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Erstellt: Tue, 24 Nov 2020 23:01:37 +0100 in 0.0736 sec


Song, Nuan;
Ultra wideband communications : from analog to digital, 2012. - Online-Ressource (PDF-Datei: XV, 237 S., 8,33 KB). : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2012
- Parallel als Druckausg. erschienen

Ultrabreitband-Signale (Ultra Wideband [UWB]) können einen signifikanten Nutzen im Bereich drahtloser Kommunikationssysteme haben. Es sind jedoch noch einige Probleme offen, die durch Systemdesigner und Wissenschaftler gelöst werden müssen. Ein Funknetzsystem mit einer derart großen Bandbreite ist normalerweise auch durch eine große Anzahl an Mehrwegekomponenten mit jeweils verschiedenen Pfadamplituden gekennzeichnet. Daher ist es schwierig, die zeitlich verteilte Energie effektiv zu erfassen. Außerdem ist in vielen Fällen der naheliegende Ansatz, ein kohärenter Empfänger im Sinne eines signalangepassten Filters oder eines Korrelators, nicht unbedingt die beste Wahl. In der vorliegenden Arbeit wird dabei auf die bestehende Problematik und weitere Lösungsmöglichkeiten eingegangen. Im ersten Abschnitt geht es um "Impulse Radio UWB"-Systeme mit niedriger Datenrate. Bei diesen Systemen kommt ein inkohärenter Empfänger zum Einsatz. Inkohärente Signaldetektion stellt insofern einen vielversprechenden Ansatz dar, als das damit aufwandsgünstige und robuste Implementierungen möglich sind. Dies trifft vor allem in Anwendungsfällen wie den von drahtlosen Sensornetzen zu, wo preiswerte Geräte mit langer Batterielaufzeit nötigsind. Dies verringert den für die Kanalschätzung und die Synchronisation nötigen Aufwand, was jedoch auf Kosten der Leistungseffizienz geht und eine erhöhte Störempfindlichkeit gegenüber Interferenz (z.B. Interferenz durch mehrere Nutzer oder schmalbandige Interferenz) zur Folge hat. Um die Bitfehlerrate der oben genannten Verfahren zu bestimmen, wurde zunächst ein inkohärenter Combining-Verlust spezifiziert, welcher auftritt im Gegensatz zu kohärenter Detektion mit Maximum Ratio Multipath Combining. Dieser Verlust hängt von dem Produkt aus der Länge des Integrationsfensters und der Signalbandbreite ab. Um den Verlust durch inkohärentes Combining zu reduzieren und somit die Leistungseffizienz des Empfängers zu steigern, werden verbesserte Combining-Methoden für Mehrwegeempfang vorgeschlagen. Ein analoger Empfänger, bei dem der Hauptteil des Mehrwege-Combinings durch einen Integrate and Dump"-Filter implementiert ist, wird für UWB-Systeme mit Zeit-Hopping gezeigt. Dabei wurde die Einsatzmöglichkeit von dünn besetzten Codes in solchen System diskutiert und bewertet. Des Weiteren wird eine Regel für die Code-Auswahl vorgestellt, welche die Stabilität des Systems gegen Mehrnutzer-Störungen sicherstellt und gleichzeitig den Verlust durch inkohärentes Combining verringert. Danach liegt der Fokus auf digitalen Lösungen bei inkohärenter Demodulation. Im Vergleich zum Analogempfänger besitzt ein Digitalempfänger einen Analog-Digital-Wandler im Zeitbereich gefolgt von einem digitalen Optimalfilter. Der digitale Optimalfilter dekodiert den Mehrfachzugriffscode kohärent und beschränkt das inkohärente Combining auf die empfangenen Mehrwegekomponenten im Digitalbereich. Es kommt ein schneller Analog-Digital-Wandler mit geringer Auflösung zum Einsatz, um einen vertretbaren Energieverbrauch zu gewährleisten. Diese Digitaltechnik macht den Einsatz langer Analogverzögerungen bei differentieller Demodulation unnötig und ermöglicht viele Arten der digitalen Signalverarbeitung. Im Vergleich zur Analogtechnik reduziert sie nicht nur den inkohärenten Combining-Verlust, sonder zeigt auch eine stärkere Resistenz gegenüber Störungen. Dabei werden die Auswirkungen der Auflösung und der Abtastrate der Analog-Digital-Umsetzung analysiert. Die Resultate zeigen, dass die verminderte Effizienz solcher Analog-Digital-Wandler gering ausfällt. Weiterhin zeigt sich, dass im Falle starker Mehrnutzerinterferenz sogar eine Verbesserung der Ergebnisse zu beobachten ist. Die vorgeschlagenen Design-Regeln spezifizieren die Anwendung der Analog-Digital-Wandler und die Auswahl der Systemparameter in Abhängigkeit der verwendeten Mehrfachzugriffscodes und der Modulationsart. Wir zeigen, wie unter Anwendung erweiterter Modulationsverfahren die Leistungseffizienz verbessert werden kann und schlagen ein Verfahren zur Unterdrückung schmalbandiger Störer vor, welches auf Soft Limiting aufbaut. Durch die Untersuchungen und Ergebnissen zeigt sich, dass inkohärente Empfänger in UWB-Kommunikationssystemen mit niedriger Datenrate ein großes Potential aufweisen. Außerdem wird die Auswahl der benutzbaren Bandbreite untersucht, um einen Kompromiss zwischen inkohärentem Combining-Verlust und Stabilität gegenüber langsamen Schwund zu erreichen. Dadurch wurde ein neues Konzept für UWB-Systeme erarbeitet: wahlweise kohärente oder inkohärente Empfänger, welche als UWB-Systeme Frequenz-Hopping nutzen. Der wesentliche Vorteil hiervon liegt darin, dass die Bandbreite im Basisband sich deutlich verringert. Mithin ermöglicht dies einfach zu realisierende digitale Signalverarbeitungstechnik mit kostengünstigen Analog-Digital-Wandlern. Dies stellt eine neue Epoche in der Forschung im Bereich drahtloser Sensorfunknetze dar. Der Schwerpunkt des zweiten Abschnitts stellt adaptiven Signalverarbeitung für hohe Datenraten mit "Direct Sequence"-UWB-Systemen in den Vordergrund. In solchen Systemen entstehen, wegen der großen Anzahl der empfangenen Mehrwegekomponenten, starke Inter- bzw. Intrasymbolinterferenzen. Außerdem kann die Funktionalität des Systems durch Mehrnutzerinterferenz und Schmalbandstörungen deutlich beeinflusst werden. Um sie zu eliminieren, wird die "Widely Linear"-Rangreduzierung benutzt. Dabei verbessert die Rangreduzierungsmethode das Konvergenzverhalten, besonders wenn der gegebene Vektor eine sehr große Anzahl an Abtastwerten beinhaltet (in Folge hoher einer Abtastrate). Zusätzlich kann das System durch die Anwendung der R-linearen Verarbeitung die Statistik zweiter Ordnung des nicht-zirkularen Signals vollständig ausnutzen, was sich in verbesserten Schätzergebnissen widerspiegelt. Allgemein kann die Methode der "Widely Linear"-Rangreduzierung auch in andern Bereichen angewendet werden, z.B. in "Direct Sequence"-Codemultiplexverfahren (DS-CDMA), im MIMO-Bereich, im Global System for Mobile Communications (GSM) und beim Beamforming.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=21995
Muma, Michael; Cheng, Yao; Römer, Florian; Haardt, Martin; Zoubir, Abdelhak M.
Robust source number enumeration for r-dimensional arrays in case of brief sensor failures. - In: IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 2012 : 25 - 30 March 2012, Kyoto, Japan ; proceedings.. - Piscataway, NJ : IEEE, ISBN 978-1-4673-0045-2, (2012), S. 3709-3712

