenüber den Standardtechniken um mehrere dB verbessert. Eines der Hauptprobleme beim Suchen von Überlebenden sind bewegte Objekte im Strahlengang der Antenne. In dieser Arbeit werden zwei Algorithmen zur Beseitigung dieser Störung vorgeschlagen. Beide Methoden nutzen die Tatsache, dass Atembewegungen im Radargramm sehr spezifisch ausgeprägt sind und sich daher sehr gut von anderen Signalkomponenten unterscheiden lassen. Beide Algorithmen funktionieren sehr gut mit simulierten und gemessenen Radardaten. Abschließend wird die Positionsbestimmung einer verschütteten Person beschrieben. Es wird ein entsprechender Algorithmus dargestellt und mit Messdaten in 2D und 3D getestet. Es kann der Schluss gezogen werden, dass die Positionsbestimmung erfolgreich durchgeführt werden kann, indem die Methoden der Ankunftszeitbestimmung und Differenzankunftszeitbestimmung kombiniert werden.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000737
Krug, Silvia;
H3N - analysis toolbox for hybrid routing in heterogeneous, disruption-tolerant first responder ad hoc networks. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (ix, 165 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

- Im Titel ist "3" hochgestellt

Rettungskräfte müssen unter widrigen Bedingungen zuverlässig kommunizieren können, um in Rettungseinsätzen effizient arbeiten zu können und somit Leben zu retten. Idealerweise ist dazu ein selbstorganisiertes Ad-Hoc-Netz notwendig, weil die Kommunikationsinfrastruktur ggf. beschädigt oder überlastet sein kann. Um die geforderte Robustheit der Kommunikation auch in Szenarien mit größeren zu überbrückenden Entfernungen zu gewährleisten, werden zusätzlich Mechanismen benötigt, die eine Unterbrechungstoleranz ermöglichen. Verzögerungstolerante Netze (engl. Delay Tolerant Networks, kurz: DTN) stellen solche Mechanismen bereit, erfordern aber zusätzliche Verzögerungen, die für Rettungskommunikation nachteilig sind. Deshalb werden intelligente hybride Wegewahlverfahren benötigt, um die Verzögerung durch DTN-Mechanismen zu begrenzen. Außerdem sollten entsprechende Verfahren heterogene Netze unterstützen. Das ermöglicht zusätzlich eine effizientere Weiterleitung durch die Nutzung von Geräten mit unterschiedlichen Kommunikationstechnologien und damit auch Reichweiten. Um solche Systeme und die dafür benötigten Kommunikationsprotokolle zu entwickeln, werden verschiedene Analysewerkzeuge genutzt. Dazu gehören analytische Modelle, Simulationen und Experimente auf der Zielsystemhardware. Für jede Kategorie gibt es verschiedene Werkzeuge und Frameworks, die sich auf unterschiedliche Aspekte fokussieren. Dadurch unterstützen diese herkömmlichen Analysemethoden jedoch meistens nur einen der oben genannten Punkte, während die Untersuchung von hybriden und/oder heterogenen Ansätzen und Szenarien nicht ohne weiteres möglich ist. Im Falle von Rettungskräften kommt hinzu, dass die charakteristischen Merkmale hinsichtlich der Bewegung der Knoten und des erzeugten Datenverkehrs während eines Einsatzes ebenfalls nicht modelliert werden können. In dieser Arbeit werden deshalb verschiedene Erweiterungen zu existierenden Analysewerkzeugen sowie neue Werkzeuge zur Analyse und Modelle zur Nachbildung realistischer Rettungsmissionen untersucht und entwickelt. Ziel ist es, die Vorteile existierender Werkzeuge miteinander zu kombinieren, um ganzheitliche, realitätsnahe Untersuchungen von hybriden Protokollen für heterogene Netze zu ermöglichen. Die Kombination erfolgt in Form von gezielten Erweiterungen und der Entwicklung ergänzender komplementärer Werkzeuge unter Verwendung existierender Schnittstellen. Erste Ergebnisse unter Verwendung der entwickelten Werkzeuge zeigen Verbesserungspotentiale bei der Verwendung traditioneller Protokolle und erlauben die Bewertung zusätzlicher Maßnahmen, um die Kommunikation zu verbessern. Szenarien zur Kommunikation von Rettungskräften werden dabei als ein Beispiel verwendet, die Tools sind jedoch nicht auf die Analyse dieses Anwendungsfalls beschränkt. Über die reine Analyse verschiedener existierender Ansätze hinaus bildet die entwickelte Evaluationsumgebung eine Grundlage für die Entwicklung und Verifikation von neuartigen hybriden Protokollen für die entsprechenden Systeme.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000568
Al-Rubaye, Atheer Dhiaa;
Vertical handover management with quality of service support. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2017. - 1 Online-Ressource (xv, 105 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

