Ultrabreitband Beispielbild UWB Von Lutz Freitag Was ist
Ultrabreitband Beispielbild UWB Von Lutz Freitag
Was ist UWB? Drahtlose digitale Kommunikationstechnologie für kurze Distanzen Beispielbild Overlaysystem zu bereits existierenden Drahtlostechnologien Reichweite Indoor 10 bis 20 m Outdoor bis zu 50 m (mit direkter Sichtlinie) Datenraten bis zu 480 Mbit/s
Anwendungsmöglichkeiten Universelle Datenkommunikation – – Wireless-USB Beispielbild WPAN Autonome Sensornetzwerke Verbindung zu Peripheriegeräten Kurzstreckenradar (IR-UWB) Lutz Freitag, Ultrabreitband 3
Regulierung Warum? Aufgrund des Übersprechens von UWB-Signalen Beispielbild auf andere (lizensierte) Systeme kontrovers diskutiert Februar 2002: erste Regulierung durch die Federal Communications Commission 16. Januar 2008: Freigabe eines Frequenzbandes zwischen 1, 6 GHz und 10, 6 GHz in Deutschland Lutz Freitag, Ultrabreitband 4
Regulierungen in Deutschland Frequenzmaske für den Gebrauch von UWBBeispielbild. Geräten in Deutschland nach dem maximalen Mittelwert (über 1 ms) der spektralen Leistungsdichte Lutz Freitag, Ultrabreitband 5
Impulse Radio-UWB Idee nach dem IR-Radar Übermittlung der Informationen mit Pulsen Beispielbild Analoge Erzeugung der Pulse → Kein Sendeverstärker notwendig In den Antennen werden die Signale differenziert Abb. Gaußpuls und seine ersten beiden Ableitungen Lutz Freitag, Ultrabreitband 6
Funktionsweise Im Gegensatz zu A- bzw. F-Modulation Pulse als Informationsträger Beispielbild Unterschiedliche zeitliche Abstände der Pulse durch z. B. Symbolkodierung / Time-Hopping → breite Spreizung des Signals Lutz Freitag, Ultrabreitband 7
Modulation Mit Hilfe des IR-Prinzips Symbole kodieren und auf einem breiten Spektrum verteilt senden Beispielbild Drei Modulationsarten - On/Off-Keying - Pulsamplitudenmodulation - Pulspositionsmodulation Lutz Freitag, Ultrabreitband 8
Frames Minimaler Abstand zweier unmodulierter Pulse Beispielbild Frames Lutz Freitag, Ultrabreitband 9
On/Off Keying Für eine Eins wird ein Puls gesendet Für eine Null wird kein Puls gesendet Beispielbild 1 Lutz Freitag, Ultrabreitband 0 10
Pulspositionsmodulation Kodierung der Symbole durch Verschiebung im Frame Einfache Demodulation des Signales Beispielbild 1 Lutz Freitag, Ultrabreitband 0 11
Pulsamplitudenmodulation Kodierung der Symbole durch Invertierung des Pulses Beispielbild 1 Lutz Freitag, Ultrabreitband 0 12
Time-Hopping Problem: - Konzentration des UWB-Signales auf bestimmte Beispielbild Bereiche im Frequenzband - Interferenz in Szenarien mit mehreren Sendern Lösung: - Verschiebung der Pulse mittels pseudozufälligen Werten (TH-Codes) in Frames Lutz Freitag, Ultrabreitband 13
Time Hopping Sender und Empfänger benutzen die gleichen TH- Codes Beispielbild Mit einem Verzögerungsglied werden die modulierten Pulse innerhalb der Frames verschoben Lutz Freitag, Ultrabreitband 14
Time Hopping Signal ohne Time-Hopping Beispielbild Signal mit Time-Hopping Lutz Freitag, Ultrabreitband 15
Aufbau des Senders Antenne Beispielbild Pulsgenerator TH-Code. Generator Verzögerungsglied Modulator 1011 Taktgeber Lutz Freitag, Ultrabreitband Input 16
Aufbau eines Korrelator-Empfängers Antenne Beispielbild Multiplizierer Integrator Pulsgenerator ADC Demodulator Verzögerungsglied Taktgeber Lutz Freitag, Ultrabreitband TH-Code. Generator Output 1011 17
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Beispielbild Lutz Freitag, Ultrabreitband 18
Quellen Michael Eisenacher Michael, Optimierung von Ultra-Wideband-Signalen (UWB) Dissertation an der Universität Karlsruhe (TH), 2004 Beispielbild http: //digbib. ubka. uni-karlsruhe. de/volltexte/1000004809 Pressemitteilung der Bundesnetzagentur, Bonn, 16. 1. 2008 Frequenzen für Ultra-Wideband-Technologie bereitgestellt online unter http: //www. bundesnetzagentur. de/media/archive/12430. pdf Änderung der Pressemitteilung, der Bundesnetzagentur, Vfg 1/ 2008 mit 17/2008 online unter http: //www. bundesnetzagentur. de/media/archive/13155. pdf Raúl Blázquez, Fred Lee, David Wentzloff, Brian Ginsburg, Johnna Powell and Anantha Candrakasan Direct Conversion Pulsed UWB Transceiver Architecture MIT, Cambridge, MA, USA, 2005 Lutz Freitag, Ultrabreitband 19
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