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Erstellt: Fri, 22 Jan 2021 23:02:19 +0100 in 0.0953 sec


Demirocak, Kubilay;
Evaluation of remote-monitoring solutions for outdoor wireless sensor networks. - Ilmenau. - 87 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Wireless Sensor Networks (WSNs) sind Systeme, die Daten sammeln, indem sie ihre Umgebung erfassen. Die Daten werden an einem zentralen Knotenpunkt gesammelt, um eine zukünftige Nutzung dieser Daten zu ermöglichen. Die Sensoren befinden sich im Freien und werden mit Batterien betrieben. Daher sind die verwendeten Geräte stark ressourcenbeschränkt. Jedoch wird auch von ihnen erwartet, dass sie zufriedenstellende Überwachungsfunktionen bieten: die genaue Erfassung von Temperaturmessdaten, Informationen über den Zustand des Netzwerks sowie Benachrichtigung über den Batteriestand. Daher ist eine Lösung erforderlich, die die genannten Überwachungsfunktionen bei minimalem Energieverbrauch bietet, um eine lange Lebensdauer der Geräte zu gewährleisten. In dieser Arbeit wurde ein Monitoring-Agent entwickelt, welcher dem System die Überwachungsfunktionen ermöglicht. Zusätzlich wurden weitere Funktionen implementiert, um einen minimalen Batterieverbrauch zu realisieren. Die Ergebnisse zeigen, dass der entwickelte Monitoring-Agent ressourcenschonend arbeitet. Daher verursacht dessen Betrieb keinen signifikanten Anstieg des Energieverbrauchs, wodurch er für den Einsatz zur Überwachung des Netzes geeignet ist. Das Ziel, Energie einzusparen und gleichzeitig den allgemeinen Zustand des Netzwerks zu überwachen, wurde erreicht. Die vorgenommenen Verbesserungen erhöhen die Lebensdauer der Batterie, obwohl es durch das Hinzufügen der Monitoringschicht einen zusätzlichen Energieverbrauch gibt. So können mehr Parameter überwacht werden, wobei hierbei ein Kompromiss eingegangen wird, denn der Energieverbrauch wird hierdurch erhöht. Daher kann, abhängig vom betrachtetem spezifischen Systemszenario, gesagt werden: Es ist ein Optimierungsproblem, mehr Parameter zu überwachen und gleichzeitig den Energieverbrauch des Systems auf dem gewünschten Schwellenwert zu halten.



Bauer, Julia; Andrich, Carsten; Ihlow, Alexander; Beuster, Niklas; Del Galdo, Giovanni;
Characterizing GPS disciplined oscillators for distributed vehicle-to-X measurement applications. - In: IEEE IFCS-ISAF 2020 : Joint Conference of the IEEE International Frequency Control Symposium & IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics : virtual conference, July 19-23, 2020 : 2020 symposium proceedings.. - Piscataway, NJ : IEEE, (2020), insges. 4 S.

In this paper, we analyze the reference signal stability of 1 PPS and 10 MHz signals provided by a low-cost GPS disciplined oscillator under application specific conditions using a comparable light-weight measurement system based on software defined radio and digital signal processing. In mobile measurement scenarios, GPS signal impairments are inevitable, due to obstacles such as buildings, street canyons, bridges, and tunnels. Therefore, we preliminarily characterize four GPSDOs under test in a stationary setup using controlled GPS reception loss to drive them into alternating operation modes, namely free-run, disciplined and holdover mode. Further, we conducted a more than 100 km real-world diversified test drive to characterize the performance of the particular GPSDO as realistically as possible for the intended use in mobile V2X measurements.