http://dx.doi.org/10.1109/ICASSP.2012.6288722
Khabbazibasmenj, Arash; Vorobyov, Sergiy; Römer, Florian; Haardt, Martin
Polynomial-time DC (POTDC) for sum-rate maximization in two-way AF MIMO relaying. - In: IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 2012 : 25 - 30 March 2012, Kyoto, Japan ; proceedings.. - Piscataway, NJ : IEEE, ISBN 978-1-4673-0045-2, (2012), S. 2889-2892

http://dx.doi.org/10.1109/ICASSP.2012.6288520
Li, Sheng; Cheng, Yao; Zhang, Jianshu; Römer, Florian; Song, Bin; Haardt, Martin; Zhou, Yuan; Dong, Mingjie
Efficient spatial scheduling and precoding algorithms for MC MU MIMO systems. - In: International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS), 2012 : 28 - 31 Aug. 2012, Paris, France ; proceedings.. - Piscataway, NJ : IEEE, ISBN 978-1-4673-0762-8, (2012), S. 731-735

http://dx.doi.org/10.1109/ISWCS.2012.6328464
Anchora, Luca; Badia, Leonardo; Zhang, Haibin; Fahldieck, Torsten; Zhang, Jianshu; Szydełko, Michał; Schubert, Martin; Karipidis, Eleftherios; Haardt, Martin
Resource allocation and management in multi-operator cellular networks with shared physical resources. - In: International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS), 2012 : 28 - 31 Aug. 2012, Paris, France ; proceedings.. - Piscataway, NJ : IEEE, ISBN 978-1-4673-0762-8, (2012), S. 296-300

http://dx.doi.org/10.1109/ISWCS.2012.6328377
Luo, Jian; Lindblom, Johannes; Li, Jianhui; Mochaoura, Rami; Kortke, Andreas; Karipidis, Eleftherios; Haardt, Martin; Jorswieck, Eduard Axel; Larsson, Erik G.
Transmit beamforming for inter-operator spectrum sharing: from theory to practice. - In: International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS), 2012 : 28 - 31 Aug. 2012, Paris, France ; proceedings.. - Piscataway, NJ : IEEE, ISBN 978-1-4673-0762-8, (2012), S. 291-295