Neue Anwendungen und Dienste steigern die Attraktivität der mobilen Nutzung des Internets und fordern die Beibehaltung der Konnektivität auch beim Wechsel zwischen heterogenen drahtlosen Zugangsnetzen, wobei viele Informationen unterschiedlicher Quellen berücksichtigt werden müssen. Auf Basis dieser Informationen müssen Handover-Entscheidungen getroffen werden, die ein Umschalten zwischen den drahtlosen Schnittstellen bewirken und die Identikation des mobilen Knotens aktualisieren. Die vorliegende Arbeit stellt ein Rahmenwerk für vertikalen Handover vor, das zudem eine Mobilitätsunterstützung beinhaltet. Es verwendet Algorithmen zur multikriteriellen Entscheidung, die eine breite Reihe von Parametern betrachtet, um so die Kommunikationsdienstgüte (Quality of Service, QoS) für Echtzeitanwendungen bereitzustellen. Darüber hinaus wurde eine Strategie für die stabile und weiche Umschaltung zwischen verschiedenen Schnittstellen des mobilen Geräts entwickelt und eine leichtgewichtige Signalisierung für die Adressauösung zur schnellen Wiederaufnahme der Datenübertragung vorgeschlagen. Die Dissertation beschreibt den schichtenübergreifenden Handover-Ansatz in drei Modulen, deren Konzept und Funktionalität detailliert diskutiert werden. Handover-Entscheidungen werden auf Grundlage von Benutzerpräferenzen, Netzwerkeigenschaften und Kontextinformationen des mobilen Endgeräts getroffen. Eine Verbindung wird nur dann auf eine neue Schnittstelle umgestellt, wenn diese mit dem neu gewählten Netzwerk in Verbindung steht und entsprechend konguriert ist. Für die Aktualisierung der Identität des mobilen Knotens wird der bekannte Mechanismus "Network Address Translation" (NAT) wesentlich erweitert, was als Dynamic index NAT (DiNAT) bezeichnet wird. Sowohl lokale als auch globale Mobilität wird durch eine hierarchische Bereitstellung von DiNAT-fähigen Knoten unterstützt, ohne dass hierzu ein Vorwissen oder die Kooperation der Nachbar-Netzwerke notwendig ist. Viele solcher Knoten können zur Lastverteilung installiert werden, da die Dissertation einen Auswahlmechanismus erarbeitete, um die Auswahl eines passenden Ankerknotens für jede Kommunikationssitzung auf einem mobilen Knoten zu ermöglichen. Die Simulationsumgebung OMNeT++ wurde verwendet, um die Durchführbarkeit des Ansatzes zu überprüfen und ihn mit einer weit verbreiteten Lösung für das Mobilitätsmanagement zu vergleichen.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000416
Hager, Markus;
LINDA : Leistungsmanagement in Netzwerken mit Dienstgüteadaption - am Beispiel einer Ethernet-Middleware. - Ilmenau, 2017. - iii, 141 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