https://doi.org/10.1109/IFCS-ISAF41089.2020.9234915
Younis, Muhammad Waqar;
A dedicated supervisor controller to alleviate DDoS attacks on resources in software-defined networking. - Ilmenau. - 60 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Software Defined networking (SDN) ist ein neuer Netzwerkansatz, der die traditionellen Netzwerke kontinuierlich weiterentwickelt und in flexiblere Netzwerke umwandelt, um sich schnell an die wachsende Nachfrage der Endbenutzer anzupassen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Netzwerken ermöglicht dieser Ansatz die Entkopplung von Steuerungs- und Datenebenenfunktionen, um Netzwerkressourcen auf dynamische Weise effizient zu überwachen, zu konfigurieren und zu optimieren. Es verfügt über eine zentrale Steuerung mit einer globalen Ansicht des Netzwerks, um die gesamten Netzwerkressourcen mithilfe programmierbarer Schnittstellen zu verwalten. Diese zentrale Steuerung bringt auch mehrere Sicherheitslücken mit sich, die von Angreifern ausgenutzt werden können, um die Netzwerkfunktionalität zu stören. Die SDN Architektur ist für Angreifer sehr attraktiv, da sie Pakete sorgfältig erstellen können, was zu einem großen Datenverkehr von SDN Switches zum Controller führen kann, was zu einer Sättigung der Bandbreite des Steuerkanals und sogar zu falschen Einträgen in den Switches führt. In dieser Arbeit überwachen wir das Verhalten von SDN Controllern, um DDoS Angriffe auf die SDN Architektur zu erkennen. Die Erkennung von böswilligem Verhalten des Controllers erfolgt mithilfe von Entropie- und Korrelationstechniken und um den betroffenen Controller effektiv zu identifizieren. Nach der Erkennung des betroffenen Controllers wird eine Lösung vorgeschlagen, um den betroffenen Controller zu isolieren, die auf der gegenseitigen Entscheidung anderer Controller im Netzwerk basiert. Um das Netzwerk zu schützen, wurde eine Supervisor-Anwendung entwickelt, die das Verhalten von Controllern überwacht und es den Controllern ermöglicht, böswilliges Verhalten durch gegenseitige Entscheidung zu entscheiden. Aus den Simulationsergebnissen geht hervor, dass der angegriffene Controller erkannt und isoliert werden kann, um eine weitere Sättigung der Netzwerkressourcen zu verhindern.



Kuzmin, Nikita;
Blind source separation using high-resolution parameter estimation algorithms for hexagonal microphone arrays. - Ilmenau. - 53 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

In dieser Arbeit wird die Leistung verschiedener hochauflösender BSS-Algorithmen (BSS) untersucht. Darüber hinaus wird die Leistung der Algorithmen in einem Echtzeitszenario untersucht, in dem die Algorithmen auf Audiodaten angewendet werden, die von einem hexagonalen Mikrofonarray aufgezeichnet wurden. Zu diesem Zweck wurde das Echtzeit-Verarbeitungsframework entwickelt, das die Verarbeitung aufgezeichneter Audiodaten sowie der Audiosätze des Benutzers unterstützt und die Effizienz jedes betrachteten Algorithmus bewerten kann. Hilfsfunktionsbasierter Algorithmus für die unabhängige Vektoranalyse AuxIVA, unabhängige niedrigrangige Matrixanalyse ILRMA und Time Domain Fractional Delay Separation AIRES verglichen.



Entwicklung einer Architektur für eine PTP-basierte hybride Studiosynchronisation. - Ilmenau. - 106 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

In vielen Medienunternehmen findet der Wandel zu IP-basierten Hörfunk- und Fernsehproduktionen statt. Das betrifft auch die Bereitstellung der zur Synchronisation erforderlichen Signale. In Live-IP-Netzwerken wird anstelle von Synchronisationssignalen auf den paketbasierten Austausch von Zeitinformationen über das Precision Time Protocol (PTPv2) gesetzt. Der Südwestrundfunk (SWR) strebt als Übergangsphase eine Koexistenz der alten und neuen Technologie an, sodass die bereits bestehenden Broadcast-Systeme zunächst weiter mit den klassischen Synchronisationssignalen (z.B. Wordclock oder Blackburst) versorgt werden müssen. Da PTPv2 zukünftig das führende Synchronisationssystem im SWR sein soll, müssen Wandler eingesetzt werden, welche aus den PTPv2-Zeitinformationen die klassischen Synchronisationssignale ableiten können (hybride Studiosynchronisation). Ziel dieser Untersuchung ist es, eine Architektur zu entwicklen, die eine PTPv2-basierte Synchronisation im gesamten SWR-Netzwerk ermöglicht. Des Weiteren sollen verschiedene hybride Wandler auf deren Eigenschaften untersucht werden, um einschätzen zu können, welche produktiv eingesetzt werden können.



