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The automatic classification of the modulation format of a detected signal is the intermediate step between signal detection and demodulation. If neither the transmitted data nor other signal parameters such as the frequency offset, phase offset and timing information are known, then automatic modulation classification (AMC) is a challenging task in radio monitoring systems. The approach of clustering algorithms is a new trend in AMC for digital modulations. A novel algorithm called `highest constellation pattern matching' is introduced to identify quadrature amplitude modulation and phase shift keying signals. The obtained simulation and measurement results outperform the existing algorithms for AMC based on clustering. Finally, it is shown that the proposed algorithm works in a real monitoring environment.
Signal detection and bandwidth estimation, also known as channel segmentation or information channel estimation, is a perpetual topic in communication systems. In the field of radio monitoring this issue is extremely challenging, since unforeseeable effects like fading occur accidentally. In addition, most radio monitoring devices normally scan a wide frequency range of several hundred MHz and have to detect a multitude of different signals, varying in signal power, bandwidth and spectral shape. Since narrowband sensing techniques cannot be directly applied, most radio monitoring devices use Nyquist wideband sensing to discover the huge frequency range. In practice, sensing is normally conducted by an FFT sweep spectrum analyzer that delivers the power spectral density (PSD) values to the radio monitoring system. The channel segmentation is the initial step of a comprehensive signal analysis in a radio monitoring system based on the PSD values. In this paper, a novel approach for channel segmentation is presented that is based on a quantization and a histogram evaluation of the measured PSD. It will be shown that only the combination of both evaluations will lead to an successful automatic channel segmentation. The performance of the proposed algorithm is shown in a real radio monitoring szenario.
Since cabling is very complex and often causes reliability problems in aircrafts new approaches which base on wireless technologies are highly desired. In this paper an innovative communication system is proposed that uses the essential elements of the airframe for data transfer. The communication is based on the wireless standard for Digital Video Broadcasting (DVB) and enables high data rates, which are required for the in-flight entertainment system as an example of use.
In large aircrafts the cabling is very complex and often causes reliability problems. This is specially true for modern In-flight Entertainment (IFE) systems, where every passenger can select a preferred movie, play computer games or be able to communicate with other travellers. Due to EMC problems, wireless communication systems (WiFi etc.) didn't succeed in solving these problems. In this paper an innovative communication system is proposed which perfectly supplements an aircraft IFE system. The key innovation of this system is to use structures that are essential parts of the airframe for data transfer, such as seat rails. Those rails consist of rectangular shapes and could easily be modified to fulfill the function of waveguides for microwaves. A waveguide as part of the seat rail would provide enormous benefits for aircrafts, such as a large bandwidth and consequently high data rates, no problems with EMC, unlimited flexibility of seat configuration, mechanical robustness with associated increase of reliability and a few additional advantages related to aircrafts such as reduction of weight and costs.
Cellular phone antennas are generally designed to have radiation patterns that are as omnidirectional as possible. Omnidirectional antennas allow a phone’s radio to work well for many orientations of the phone with respect to the cellular base station. Recent studies, however, are generating uncertainty about the health effects of prolonged exposure to electromagnetic (EM) radiation from cellular phones. In this paper, an antenna array is designed primarily to minimize users’ exposure to EM radiation. The antenna comprises a beamforming 4 by 3 array of microstrip patch antennas that is controlled by an accelerometer-only inertial navigation system. The proposed design reduces radiated power directed toward the user to below 10% of the total in the worst case.
Im Rahmen dieses Projekts wurde im Labor Telekommunikationstechnik der Hochschule Offenburg die Übertragungsqualität von Mehrantennensystemen durch theoretische Analysen und Simulationen analysiert. Dabei zeigt sich bereits in der ersten Projektphase bei einfachen Mehrantennenkonfigurationen mit einer Sendeantenne und mehreren Empfangsantennen wie aufgrund von Antennendiversität bei verschiedenen Kombinationsstrategien der Empfangssignale sich die Übertragungsqualität bei Rayleigh Fading deutlich verbessert.
Im Rahmen dieses Projekts wurde im Labor Telekommunikationstechnik der Hochschule Offenburg ein flexibel konfigurierbares Funknetz nach dem ZigBee-Standard aufgebaut. Mit Hilfe diverser Messgeräte und Analyse-Tools wurden die wesentlichen Performance Parameter dieses Funknetzes unter realen Betriebsbedingungen evaluiert. So wurden z.B. Erkenntnisse über die Empfängerempfindlichkeit, die effektiv erreichbare Datenrate sowie das Interferenzpotential gewonnen, die Voraussetzungen für die optimale Nutzung dieser neuen Funktechnologie sind.
Mehrantennensysteme (MIMO: MultipleInputMultipleOutput) sind seit einigen Jahren ein zentrales Forschungsthema in der Funkkommunikation. Die Analyse der Kanalkapazität solcher MIMOSysteme in [1] hat gezeigt, welches enorme Potenzial in dieser Technologie steckt. Dieses Potenzial kann auf verschiedene Arten genutzt werden. MIMOVerfahren können grundsätzlich in zwei Klassen eingeteilt werden. Die erste Klasse besteht aus Verfahren, die die Zuverlässigkeit der Übertragung über FadingKanäle verbessert. Dies wird entweder durch Verbesserung des jeweils wirksamen mittleren SNR (engl. SignaltoNoise power ratio) z. B. durch Beamforming oder durch Verminderung der Fluktuationen des SNR durch Diversitätstechniken erreicht. Die zweite Klasse bilden Verfahren, bei denen mehrere unabhängige Datenströme parallel über die verschiedenen Antennen durch räumliches Multiplexen (engl. Spatial Multiplexing) übertragen und so die Datenrate vervielfacht wird. Während bei den Diversitätstechniken und den Verfahren des Spatial Multiplexing die Übertragungseigenschaften zwischen den verschiedenen Sende- und Empfangsantennen durch z. B. ausgeprägte Mehrwegeausbreitung möglichst unkorreliert sein sollen, ist dies bei den Beamforming-Verfahren aber gerade nicht dienlich. Im Rahmen dieses Projekts wurde die Übertragungsqualität von Funksystemen mit MIMOArchitektur analysiert, die spezielle blockbasierte Codierungsverfahren verwenden, die nicht nur die zeitliche, sondern auch die räumliche Dimension zu der Informationsübertragung nutzen (SpaceTimeBlockCoding, STBC) und damit auf einen Diversitätsgewinn abzielen.