Diese Arbeit präsentiert einen Lösungsvorschlag für die Realisierung von Dienstgüte in Ethernet-Netzwerken. Das zentrale Element hierfür ist ein Softwaresystem bestehend aus einer Middleware, welche die Kommunikation im Netzwerk gemäß den Vorgaben regelt. Dieser Ansatz wurde theoretisch konzipiert als auch praktisch programmiert. Die Implementierung der Lösung diente als Grundlage für die Leistungsbewertung des vorgestellten Ansatzes. Ergänzend zur Evaluierung des charakteristischen Verhaltens der Middleware unter verschiedenen Anforderungen werden auch Untersuchungen und Alternativen präsentiert, die aufzeigen, wie das System im Hinblick auf die Erfordernisse angepasst werden kann, die sich bei größeren Netzwerken ergeben. Der vorgestellt Lösungsansatz bietet eine Alternative zu bestehenden Dienstgüte-Funktionen, die mittels der Kommunikationsprotokolle und Ethernet-Hardware umgesetzt werden. Der Vorteil der Middleware liegt darin, dass diese unabhängig von den Funktionen des Netzwerks arbeitet, so dass keine besonderen Vorgaben an die Kommunikationsinfrastruktur gestellt werden müssen. Da die Realisierung der Dienstgüte rein durch die Software der Middleware umgesetzt wird, sind darüber hinaus alle Freiheitsgrade gegeben, um das Dienstgüte-Konzept frei an individuelle Bedürfnisse anzupassen.



Jaeckel, Stephan;
Quasi-deterministic channel modeling and experimental validation in cooperative and massive MIMO deployment topologies. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (XXII, 151 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

Das enorme Wachstum des mobilen Datenaufkommens wird zu substantiellen Veränderungen in mobilen Netzwerken führen. Neue drahtlose Funksysteme müssen alle verfügbaren Freiheitsgrade des Übertragungskanals ausnutzen um die Kapazität zu maximieren. Dies beinhaltet die Nutzung größerer Bandbreiten, getrennter Übertragungskanäle, Antennenarrays, Polarisation und Kooperation zwischen Basisstationen. Dafür benötigt die Funkindustrie Kanalmodelle, welche das wirkliche Verhalten des Übertragungskanals in all diesen Fällen abbilden. Viele aktuelle Kanalmodelle unterstützen jedoch nur einen Teil der benötigten Funktionalität und wurden nicht ausreichend durch Messungen in relevanten Ausbreitungsszenarien validiert. Es ist somit unklar, ob die Kapazitätsvorhersagen, welche mit diesen Modellen gemacht werden, realistisch sind. In der vorliegenden Arbeit wird ein neuen Kanalmodell eingeführt, welches korrekte Ergebnisse für zwei wichtige Anwendungsfälle erzeugt: Massive MIMO und Joint-Transmission (JT) Coordinated Multi-Point (CoMP). Dafür wurde das häufig verwendete WINNER Kanalmodell um neue Funktionen erweitert. Dazu zählen 3-D Ausbreitungseffekte, sphärische Wellenausbreitung, räumliche Konsistenz, die zeitliche Entwicklung von Kanälen sowie ein neues Modell für die Polarisation. Das neue Kanalmodell wurde unter dem Akronym "QuaDRiGa" (Quasi Deterministic Radio Channel Generator, dt.: quasideterministischer Funkkanalgenerator) eingeführt. Um das Modell zu validieren wurden Messungen in Dresden und Berlin durchgeführt. Die Messdaten wurden zunächst verwendet um die Modellparameter abzuleiten. Danach wurden die Messkampagnen im Modell nachgestellt um die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse nachzuweisen. Essentielle Leistungsindikatoren wie z.B. der Pfadverlust, die Laufzeitstreuung, die Winkelstreuung, der Geometriefaktor, die MIMO Kapazität und die Dirty-Paper-Coding Kapazität wurden für beide Datensätze berechnet. Diese wurden dann miteinander sowie mit Ergebnissen aus dem Rayleigh i.i.d. Modell und dem 3GPP-3D Kanalmodell verglichen. Für die Messungen in Dresden erzeugt das neue Modell nahezu identische Ergebnisse wenn die nachsimulierten Kanäle anstatt der Messdaten für die Bestimmung der Modellparameter verwendet werden. Solch ein direkter Vergleich war bisher nicht möglich, da die vorherigen Modelle keine ausreichend langen Kanalsequenzen erzeugen können. Die Kapazitätsvorhersagen des neuen Modells sind zu über 90% korrekt. Im Vergleich dazu konnte das 3GPP-3D Model nur etwa 80% Genauigkeit aufweisen. Diese Vorhersagen konnten auch für das Messszenario in Berlin gemacht werden, wo mehrere Basisstationen zeitgleich vermessen wurden. Dadurch konnten die gegenseitigen Störungen mit in die Bewertung eingeschlossen werden. Die Ergebnisse bestätigen die generelle Annahme, dass es möglich ist den Ausbreitungskanal sequenziell für einzelne Basisstationen zu vermessen und danach Kapazitätsvorhersagen für ganze Netzwerke mit der Hilfe von Modellen zu machen. Das neue Modell erzeugt Kanalkoeffizienten welche ähnliche Eigenschaften wie Messdaten haben. Somit können neue Algorithmen in Funksystemen schneller bewertet werden, da es nun möglich ist realistische Ergebnisse in einem frühen Entwicklungsstadium zu erhalten.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000330
Bayer, Hendrik;
Nachführbare Antennen für die mobile Satellitenkommunikation auf Basis des Multimode-Monopuls-Prinzips. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (vi, 168 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