http://dx.doi.org/10.1109/ISWCS.2012.6328376
Kapusta, Bernhard;
Entwicklung eines falschlichtarmen Abbildungs-/Kamerasystems. - 99 S.. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Bei Leuchtdichtemessungen mit Kamerasystemen, wie sie bei der Firma TechnoTeam verwendet werden, entsteht Falschlicht (auch als Streulicht bezeichnet), welches die Messergebnisse verfälscht. Dieses wird vor allem bei Aufnahmen mit hohen Kontrasten sichtbar, indem es die dunklen Bereiche im Bild zu hell erscheinen lässt. In dem einleitenden Teil dieser Arbeit werden die verschiedenen Unterarten und Entstehungsmöglichkeiten, sowie das bisherige Verständnis des Falschlichtes aufgezählt und erläutert. Daraufhin wird der Anknüpfpunkt und das weitere Vorgehen für diese Arbeit festgelegt. Die weitere Vorgehensweise im ersten Teil sah vor, ein Modell des Kamerasystems mit der Optiksimulationssoftware Zemax zu erstellen und eine Strahldurchrechnung im nichtsequentiellen Modus durchzuführen. Dabei konnten Komponenten die zu wesentlichen Falschlichteinflüssen beitrugen, erfasst werden. Diese Ergebnisse sollten im zweiten, praktischen Teil dieser Arbeit anhand von Experimenten untermauert werden. Zusätzlich wurden anhand einiger Versuche wichtige Erkenntnisse gewonnen, die aufgrund gewisser Beschränkungen des Modells bei der Simulation nicht untersucht werden konnten. So war es möglich mit geeigneten Komponenten ein Falschlichtreduziertes Kamerasystem zusammenzustellen. Schließlich war das Ziel, möglichst alle restlichen Falschlichteinflüsse mit einem geeigneten Algorithmus herauszurechnen. Wichtig dabei war, alle Messungen der Parameter und sonstiges, was für eine Falschlichtkorrektur erfasst werden musste, automatisierbar zu gestalten. Dieses Ziel konnte erreicht werden, dabei wurden bei diesem neu entwickelten Verfahren auch die Stellen offengelegt, bei denen für eine mögliche nächste Arbeit weiteres Entwicklungspotential besteht.



Dreher, Achim; Basta, Nikola; Caizzone, Stefano; Kappen, Götz; Sgammini, Matteo; Meurer, Michael; Irteza, Safwat; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.; Schäfer, Eric
Compact adaptive multi-antenna navigation receiver. - In: Proceedings of the 25th international technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, ION GNSS 2012. - Manassas, Va. : Inst. of Navigation, (2012), S. 917-925

The fundamental concept of a robust and compact GNSS-receiver and the first development steps and simulation results are presented. The receiver comprises a miniatur-ized antenna array with a novel decoupling and matching network to excite the eigenmodes of the array. In contrast to conventional multi-antenna solutions, these eigenmode patterns are used for digital beamforming and steering. Several array-processing algorithms to determine the directions-of-arrival of navigation signals, interferers and multipath (DOA/DOI) as well as mitigation procedures have been investigated and evaluated regarding their applicability on eigenmode patterns. They also have been modified if necessary. For fast signal processing new concepts for hardware implementation have been devel-oped. First results of the beamforming software and hardware performance are presented. The structural basis of the compact GNSS-receiver is a miniaturized antenna element designed for operation in the E1 band. Suitable front ends, fabricated in 0.18-[my]m CMOS technology, further support the compactness of the receiver. Design and construction of antenna and front end are discussed in detail. Finally, to test and demonstrate the precision of naviga-tion and the receiver robustness against interference in a disturbed environment, a suitable demonstrator will be built of which the fundamental concept is presented.



Urdzík, Daniel; Zetík, Rudolf; Kocur, Dušan; Rovnáková, Jana
Shadowing effect investigation for the purposes of person detection and tracking by UWB radars. - In: 2012 the 7th German Microwave Conference (GeMiC) : 12 - 14 March 2012, Ilmenau, Germany.. - Piscataway, NJ : IEEE, ISBN 978-3-9812668-4-9, (2012), insges. 4 S.

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=6185212
Cheng, Yao; Song, Nuan; Römer, Florian; Haardt, Martin; Henniger, Hennes; Metzig, Robert; Diedrich, Erhard
Satellite ground stations with electronic beam steering . - In: IEEE First AESS European Conference on Satellite Telecommunications (ESTEL), 2012 : 2 - 5 Oct. 2012, Fontana di Trevi Conference Centre, Rome, Italy.. - Piscataway, NJ : IEEE, ISBN 978-1-4673-4687-0, (2012), insges. 7 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ESTEL.2012.6400173