Open Access

Das In-flight Entertainment (IFE) in Flugzeugen, also die mediale Unterhaltung der Passagiere mit Musik, Filmen oder Videospielen während des Flugs, wird für die Fluggesellschaften immer wichtiger. Somit steigen auch die Anforderungen an das IFE-System hinsichtlich Datenraten, Zuverlässigkeit und Flexibilität. Im Forschungsprojekt „Sprechende Sitzschiene“ an der Hochschule Offenburg wird ein neuartiges Kommunikationssystem für das In-flight Entertainment in Passagierflugzeugen entwickelt. Das Besondere und Innovative daran ist die Verwendung von Strukturelementen des Flugzeugs wie Sitzschienen als Übertragungsmedium.

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.

Die mediale Unterhaltung der Passagiere in Flugzeugen während des Flugs mit In-flight Entertainment IFE-System wird für Fluggesellschaften immer wichtiger. Somit steigen auch die Anforderungen an ein IFE-System hinsichtlich Datenrate, Zuverlässigkeit und Flexibilität. Ziel des Projekts „Sprechende Sitzschiene“ ist es, Multi-Media-Daten innerhalb eines IFE-Systems berührungslos über die Sitzschiene eines Flugzeugs zu den Passagiersitzen zu übertragen. Ein erster einfacher Demonstrator wurde bereits 2009 einem internationalen Fachpublikum auf der Paris Air Show in Le Bourget präsentiert. Ein weiterentwickeltes System hat bereits auf der Aircraft Interiors Expo 2010 in Hamburg für Aufsehen in der Fachwelt gesorgt. Der neueste Demonstrator der 3. Generation, nutzt nun modernste Übertragungstechnologien auf der Basis der Mehrträgermodulation OFDM für eine zuverlässige Datenübertragung, wie sie z. B. auch beim Digitalen Fernsehen (DVB) oder bei Mobilfunktechnologien der 4. Generation (LTE) Anwendung finden und zeichnet sich darüber hinaus durch eine volle Ethernet-Kompatibilität aus. Dadurch lassen sich alle bekannten Multi-Media-Anwendungen einfach mit diesem System realisieren.

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.

Verfahren zur automatischen Klassifikation des Modulationsformats eines digital modulierten Signals, welches folgende Schritte umfasst:(a) aus dem digital modulierten Signal (S), welches eine vorbestimmte Symbolrate aufweist, wird eine vorbestimmte Anzahl N digitaler I/Q-Datenpunkte (x) ermittelt, wobei jeder I/Q-Datenpunkt (x) einen I-Datenwert und einen Q-Datenwert aufweist und ein in dem digital modulierten Signal (S) enthaltenes Modulationssymbol repräsentiert;(b) es wird ein Modulationsformatepool vorgegeben, in welchem eine Anzahl M unterschiedlicher Modulationsformate (CP) enthalten ist, wobei jedes Modulationsformat (CP) durch ein Konstellationsdiagramm mit einer vorbestimmten Anzahl (K) von Konstellationspunkten (C) in der I/Q-Ebene definiert ist;(c) die I/Q-Datenpunkte (x) werden für jedes Modulationsformat (CP) des Modulationsformatepools mittels eines Clustering-Verfahrens ausgewertet, wobei die Konstellationspunkte (C) eines Modulationsformats (CP) jeweils zur Initialisierung des Clustering-Verfahrens verwendet werden und wobei nach Durchführung des Clustering-Verfahrens für jedes der Modulationsformate (CP) jeweils alle I/Q-Datenpunkte (x) jeweils einem ermittelten Cluster-Schwerpunkt (P) zugeordnet sind, welcher aus einem zugeordneten Konstellationspunkt (C) hervorgegangen ist und welcher von diesem zugeordneten Konstellationspunkt (C) einen bestimmten Abstand aufweist;(d) für jedes Modulationsformat (CP) wird jeweils der Wert einer Nutzenfunktion (F(CP)) bestimmt, wobei die Nutzenfunktion (F(CP)) so beschaffen ist,(i) dass sie einen umso höheren Wert annimmt, je besser die jeweils einem Cluster-Schwerpunkt (P) zugeordneten I/Q-Datenpunkte (x) durch den Cluster-Schwerpunkt (P) abgedeckt sind und je geringer die euklidischen Abstände der ermittelten Cluster-Schwerpunkte (P) von dem jeweils zugeordneten Konstellationspunkt (C) sind; oder(ii) dass sie einen umso niedrigeren Wert annimmt, je besser die jeweils einem Cluster-Schwerpunkt (P) zugeordneten I/Q-Datenpunkte (x) durch den Cluster-Schwerpunkt (P) abgedeckt sind und je geringer die euklidischen Abstände der ermittelten Cluster-Schwerpunkte (P) von dem jeweils zugeordneten Konstellationspunkt (C) sind;(e) es wird dasjenige Modulationsformat (CP) als das für das digital modulierte Signal zutreffende Modulationsformat (CP) angenommen, für welche die Nutzenfunktion (F(CP)) gemäß (d) (i) den höchsten oder die Nutzenfunktion (F(CP)) gemäß (d) (ii) den niedrigsten Wert annimmt;dadurch gekennzeichnet,(f) dass die Nutzenfunktion (F(CP))(i) eine erste Teilfunktion (F(CP)) in Form eines multiplikativen Terms aufweist, welcher einen umso höheren Wert annimmt, je besser die jeweils einem Cluster-Schwerpunkt (P) zugeordneten Datenpunkte (x) durch den Cluster-Schwerpunkt (P) abgedeckt sind, und(ii) eine zweite Teilfunktion (F(CP)) in Form eines multiplikativen Terms aufweist, welcher einen umso höheren Wert annimmt, je geringer die euklidischen Abstände der mit dem Clustering-Verfahren ermittelten Cluster-Schwerpunkte (P) von den jeweils zugeordneten Konstellationspunkten (C) des betreffenden Modulationsformats (CP) sind, oder(g) dass die Nutzenfunktion (F(CP))(i) eine erste Teilfunktion (F(CP)) in Form eines multiplikativen Terms aufweist, welcher einen umso niedrigeren Wert annimmt, je besser die jeweils einem Cluster-Schwerpunkt (P) zugeordneten Datenpunkte (x) durch den Cluster-Schwerpunkt (P) abgedeckt sind, und(ii) eine zweite Teilfunktion (F(CP)) in Form eines multiplikativen Terms aufweist, welcher einen umso niedrigeren Wert annimmt, je geringer die euklidischen Abstände der mit dem Clustering-Verfahren ermittelten Cluster-Schwerpunkte (P) von den jeweils zugeordneten Konstellationspunkten (C) des betreffenden Modulationsformats (CP) sind.