Projekte

PMSE-xG

Programme Making and Special Events Next Generation

Unter dem Begriff Programme Making and Special Events (PMSE) werden alle Anwendungen der Produktions-, Veranstaltungs- und Konferenztechnik zusammengefasst. Die PMSE-Hersteller haben bislang vorwiegend auf hochspezialisierte, link-basierte Lösungen gesetzt, um den Anforderungen der Kunden und der Zielapplikationen gerecht zu werden. Die kommende fünfte Generation (5G) der Mobilfunkstandards könnte den Anforderungen der Zielapplikationen vollumfänglich gerecht werden, wenn es gelingt, entsprechende Weichenstellungen durch Eingaben von Anforderungsprofilen und Lösungsvorschlägen – flankiert durch die Unterstützung der global-agierenden Mobilfunkindustrie – vorzunehmen. Das Forschungsprojekt PMSE-xG trägt hierzu bei und betrachtet erstmalig die zukunftsweisende, innovative Nutzung von Mobilfunktechnologien der vierten (4G+) und Entwicklungen der kommenden fünften Generation (5G) spezifisch für die Produktions-, Veranstaltungs- und Konferenztechnik (PMSE). Zentraler Forschungsgegenstand von PMSE-xG sind insbesondere hochrobuste, latenz-arme Streaming-Technologien für mobile und nomadische Audio/Video-PMSE-Anwendungen. Dieses Forschungsprojekt ist ein erster Schritt zur grundsätzlichen Beurteilung der technologischen Machbarkeit, ausgewählte Zielapplikationen von Audio- und Video-PMSE in aktuelle und zukünftige Mobilfunktechnologien zu integrieren. Die Beurteilung erfolgt anhand von Lösungskonzepten, Validierungen von Leistungskennzahlen und Machbarkeitsnachweisen. 

Massive-MIMO

Mehr-Antennen-Technologien (sog. MIMO-Systeme) sind ein Kernelement aller aktueller und zukünftiger drahtloser Kommunikations- und Lokalisierungssysteme. In herkömmlichen Kommunikations- und Lokalisierungssystemen ist die Anzahl der Antennen (jede mit eigenem unabhängigen Transceiver) stark beschränkt (typischerweise auf weniger als 20 Antennen). Aktuelle Forschungen haben jedoch gezeigt, dass Mehr-Benutzer-Systeme mit hunderten oder sogar tausenden von Antennen an der Basisstation einige interessante Vorteile gegenüber herkömmlichen MIMO-Systemen besitzen. Solche Systeme werden als „Massive MIMO“- oder „Large-Scale MIMO“-Systeme bezeichnet. Obwohl Massive-MIMO-Systeme in den letzten zwei Jahren intensiv untersucht wurden, besteht noch erheblicher Forschungsbedarf bzgl. geeigneter Signalverarbeitungsalgorithmen und Signalformen bevor solche Systeme in der Praxis eingesetzt werden können. Ein weiterer wichtiger Aspekt, der noch nicht untersucht wurde, ist die Anwendung von Massive-MIMO-Systemen für die Lokalisierung und die damit evtl. verbundenen Gewinne. Außerdem erfordern die große Anzahl an Antennen mit zugehörigen kohärenten Transceivern sowie die zu erwartenden hohen Datenraten, neue Methoden für den Entwurf der für Massive-MIMO-Systeme benötigten elektronischen Schaltungen und Systeme. Architekturen klassischer MIMO-Systeme können nicht einfach auf die Dimensionen von Massive-MIMO-Systemen hochskaliert werden. Darüber hinaus ist auch noch nicht geklärt, ob herkömmliche MIMO-System- und Kanalmodelle auch für die für Massive-MIMO-Systeme typischen Geometrien und Umgebungen Gültigkeit haben. Deshalb sind Kanalmessungen in realistischen Umgebungen notwendig und die existierenden Modelle für Hardwareungenauigkeiten müssen für Massive-MIMO-Systeme verifiziert und ggf. modifiziert werden. Diese Punkte verdeutlichen, dass zur Systemoptimierung und zur Verifizierung von theoretischen Ergebnissen ein geeignetes und flexibles Massive-MIMO-Testbed notwendig ist. Deshalb verfolgen wir in diesem Projekt einen ganzheitlichen Ansatz für den Entwurf von Massive-MIMO-Systemen und bündeln unsere Expertise in Signalverarbeitung und Nachrichtentechnik (Lehrstuhl für Digitale Übertragung, Schober),  Lokalisierung und Antennendesign (Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik, Vossiek) und Transceiver-Entwurf und Implementierung (Lehrstuhl für Technische Elektronik, Weigel). Die genannten Ziele werden sowohl durch theoretische Forschung als auch mit Hilfe einer Implementierung/Verifizierung der entwickelten Algorithmen, Schaltungen und Systemarchitekturen in einem Massive-MIMO-Testbed  erreicht. Da es für Massive-MIMO-Systeme noch keine allgemein akzeptierten Modelle für die Hardware bzw. den Übertragungskanal gibt, wird uns das zu entwickelnde Testbed helfen zu klären, ob die großen Gewinne von Massive-MIMO-Systemen, die die Theorie vorhersagt, in der Praxis erreicht werden können.