Die hier präsentierte Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Realisierung von nachführbaren Antennen für die mobile Satellitenkommunikation auf Basis von Reflektorantennen. Dieser Antennentyp spielt eine zentrale Rolle für Bodenstationsantennen, die hohe Datenraten auch während der Fahrt des Trägerfahrzeugs zur Verfügung stellen sollen. Ausgehend von der Vorstellung bestehender Systeme und den Anforderungen an mobile Satellitenantennen werden Konstruktionsgrundlagen für die Dimensionierung von Cassegrain-Antennen beschrieben. Für die Nachführung dieses Antennentyps stehen verschiedene technische Prinzipien zur Verfügung, bei denen in dieser Arbeit besonderer Fokus auf Monopuls-Technologien besteht. Dieses Prinzip ermöglicht die Schätzung der Fehlausrichtung einer Antenne in Bezug zur Richtung, aus der das Empfangssignal kommt, für einen begrenzten räumlichen Ausschnitt aus dem Richtdiagramm der Antenne. Die hiermit generierten Richtungsinformationen werden für einen Regelkreis zur mechanischen Nachführung der Antenne verwendet. Basierend auf den vorgestellten Konzepten wird ein Demonstrator für eine Außeneinheit eines mobilen Satellitenterminals beschrieben. Dieser Demonstrator besteht aus einem individuell angefertigten mechanischen Antennenpositionierer und einer 60 cm Ka-Band Cassegrain-Antenne, welche mit einem neu entworfenen TM01-Multimode-Monopuls-Speisesystem bestehend aus einem Hohlleiter-Modenkoppler versehen ist. Die Entwicklung der Speisekette wird über eine erste Variante für reinen Empfangsbetrieb bis hin zu einer vollständigen Dual-Band-Version für Sende- und Empfangsfunktion dargestellt. Hierbei wird auf die numerische Simulation der Strukturen sowie auf die messtechnische Charakterisierung nach der Fertigung eingegangen. Darüber hinaus wird die Generierung des Fehlervektors, der für die Nachführung der Antenne benötigt wird, beschrieben. Zusätzlich zum Hohlleiter-basierten Koppler wird in dieser Arbeit ein neuartiger Modenkoppler für TM01-Multimode-Monopuls vorgestellt, bei dem Übergänge von gedruckten Koplanarleitungen zu Hohlleitern eingesetzt werden. Diese Methode ermöglicht die Integration des Kopplers zusammen mit dem Sendeempfänger in derselben Technologie, wodurch ein sehr kompakter, leichter und kostengünstiger Aufbau der Speisekette möglich wird.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000147