SDR-Plattform für eine Cognitive Radio Anwendung

Status: abgeschlossen
Betreuer: Tim Esemann
Student: Kristian Kuhlmann

Themengebiet

Mit der zunehmenden Leistungsfähigkeit von eingebetteten Systemen und der fortschreitenden Miniaturisierung der Hardware inkl. Sensoren und Aktoren sind in den verschiedensten Bereichen neuartige Systeme in der Prototypen- und Produktentwicklung. Speziell im Bereich der mobilen Anwendungen ermöglichen erst drahtlose Übertragungstechnologien den komfortablen Einsatz und damit die notwendige Nutzerakzeptanz. In der Vergangenheit im Alltag erfolgreiche Beispiele beinhalten die Herzfrequenzerfassung durch Polarbrustgurte und drahtlose Empfänger oder auch der steigende Einsatz von Bluetooth Anwendungen. Ein Bereich, der besonders stark von diesen Technologien in der Zukunft profitieren wird, ist die Medizintechnik. In vielen medizinischen Bereichen vom OP über die Intensivstation bis zur Rehabilitation oder auch im Bereich Assisted Living kann erweiterte Sensorik, z.B. die Bewegungs- und Lageerkennung von Personen, die Qualität der Diagnose und Therapie von „Patienten" verbessern. Besonders hohe Anforderungen ergeben sich, wenn die Personen mobil sind. Im Rahmen des Forschungsprojekt SoFT (Selbstorganisierende Funkübertragung) wird die sich selbstorganisierende Funkübertragung von drahtlosen Sensoren, die von einer Person getragen werden, untersucht. Da die zur Verfügung stehenden Funkfrequenzen begrenzt sind und auch von anderen Geräten belegt sein können , ist es das Ziel, sich die Sensorsysteme selbst organisieren zu lassen, um z.B. die für sie optimalen Funkübertragungsparameter zu finden und damit eine komfortable und robuste Patientenüberwachung zu gewährleisten.

Details

Für dieses Forschungsprojekt wird eine passende SDR-Plattform (Software Defined Radio) für die weitere Forschungsarbeit gesucht. Der Inhalt dieser Arbeit besteht daher aus den folgenden Punkten:

  • Anforderungsanalyse: Was für Komponenten/Funktionen werden gebraucht
    • Mindestens zwei verschiedene Modulationsarten (besser mehr)
    • Wählbare Übertragungsfrequenzen
    • Freiwählbare Daten zur Übertragung
    • Einstellbare Übertragungsparameter
  • Marktanalyse: Was gibt es für SDR-Plattformen
  • Detaillierte Zusammenstellung der verfügbaren Plattformen
  • Entscheidung über weiteren Verlauf
    • Auswahl einer oder mehrerer passenden Plattformen
      • Bestellung und Inbetriebnahme
      • Aufbau einer bzw. mehrerer funktionierender Funkübertragungsstrecke(n) (mit den Anforderungen von Pkt. 1)
      • Detailliertes Testen und Evaluierung der Plattform(en)
      • Messung der Performance, der Interferenzen mit anderen Funkübertragungen, ggf. Kompatibilität untereinander etc.
      • Detaillierte Dokumentation zur Bedienung und über die Evaluierungsergebnissen
    • Eigenentwicklung eines Prototypen (falls keine passende Plattform gefunden wurde)
      • Zusammenstellung der benötigten Komponenten
      • Erstes Prototyping mit Aufbau einer funktionierenden Funkübertragungsstrecke (mit den Anforderungen von Pkt. 1)
      • Inbetriebnahme
      • Evaluierung
      • Detaillierte Dokumentation zur Bedienung und über die Evaluierungsergebnissen

Aufgaben

  • Bericht zur Marktanalyse (inkl. Vergleich mehrerer SDR-Plattformen bezüglich Funktionalität und Leistungsfähigkeit)
  • Aufbau mindestens einer funktionierender Funkübertragungsstrecke (Sender und Empfänger). Daten, Übertragungs-Parameter und -Frequenz sollen einstellbar bzw. wählbar sein (siehe auch Pkt. 1 „Die Arbeit im Detail")
  • Dokumentation zur Bedienung und über die Evaluierungsergebnisse

Voraussetzungen

  • Grundkenntnisse über die Funktionsweise drahtloser Funkübertragung
  • Grundkenntnisse Mikroprozessortechnik
  • Programmierkenntnisse, wahrscheinlich C oder C++
  • Engagement und Eigenständiges Arbeiten