CD-Labor für nichtlineare Signalverarbeitung, Modul E: Ultra-Wideband (UWB) Kommunikation

Ultra-Wideband (UWB) -Kommunikation ist eine aufkommende neue Technologie für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungssysteme, von der erwartet wird, dass sie kostengünstige und stromsparende Geräte ermöglicht. Anstelle eines modulierten Trägers werden Ströme von ultrakurzen Impulsen (größer als 1 ns) für die drahtlose Datenübertragung verwendet, was Signale mit großen Bandbreiten (kleiner als 1 GHz), aber mit sehr niedrigen Leistungsdichten ergibt. Die Art des verwendeten Signals macht die Technologie prinzipiell für kostengünstige Implementierungen in der Standard-CMOS-Technologie geeignet. Bevor jedoch UWB-Systeme in großem Umfang und zu geringen Kosten hergestellt werden können, müssen zahlreiche offene Forschungsprobleme gelöst werden. Erst in den letzten Jahren hat die akademische Welt ihre Forschungsaktivitäten auf breiter Front aufgenommen, die Normungs- und Regulierungsbehörden sind sich der Technologie bewusst geworden, und gemeinsame Task-Groups wurden in der Europäischen Union und in den USA gegründet. Frühere Erfahrungen mit UWB-Technologien bestehen aus militärischen Anwendungen wie UWB (Time-Domain, Impuls) -Radarsystemen. Noch immer wird Forschung auf fundamentalem und angewendetem Niveau in großem Maßstab benötigt, um billige und energieeffiziente UWB-Chips verfügbar zu machen. In unserer Forschung wollen wir in verschiedenen Bereichen der Transceiver-Architektur und Signalverarbeitung über den Stand der Technik hinausgehen. Aufgrund der extrem großen Bandbreite, die eine direkte Abtastung des Empfangssignals mit ausreichender Genauigkeit verhindert, wird erwartet, dass ein geradliniges Downscaling von Signalverarbeitungsalgorithmen für herkömmliche Empfänger nicht zu praktischen Lösungen für UWB-Vorrichtungen führen wird. Das heißt, für UWB-Geräte müssen neue Algorithmen für Kanalschätzung, Synchronisation, Mehrbenutzererkennung und andere typische Empfängeraufgaben entwickelt werden. Dies umfasst die Ableitung geeigneter Systemmodelle, einschließlich der Modellierung des Mehrweg-Funkkanals, wie er durch Antennen-Arrays beobachtet wird. Die folgenden Elemente erhalten besondere Aufmerksamkeit: * Erforschung von UWB-Kanalmodellen, die den Multi-Input- / Multi-Output-Fall umfassen * Erforschung von UWB-Transceiver-Algorithmen einschließlich adaptiver Antennen-Array-Algorithmen und Fading-Vorhersage * Optimierung von Transceiver-Algorithmen für eine effiziente Hardware-Implementierung