IMB5

Integration von Mobilfunk und Broadcast in LTE/5G

Im Projekt IMB5 erforscht unter der Leitung des Instituts für Rundfunktechnik ein Konsortium bestehend aus Fraunhofer IIS, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Nokia, Rohde & Schwarz und den assoziierten Partnern Bayerischer Rundfunk und BMW Forschung und Technik wie sich in Zukunft ein Standard realisieren lässt, der sowohl für die Übertragung von Rundfunk- als auch von Mobilfunkdiensten in technisch und wirtschaftlich effizienter Weise verwendet werden kann. Mit den aus dem Forschungsprojekt gewonnenen Erkenntnissen soll es langfristig möglich werden, die Effizienz bewährter Rundfunkdienste mit der Flexibilität und Individualität interaktiver Mobilfunkdienste auf einer Luftschnittstelle attraktiv zu kombinieren. Das auf 24 Monate angelegte Forschungsprojekt wird von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert.

WiCoDiCa RT

Wireless Control, Diagnostic and Calibration in Real-Time

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll eine echtzeitfähige Funkschnittstelle für die entwicklungsbegleitende Hardware-in-the-Loop-basierte (HIL) Erprobung von Automobil-Steuergeräten entwickelt werden. Diese Echtzeit-Funkschnittstelle soll die bis dato kabelgebundene, d.h. auf den im Automobilbereich verbreiteten Feldbussystemen (u.a. CAN, FlexRay, Ethernet) basierende Übertragung von Steuerungs-, Diagnose- und Kalibrierdaten auf Grundlage der UDS- und XCP-Protokolle ersetzen. Mit Hilfe dieser auf Echtzeitverhalten bzw. Determinismus sowie Zuverlässigkeit optimierten Drahtloskommunikation sollen neue Testmethoden (z.B. Teststreckenerprobung) ermöglicht und eine Steigerung der Flexibilität in Hinblick auf den HIL-Testaufbau erzielt werden. Zudem ist die Übertragung der daraus resultierenden Ergebnisse bzgl. der echtzeitfähigen Funkkommunikation auf die zunehmende drahtlose Vernetzung im Rahmen der industriellen Automatisierungstechnik (Industrie 4.0) vorgesehen.

CoMoRa

Cognitive Mobile Radio

Der Forschungsschwerpunkt des CoMoRa-Projekts liegt in der Optimierung des RF-Frontends von Basisstationen bzw. Mobilfunkgeräten. Dabei werden ein innovatives, auf digitale Rückkopplung basierendes aktives Filterkonzept sowie digitale Vorzerrungs- bzw. Signalkonditionierungsmechanismen für Power Amplifier (PA) prototypisch evaluiert. Mit Hilfe dieser kosteneffizienten Verfahren lässt sich sowohl die Bandbreite als auch die Leistungseffizienz von PAs auch bei Wellenformen mit einem hohen Crest-Faktor (wie bspw. OFDM)  erzielen.