Han, Tianyi;
Investigation of the resilience of Bluetooth mesh networks. - Ilmenau. - 79 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Ziel dieser Arbeit war es, die Belastbarkeit von Bluetooth-Mesh-Netzwerken zu untersuchen, indem ein experimentelles Testbed eines Mesh-Netzwerkes bestehend aus Bluetooth Low Energy (BLE)-Geräten erstellt wurde. Für die Bewertung des MeshNetzwerks wurden Parameter wie die Signalstärke, die Entfernung und das Packet Delivery Ratio berücksichtigt. Die theoretische Untersuchung verschiedener BLE MeshImplementierungen und Mesh Networking Software für Bluetooth 5.0 werden in dieser Arbeit vorgestellt. Verschiedene Arten von hardwarebasierten BLE-Implementierungen werden theoretisch untersucht und verglichen. Diese Arbeit trägt zum Vergleich des Standes der Technik bestehender BLE MESH-Netze, die von der Industrie mit Software Entwicklungs-Kits, Anwendungen, Anwendungsfällen, Hardware-Beschreibungen und Open-Source-Implementierungen für verschiedene Betriebssysteme angeboten werden, bei. Im Hinblick auf die Untersuchung von BLE MESH-Netzwerken wurden verschiedene Experimente durchgeführt, die sich z.B. auf Coverage, Received Signal Strength Indicator (RSSI) und Packet Delivery Ratio bezogen. Die verschiedenen Messungen wurden für verschiedene Szenarien untersucht. Der Vergleich und die Analyse der experimentellen Daten führte zu Schlussfolgerungen über die Belastbarkeit des BLE MESH-Netzwerks. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass BLE MESH-Netze eine gute Belastbarkeit aufweisen.



Daurembekova, Ainur;
Reduced complexity precoding for MIMO-OFDM. - Ilmenau. - 94 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

MIMO-OFDM ist eine wettbewerbsfähige Wahl für drahtlose Breitband-Kommunikationssysteme. Die Kombination der Methoden ermöglicht es, den Durchsatz und die Zuverlässigkeit von Kommunikationssystemen zu erhöhen. Wenn darüber hinaus Kanalzustandsinformationen auf der Senderseite verfügbar sind, können wir durch lineare Vorcodierung und Decodierung auf der Sender- und auf der Empfängerseite eine zusätzliche Verbesserung der Leistung des Kommunikationssystems erzielen. Aufgrund der großen Anzahl von Unterträgern in den modernen OFDM-Systemen wächst jedoch die mit der Berechnung und Anwendung der Vorkodierung und Dekodierung auf jedem Unterträgerverbundene Rechenlast mit der Zunahme der Anzahl von Unterträgern übermäßig an, und der direkte Ansatz wird in der Praxis nicht mehr praktikabel. Während in realen Kommunikationssystemen die Leistungssteigerung mit minimalen Hardware- und Rechenkosten erreicht werden sollte, ist der direkte Ansatz in der Praxis nicht durchführbar. Daher ist die Entwicklung von Algorithmen mit geringerer Berechnungskomplexität für zukünftige Kommunikationssysteme entscheidend und eines der Hauptanliegen der Systementwickler. In der Masterarbeit untersuchen wir den linearen Vorcodierungsentwurf für Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (MIMO-OFDM) Systeme mit der reduzierten Komplexität. Wir leiten eine Tensorstruktur eines empfangenen Signals für ein MIMO-OFDM-System mit linearer Vorcodierung und Decodierung ab. Darüber hinaus stellen wir das empfangene Signal als eine Reihe von Doppelkontraktionsoperationen zwischen Tensoren für Decoder, Kanal, Vorcodierer und Sendesymbole dar. Wir untersuchen und präsentieren Ergebnisse für verschiedene Methoden der Subträgergruppierung als Verfahren zur Reduzierung der rechnerischen Komplexität des Verfahrens. Wir präsentieren einen Überblick über die vorhandenen Algorithmen und schlagen unseren Algorithmus zur Lösung des Problems vor, der auf der HOSVD des Kanaltensors für eine Gruppe von Unterträgern mit anschließender Rang 1 Approximation basiert, um ein einheitliches Vorkodierungs- und Dekodierungsschema für die gesamte Gruppe von Unterträgern zu entwerfen. Die Leistung des vorgeschlagenen Algorithmus wird durch Simulationen in verschiedenen Kanalmodellen verifiziert, wie z. B. dem 3GPP Pedestrian-A-Kanalmodell und dem 3GPP 3D-Modell unter Verwendung des Quadriga-Kanalsimulators.



