Indoor-Ortung.de

Technik, Funktionen und Sinn

  • Location based services

    Die mobile Datenverarbeitung ist von einer Nischentechnologie zu einem globalen Business angewachsen. Dicht bevölkerte Gebiete sind nahezu komplett mit drahtlosen Netzwerken abgedeckt. Gleichzeitig werden mobile Endgeräte preiswerter und leistungsfähiger. Die integrierten Funktionalitäten nehmen mit jeder neuen Gerätegeneration zu. Allerdings beschränken sich diese Dienste meist nur auf die Kommunikation und die Funktionen innerhalb der Geräte. Ortsbezogene […]

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  • Kosten, Anwendungsanforderungen und Sicherheit

    Kosten Die anfallenden Kosten für die Anschaffung eines indoor–Ortungssystems beruhen hauptsächlich in der Aufwendung für die Infrastruktur, zusätzliche Bandbreite, Fehlertoleranz und Ausfallsicherheit und die Art der eingesetzten Technologie. Zusätzlich müssen die Installation und die Überprüfung des Systems während der Einrichtung mit in die Kostenrechnung einfließen. Sofern das neue indoor–Ortungssystem ein bestehendes Kommunikationssystem wieder verwenden kann, […]

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  • Indoor Ortung

    Indoor–Ortungsverfahren befinden sich auf einem „aufsteigenden Ast“. Allerdings fehlt es häufig an theoretischen und analytischen Grundlagen für eine Umsetzung einer Indoor-Ortung. Ein grundlegender Rahmen für den Systemaufbau und die Funktionen ist somit zwingend notwendig für den Erfolg und die Implementierung eines indoor–Ortungssystems. Es werden vier Bereiche betrachtet, die eine große Herausforderung und damit grundlegende Anforderung […]

    Indoor Ortung

Beim Impulsradio–Verfahren wird pro gesendeten Impuls nur ein einziges Bit übertragen. Die Form der Impulse wird in diesem Verfahren häufig durch eine Gaußfunktion bestimmt. Bei einer so genannten Gaußglocke beträgt im Zusammenhang mit der UWB–Technik die mittlere Halbwertsbreite etwa 100 ps. Bei einem Impulsabstand von 10 ns ist eine Übertragungsrate von 100 MBit/s möglich. Für die Modulation der zu sendenden Daten wird häufig die Binary Phase Shift Keying (BPSK) Modulation oder Pulse–Position Modulation (PPM) genutzt. Bei der Modulation liegt innerhalb des bereits genannten Zeitschlitzes von 10 ns eine so genannte Nominalposition vor. Zum Senden einer binären „0“ wird dann der Gaußimpuls um die Hälfte seiner Halbwertsbreite, im Folgenden auch t/2 genannt, auf der Zeitachse nach vorne verschoben. Wird der Impuls auf der Zeitachse um den Wert t/2 hinter den Referenzzeitpunkt positioniert, so stellt dieses Signal eine binäre „1“ dar. Der Sender und Empfänger müssen vor dem Beginn einer Datenübertragung zeitlich synchronisiert werden. In festgelegten Abständen erzeugt der Empfänger während der gesamten Übertragung Gaußimpulse, welche mit den Nominalzeitpunkten des Senders korreliert werden. Anschließend wird dieser so genannte Referenzimpuls mit dem empfangenen und vorher von den Antennen differenzierten Datenimpuls multipliziert. Ein empfangener „0“–Impuls liegt zeitlich gesehen vor dem Referenzimpuls. An der Vorderflanke des Referenzimpulses entsteht eine Erhöhung der Amplitude, durch die Multiplikation beider Signale. Der Komparator kann somit ein positives Signal und daraus folgend eine „0“ erkennen. Der markante Amplitudenteil im hinteren Bereich des Referenzimpulses entsteht durch den Empfang einer „1“. Der Komparator erhält nun einen negativen Impuls. In der folgenden Abbildung wird das schematische Grundprinzip des Impulsverfahrens dargestellt.

schematisches Grundprinzip des Impulsradios

Die relativ langen Pausen zwischen der Übertragung einzelner Impulse können genutzt werden, im Fall einer zeitgleichen und unkoordinierten Übertragung zwischen mehreren Teilnehmern, welche auch multiple access (MA) genannt wird. Die Zeitschlitze sind so großzügig gewählt, dass darin gleichzeitig mehrere Impulse platziert werden können. Darüber hinaus wird in regelmäßigen Abständen der Nominalzeitpunkt der Impulse zur Erhöhung der Robustheit variiert. Bei diesem Verfahren müssen beide Kommunikationspartner nach einem festen Algorithmus arbeiten. Der Nominalzeitpunkte wird somit pseudozufällig verändert. Diese Methode wird auch als Time–Hopping bezeichnet. Infolge einer fehlenden Abstimmung kann es dennoch in sehr wenigen Fällen zu Kollisionen kommen. Dieses Problem kann durch eine geeignete Fehlerkorrektur auf höheren Schichten gelöst werden.


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