Zeitreihen- und Signalanalyse von digital demodulierten Signalen bei einer Funkübertragung

Status: abgeschlossen
Betreuer: Tim Esemann
Student: n.a.

Themengebiet

Bei der digitalen drahtlosen Übertragung werden digitale Daten (Bits) in ein analoges Signal aufbereitet/moduliert, dass dann über eine Antenne abgestrahlt wird. Während der Signalübertragung können diese Signale durch andere konkurrierende Funkübertragungen gestört bzw. beeinflusst werden. Man spricht dann von einer Interferenz. Auf der Empfängerseite wird das empfangene Signal wieder demoduliert und die digitalen Daten so wieder zurückgewonnen. Falls das empfangene Signal von einer Interferenz während der Übertragung überlagert wurde, sind Anteile dieser Interferenz noch im demodulierten Signal vorhanden. Werden diese Interferenzanteile analysiert und untersucht, kann somit die konkurrierende Funkübertragung erkannt und identifiziert werden.

Details

Das Ziel dieser Arbeit ist, demodulierte Signale mit überlagerten Interferenzen zu untersuchen und dabei die verschiedenen Interferenzen voneinander zu unterscheiden. Hierzu kann die freie Software R (Project for Statistical Computing), die eine Vielzahl von Bibliothek zur Zeitreihen- und Signalanalyse bereithält, verwendet werden. Erste Untersuchungen wurden mit R bereits durchgeführt, auf die die weitere Analyse aufgebaut werden kann. Die Zeitreihen- und Signalanalyse kann aber auch mit einem anderen Werkzeug durchgeführt werden. Die zu untersuchenden Signale stehen zur Verfügung und müssen nicht selber gemessen bzw. aufgenommen werden. Grundkenntnisse in digitaler Übertragungstechnik können hilfreich sein, sind aber nicht zwingend für die Durchführung erforderlich. Bei dieser Arbeit geht es vor allem darum, die vorhanden Signale/Daten zu untersuchen und die gewonnenen Ergebnisse zusammenzufassen. Die Arbeit umfasst die folgenden Arbeitsschritte:

  • Einarbeitung in R (Soweit R für die Arbeit genutzt werden soll). Ein Tutorial und Beispiele sowie Literatur werden zur Verfügung gestellt.
  • Die zur Verfügung gestellten Signale sollen nun untersucht werden. Dazu kann man sich eng an das zur Verfügung gestellte Buch „Time Series Analysis and its Applications (With R Examples)” halten. Wahlweise kann aber auch ein anderes Werkzeug genutzt werden.
  • Analyse der Signale im Zeitbereich
  • Analyse der Signale im Frequenzbereich
  • Entwickeln und Erproben von Methoden/Algorithmen/Funktionen, um die einzelnen Interferenzen voneinander zu unterscheiden
  • Zusammenfassung der Ergebnisse

Aufgaben

  • Bericht über die erzielten Ergebnisse der Zeitreihen- und Signalanalyse
  • Dokumentierter Quellcode mit dem die Zeitreihen- und Signalanalyse durchgeführt wurde

Voraussetzungen

  • Bereitschaft sich in ein neues Themengebiet einzuarbeiten
  • Mathematische Fähigkeiten sind hilfreich
  • Grundkenntnisse in digitaler Signalverarbeitung können hilfreich sein, sind aber nicht erforderlich
  • Interesse an wissenschaftlicher Arbeit
  • Eigenständiges Arbeiten