Long Range-Telemetrie für Mobile Sender

Der Beitrag dieses Teilprojektes zur Forschergruppe ist die Entwicklung einer Bitübertragungsschicht für die LongRange-Telemetrie in lizenzfreien Bändern, um Daten von den Fledermäusen mit maximaler Energieeffizienz zum Bodennetzwerk zu übertragen.

Gegenüber der in Phase 1 des BATS-Projektes genutzten Bitübertragungsschicht soll die Reichweite um mindestens den Faktor zehn gesteigert werden. Dieses Ziel soll durch optimierte Sendealgorithmen und ein optimiertes Bodennetzwerk unter Verwendung von verteilten Mehrantennen-Algorithmen erfolgen. Ziel ist es, z. B. Messwerte von Sensoren des Fledermausknotens mit relativ kurzer Latenz an das Bodennetzwerk zu übertragen, um diese im Rahmen der Sensordatenfusion für die Steigerung der Ortungsgenauigkeit zu verwenden.

Der wissenschaftliche Beitrag dieses Teilprojektes ergibt sich hierbei aus mehreren unterschiedlichen Ebenen, die für zum Erstellen einer leistungsfahigen Long Range-Bitübertragungsschicht bearbeitet werden müssen. Die erste Ebene ist das Erstellen von leistungsfähigen Kanalmodellen für den Mehrantennenempfang. Anhand der Kanalmodelle und unter Berücksichtigung der Hardwareeigenschaften des Fledermausknotens (TP7 und TP8) soll anschließend, eine optimierte Bitübertragungsschicht entwickelt und deren Leistungsfähigkeit in Simulationen umfassend analysiert werden. Diese Bitübertragungsschicht soll nach Möglichkeit gleichzeitig zur Ortung dienen. Daher ist eine umfassende Zusammenarbeit mit TP5 geplant. Ein wichtiger Punkt ist die adaptive Anpassung der Übertragungsparameter, um eine maximale Energieeffizienz zu erzielen. Hierzu soll eine umfassende Koordination mit den hoheren Protokollschichten (TP4) erfolgen.

Neben umfangreichen Simulationen soll die fertige Bitübertragungsschicht in den Fledermausknoten und im Bodennetzwerk implementiert werden. Aufgrund der Nutzung von lizenzfreien Bändern und der hohen erwarteten Reichweite muss mit Interferenzen anderer Frequenznutzer gerechnet werden. Würden diese nicht berücksichtigt, muss in vielen Fällen von einer deutlich geringen Reichweite ausgegangen werden. Daher bildet eine weitere Ebene die Erkennung von Interferenzen anderer Nutzer. Hierzu sollen anschließend Verfahren untersucht werden, wie ein verteilter Empfang über mehrere Bodenstationen zur Unterdrückung dieser Interferenzen genutzt werden kann. Besondere Randbedingungen ergeben sich hierbei auch aus der Leistungsfähigkeit der Datenverbindungen zwischen den Stationen des Bodennetzwerkes (TP2). Auch hier sollen die wissenschaftlichen Fragestellungen zuerst anhand von Simulationen beantwortet werden. Anschließend ist in Zusammenarbeit mit den anderen Projektpartnern die Implementierung geeigneter Verfahren im Bodennetzwerk geplant.