Riesmeyer, Michael;
Untersuchung verschiedener Tonemapping-Operatoren sowie Entwicklung eines Tonemapping-Moduls in VHDL zum Einsatz in einer Echtzeit-Kamerahardware. - Ilmenau. - 58 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

In dieser Arbeit werden eine VHDL-Implementierung eines Tonemapping-Operators sowie die Auswahl des Algorithmus untersucht. Dazu wurde zuerst das Tonemappingproblem als Ganzes mit den optischen Hintergründen beleuchtet. Da der Fokus auf der Verwendung in einer FPGA-basierten Kameraarchitektur im Vordergrund steht, wurden die Besonderheiten und Anforderungen des Zielsystems explizit beschrieben. Aus diesen wurde eine Auswahl an Bewertungskriterien gezogen, nach welchen der geeignetste Algorithmus ausgewählt wurde. Die Optionen setzten sich aus einem auf dem Photorezeptormodell basierenden globalen Operator, einem lokalen, bilateralen Operator sowie einem limitierten Histogrammausgleich zusammen, wobei sich letzterer als am geeignetstem herausstellte. Für einzelne Implementierungsschwerpunkte wurden tiefere Untersuchungen durchgeführt. Das Modulkonzept und seine Implementierung sind ausführlich beschrieben worden. Die qualitative Auswertung des Modules wurde mithilfe einer Integration in eine FullHD60 Industriekamera durchgeführt. Beim Vergleich mit der Standardimagepipe zeigte sich, dass es die Anforderungen zuverlässig erfüllt und die geforderte Taktfrequenz von 160 MHz bei begrenztem Hardwareaufwand erreicht.



Koshkin, Ilia;
Experimentelle Messungen und Simulationsrechnungen zum Verhalten von Modell-Isolatoren bei Mischspannung. - Ilmenau. - 81 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, Freifeld-Messungen an Langstabisolatoren einer weitestgehend realen Freileitungsanordnung vorzubereiten. Die Untersuchung beschränkt sich dabei auf das Verhalten eines Modell-Langstabisolators bei einer variierten Mischspannungsbeanspruchung und bei variierten Fremdschichten. Zwecks der Erzeugung der Mischspannung wurde eine spezielle Hochspannungsschaltung aufgebaut. Das Material der Fremdschichten ist als Kieselgur-Zusammensetzung mit verschiedenen Salzmassenkonzentrationen dargestellt. Zu diesem Zweck wurden experimentelle Messungen eines Leckstroms über einzelnen Kappen des Isolators und der Verteilung des elektrischen Potentials entlang den Isolator durchgeführt. Um den Leckstrom zu messen, wurde ein Strommesssystem realisiert, das sowohl ein DC-Anteil als auch AC-Anteil des Leckstroms bei einer Mischspannung zu messen ermöglicht. Infolge Messergebnisse wurden Größenordnungen dieser Anteile bewerten. Die Messung der Verteilung des Potentials wurde mithilfe eines elektrostatischen Voltmeters versucht. Dieser zufolge wurde Schlussfolgerung über die Anwendungsmöglichkeiten des Voltmeters für die Messung der Verteilung des Potentials entlang die Langstabisolatoren gezogen. Schließlich wurde ein FEM-Modell des Verbundisolators bzw. seiner einzelnen Kappe vorgeschlagen. Dies ermöglicht einen Leckstrom sowohl bei einer variierten Mischspannung als auch bei der variierten Leitfähigkeit und Permittivität einer Fremdschicht zu berechnen.



Entwurf und Implementierung eines Künstlichen Neuronalen Netzes zur Zustandsüberwachung elektromechanischer Systeme. - Ilmenau. - 63 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Heutzutage besteht eine der Hautaufgaben für die meisten Unternehmen, die Produktion zu optimieren, indem die Kosten für Ausfälle und Außerbetriebsetzung bei der Wartung der Geräte gesenkt werden. Um solche Probleme zu vermeiden, setzen die Unternehmen ein Predictive Maintenance (PM) Überwachungssystem ein, bei dem der aktuelle Gerätezustand mit Hilfe von Sensoren (z.B. Stromsensoren, Ultraschallsensoren, Drucksensoren usw.) in Echtzeit bestimmt wird. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erkennung von Lagerschäden in Elektromotoren, welche eine häufig auftretende Ausfallursache der Motoren sind. Um mögliche Lagerschaden früher vorherzusagen, wird in dieser Arbeit eine Ultraschalluntersuchung des Motors durchgeführt, bei der der Ultraschallsensor auch geringfügige Änderungen des Motorbetriebs aufzeichnen kann. Nach Analyse der berechneten Kennwerte des Motorbetriebs mit und ohne Lagerschaden mittels statistischer Analyse, Fourier-, Wavelet und Kreuzkorrelationsanalyse werden geeignete Parameter für den Vergleich unterschiedlicher Motoren bestimmt. Zur Identifikation von Motoren mit und ohne Lagerschaden wird ein künstliches neuronales Netz (Backpropagation-Netz) eingesetzt und trainiert.