Student Theses

Ein 3D-dual-polarisierte Kanalemulation ist sehr komplex in der OTA Test-Set-ups, weil es erfordert einen erheblichen Hardware-Ressourcen. Einige Kanalmodells Vereinfachungen, wie 3D-auf 2D-Dual Polarisation und 3D-Dual auf 2D OTA Einpolarisationsmoden wäre für die MIMO OTA Test-Set-up vorzuziehen. Die Auswirkungen der Kanal-Modell Vereinfachungen auf den OTA Zahl des Verdienstes wird für den LTE-A-System mit der Closed-Loop-Spatial Multiplexing als Sende-betrieb analysiert. Die System-Performanz in Bezug auf Kapazität und Durchsatz ist analysiert für verschiedener Sende-Polarisationen unter … Aspekt auf verschiedener Kanal-Modell vereinfachungen während der Emulation. Analytische Methoden für die Berechnung des Durchsatzes sind notwendig erachtet für die Analyse der Auswirkungen von Kanal-Modell Vereinfachungen auf den Durchsatz, da die Berechnung der Durchsatz von Monte-Carlo-Simulationen sehr zeitaufwendig ist. Die Ergebnisse aus den vorgeschlagenen Analysemethoden für die LTE-A iterative und nicht-iterativen Entzerrung Schemen eine ungefähre obere Grenze fur die empirischen Ergebnisse ergeben. Für die LTE-A 2x2-MIMO-System, wird der Kanal-Modell Vereinfachung von 3D-Dual auf 2D-Dual Polarisation nicht in Performance-Verlust für die verschiedenen Sende-Polarisationen (vv, hv, hh) im Uplink und Downlink führen. Für die LTE-A 2x2-MIMO-System, die Kanal-Modell vereinfachung aus 3D-Dual auf 2D OTA Einpolarisationsmoden Ergebnis in erheblich Performance-Verlust für die hv übertragung-Polarisation in der Uplink-und Downlink. Für die LTE-A 4x4 MIMO-System, die Kanal-Modell Vereinfachung von 3D-Dual auf 2D-Dual Polarisation Ergebnis in marginalen Performance-Verlust für verschiedene Sende-Polarisierungen (vvvv, hvhv, hhhh) im Uplink und Downlink führen.

Die Ultrabreitband-Radarsensorik ist durch ihre Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten zu einem festen Bestandteil der modernen elektronischen Messtechnik geworden. Kompakte UWB-Messsysteme erlauben die Durchführung hochauflösender Laufzeitmessungen. Diese Arbeit konzentriert sich auf eine der geometrisch größten Baugruppen des Sensors: das Sendefilter. Im Sinne der Miniaturisierung werden unterschiedliche Filter hinsichtlich ihrer Tauglichkeit für präzise Laufzeitmessungen untersucht. Das vorhandene Messsystem wird in seinen grundlegenden Eigenschaften vorgestellt und der Einfluss signalformender Baugruppen auf unterschiedliche Messaufgaben herausgearbeitet. Es wird gezeigt, wie sich Filtergrad und Bandbreite auf präzise Laufzeitmessungen auswirken. Hierbei steht vor allem der Fehler durch Aliasing im Vordergrund. Zum praktischen Nachweis der Vorbetrachtungen werden eigene Filtermodule entworfen und gefertigt. Diese werden für Laufzeitmessungen im Basisband und dem für UWB-Anwendungen reservierten ECC-Band verwendet. Anhand der Messergebnisse werden die Filter untereinander verglichen und Rückschlüsse auf ihre Eignung und ihren Einfluss auf die Präzision einer Laufzeitmessung gezogen.

