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

Unter Ultra Breitband Technologie (UWB, englisch Ultra Wide Band) versteht man die Nutzung extrem großer Frequenzbereiche von 3,1 GHz bis 10,6 GHz, mit einer Bandbreite von mindestens 20% der Mittenfrequenz oder mindestens 500 MHz. Dadurch eröffnet sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, unter anderem kaum ortbare Kommunikation, medizinische Anwendungen (UWB Radar Stethoskop), Bodenradar oder Sensorik (Bewegungsmelder durch Mauern hindurch). Des Weiteren bietet sich die Möglichkeit der digitalen Funkübertragung mit hoher Datenrate für kurze Distanzen. Den meisten dabei verwendeten Modulationsverfahren ist gemein, dass die Information nicht länger einer bestimmten sinusförmigen Trägerfrequenz auf moduliert werden, sondern durch eine definierte Folge kurzer Impulse übertragen werden. Durch die kurzen Impulse erhält das Signal die gewünschte hohe Bandbreite und die übertragene Leistung verteilt sich auf einen großen spektralen Bereich. Als Folge bleibt die spektrale Leistungsdichte unterhalb der vorhandenen Rauschdichte, wie in der folgenden Abbildung dargestellt, sodass die im selben Band operierenden Schmalbanddienste kaum gestört werden. Andererseits belegen die Schmalbanddienste nur einen minimalen Bruchteil des Sendespektrums, sodass diese wiederum die UWB–Übertragung kaum stören sollten.

Das UWB Prinzip

Mehrwegausbreitung, welche bei Schmalbandübertragung auf Grund von Fading oft zu Problemen führt, kann bei UWB sogar die Übertragung verbessern, da selbst minimal unterschiedliche Laufzeiten dank der hohen Bandbreite exakt aufgelöst werden können. Ein weiterer Vorteil von UWB stellt die hohe Sicherheit der Übertragung dar. Da die spektrale Leistungsdichte unterhalb des thermischen Rauschens gehalten wird, ist das Nutzsignal nur schwer zu erkennen und kaum zu orten. Zu den vielfältigen Leistungsmöglichkeiten kommen geringe Kosten. Zum einen existieren keine Lizenzgebühren und zum anderen können die Schaltungen hoch integriert werden und kommen mit wenig äußerer Beschaltung aus, wodurch sie relativ einfach realisiert werden können und preiswerter herzustellen sind als Bandspreizsysteme.

Schon seit langer Zeit wird das Prinzip der UWB–Funktechnik verwendet. Beispielsweise wurden schon vor mehr als 70 Jahren die Vorteile von UWB gegenüber schmalbandigen Verfahren für den Bordfunk auf Kriegsschiffen genutzt. In folgender Abbildung ist dargestellt, wie bei einer Mehrwegeausbreitung durch einen genügend großen Abstand, zwischen den gesendeten Impulsen, die Überlagerung und somit die Auslöschung der verwendeten Sinuswellen vermieden werden kann.

Multipath bei UWB Signal

Im Fall einer Mehrwegeausbreitung werden mehrere Impulse gleichzeitig empfangen. In den meisten Fällen wird dann der Impuls mit der größten Amplitude gewählt und verarbeitet, häufig wird allerdings auch der zuerst empfangene Impuls genutzt. Auf diesem Prinzip basiert das bekannteste und einfachste Übertragungsverfahren für UWB, dass so genannte Impulsradio.


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