Im Rahmen der vorliegenden Bachelorarbeit war ein Backend für Ultraweitbandradarsysteme zu entwerfen, welches die gleichzeitige Aufnahme von vier Kanälen ermöglicht. Weiterhin ist eine Erhöhung der Messbandbreite und die Möglichkeit zur Echtzeitaufnahme der Signale zu erzielen. - Im Verlauf der Arbeit wurde das Systemkonzept beleuchtet und daraus die Anforderungen an das Backend abgeleitet. Der Schaltungsentwurf umfasst alle zur Messung notwendigen Baugruppen und wurde detailiert nach gängigen Entwurfsmethoden erstellt und dokumentiert. Ausgehend vom Schaltplan folgte das Hardwarelayout, welches nach einer umfassenden Signalanalyse in einem achtlagigen Mixed-Signal Hochfrequenzdesign resultierte. Dieses wurde aufgebaut und in seiner Betriebsfähigkeit bestätigt. Im Ergebnis der Arbeit liegen zwei Prototypen des UWB-Backends vor, welche als leistungsfähige Digitaleinheiten zur Mehrkanalaufnahme von UWB-Sensordaten taugen. In Erweiterung der vorhergehenden Arbeit von Thier wurden eine Reihe schaltungstechnischer Neuerungen implementiert. Die vollständige Versorgung der Einheit durch mehrphasige Schaltreglerstufen konnte die Energieeffizienz des Boards drastisch gesteigert werden. Als Datenschnittstellen von ADC bis Bus wurde die bisher eingesetzte, unsymmetrische Leitungstechnik bestehend aus breiten Parallelbussen durch schnelle serielle Leitungspaare ersetzt. Im Ergebnis steigt der Datendurchsatz bei gleichzeitiger Verbesserung der Signalqualität. Der weiterhin vorhandene FastBus erlaubt die Rückwärtskompatible Verwendung des neuen Backends in Systemen nach Thier. Eine neuartige Taktaufbereitung- und Verteilung ersetzt die bisherige Taktverzögerungsleitung und erzielt die stabile und genau konfigurierbare Taktversorgung aller Komponenten im System. An Stelle des FastBus tritt der neu entwickelte MGT-Bus. Der Uplink zum PC wird durch eine neu eingeführte PCIe Schnittstelle bereitgestellt. Eine Möglichkeit zur Durchführung der Korrelation aller Kanäle im FPGA wurde aufgezeigt und die Hardware entsprechend ausgelegt.

Diese Arbeit befasst sich mit der Schätzung diskreter parasitärer Reflexionen in einem MIMO-Over-The-Air-Testaufbau. Dazu erfolgt zunächst die Vorstellung des benötigten Modells der Übertragungsstrecke sowie der verwendeten Antennen. Darüber hinaus werden grundlegende Gleichungen sowie Algorithmen und die daraus resultierenden Eigenschaften des für diese Arbeit entwickelten Parameterschätzers diskutiert. Des Weiteren werden mögliche Ungenauigkeiten des Modells sowie ausgewählte Fehlereinflüsse bei der Messung zur Bestimmung der parasitären Reflexionen genannt und deren Einfluss simulativ ausgewertet. Die Bestimmung der Reflexionen ergibt sich aus verschiedenen Messungen und anschließender Auswertung durch den Parameterschätzer. Darauffolgend werden die Ergebnisse diskutiert und die Übertragungspfade im Over-The-Air-Aufbau identifiziert. Aus den ermittelten Fehlereinflüssen sowie den identifizierten Reflexionspunkten können schließlich Verbesserungen des Messverfahrens beziehungsweise des Aufbaus des Testsystems abgeleitet werden.

In many scientific fields, for example robotics or autonomous navigation, there is an increasing interest in reconstructing the motion of a mobile system based on image data of its environment. Due to decreasing costs of image acquirement systems, cameras recording such image data are implemented in many applications. Previous research shows that for the estimation of a vehicle's Euler angle rates from hemispheric images, an optical flow based approach delivers promising results. In this work, an approach of estimating the angular rates based on suitably remapped images is to be refined to increase accuracy and enable processing of large data sets in reasonable time by reducing computation time. Several state-of-the-art optical flow algorithms are compared, which are a pyramidal implementation of the Lucas-Kanade method, the algorithm by Brox et al. and the algorithm by Farnebäck. It is found that the algorithm by Brox et al. yields highest accuracy while maintaining reasonable small computational complexity. The parameters of the algorithm are adapted to the particular problem to optimize the estimation regarding accuracy and computation time. Furthermore, it is found that a downscaling of the input images used for estimating the optical flow down to 1/4 of the original size in each dimension still provides accurate results but significantly reduced computation time. The performance of the implemented angular rate estimator is evaluated regarding measurements consisting of hemispheric images and reference data recorded synchronously by a high precision Inertial Measurement Unit (IMU) in different environments. In rural environments, a correlation coefficient of >0.9 is achieved for roll, pitch, and yaw estimation. For unfavorable environments (e.g.˜urban), the correlation drops down to approximately 0.6. The accurate estimation of yaw variations is maintained in all considered environments. Situations causing estimation errors are discussed and possible post-processing methods addressing common causes of errors are investigated. Since the estimation still contains large estimation errors in critical situations, a measure to assess the estimation reliability is proposed, to enable appropriate handling of such situations.