Masterarbeiten
- Themenbeschreibung: Im Rahmen des sogenannten "BATS"-Projektes konstruiert der LIKE ein Sensornetzwerk zur Überwachung von Fledermäusen. Miniaturisierte Transmitterknoten auf dem Rücken der Fledermäuse übermitteln dafür Sensordaten (Luftdruck etc.). Speziell für die Fledermaussignale entworfene Basisstationen zeichnen das Sendespektrum für eine Nachverarbeitung auf. Für eine effiziente Zwischenspeicherung der Daten über eine definierte Zeitspanne soll hierfür ein Datenbanksystem entwickelt werden. Dieses soll eine einfache Verwaltung der Datenströme von den einzelnen Empfangsantennen der Basisstationen ermöglichen. Ein Software-Modul zur Detektion der Fledermaussignal im Datenstrom soll darüber hinaus einen einfachen Zugriff auf die Signale für eine Nachverarbeitung erlauben, durch das gezielte Extrahieren der entsprechenden Daten aus dem empfangenen Datenstrom. Dabei kann die Periodizität der Fledermaussignale ausgenutzt werden, um nach einer anfänglichen Detektion die Datensegmente schnell aufzufinden. Für die Implementierung existiert ein selbstentwickeltes Softwareframework in C++. Für den Test der entwickelten Software stehen echte Fledermaussignale aus einem früheren Feldtest bereit.
- Themengebiete: Datenmanagement, Telemetrie
- Voraussetzungen:
- Betreuer: Michael Schadhauser
- Hochschullehrer: Prof. Dr. Albert Heuberger
- PDF: Aushang
- Themenbeschreibung: Am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird an feldstärkebasierte Lokalisierungs-algorithmen geforscht, u.a. auf Fingerabdruck Verfahren, wie diese aus der WLAN Lokalisierung bekannt sind.
Bisherige klassische Fingerabdruck basierte Verfahren nutzen nur die Information der Empfangs-Feldstärke. Um eine präzisere Lokalisierung zu ermöglichen sollen weitere Eigenschaften des Übertragungskanal genutzt werden. Durch die Verwendung eines Software Defined Radios (SDR) als Empfänger ist es möglich eine komplette Kanalübertragungsfunktion (KTF) zu rekonstruieren. Diese zusätzlichen Informationen der KTF und die charakteristischen Merkmale daraus sollen nun zusätzlich in den Fingerabdrücken abgespeichert werden und die Lokalisierung verbessern.
Hierbei ist ein Schwerpunkt die charakteristischen Merkmale in der Übertragungsfunktion zu extrahieren und verursachenden physikalischen Grundlagen zu beschreiben.Aufgaben:
- Einarbeitung in feldstärkebasierte Ortung und Fingerabdruckverfahren
- Kanalübertragungsfunktion für verschiede Umgebungen beschreiben
- Charakteristische Merkmale der Kanalübertragungsfunktion extrahieren
- Simulative Überprüfung der Lokalisierungsgenauigkeit
- Beschreibung der Zusammenhänge charakteristische Merkmale und physikalische Effekte
- Themengebiete: Lokalisierung, Fingerabdruck, Feldstärkemessungen, Kanalübertragungsfunktion, charakteristische Merkmale
- Voraussetzungen: Kenntnisse in einer Programmiersprache, Grundwissen in der Systemtheorie und Nachrichtentechnik, Interesse an Lokalisierung, Selbstständige Arbeitsweise
- Betreuer: Markus Hartmann
- Hochschullehrer: Prof. Dr. Jörn Thielecke
- PDF: Aushang
- Themenbeschreibung: Mit dieser Arbeit soll ein vollintegriertes FPGA-Design zum Test von FPGAs auf Single Event Effects (SEEs) entwickelt und evaluiert werden. Nach Einarbeitung in die notwendigen Grundlagen - Test und Zuverlässigkeit, ionisierende Strahlung und SEEs - folgt die Analyse eines vorgegebenen Referenzkonzept mit dem zugehörigen Testablauf. Darauf aufbauend sollen theoretische Betrachtungen angestellt werden, dazu zählen: Strahlungswerte, Zuverlässigkeit, Testabdeckung und Eindeutigkeit. Die Ergebnisse werden für eine Optimierung der Konzeptes herangezogen. Das resultierende Konzept soll im Anschluss als FPGA-Design, unter Berücksichtigung einer geeigneten Methode zum Extraktion und Aufbereitung der Ergebnisse, implementiert werden. Hauptziel ist es, mit einem vollständig integrierten FPGA-Design möglichst viele Fehler zu detektieren.
Nach der erfolgreichen Entwicklung bietet sich gegebenenfalls die Möglichkeit das Konzept unter realen Strahlungsbedingungen (Partikelbeschleuniger) zu testen. Dies kann im Rahmen der Arbeit sowie im Nachgang durchgeführt werden.
Der Fokus liegt im wesentlichen auf der Konzeptevaluierung sowie der Optimierung des Referenzkonzeptes. Weitere wichtige Punkte sind die theoretischen Untersuchungen und die Demonstration der Machbarkeit eines vollintegrierten FPGA-Designs. Die Arbeit kann als Kooperationsarbeit mit dem Fraunhofer IIS durchgeführt werden.
- Themengebiete: Reliability, Dependability, Radiation, SEE, Debugging, Verification, Built-In-Self-Test (BIST)
- Voraussetzungen: FPGA, VHDL
- Betreuer: Florian Rittner
- Hochschullehrer: Prof. Dr. Albert Heuberger
- PDF: Aushang
- Themenbeschreibung: Am LIKE wird an Telemetriesystemen zur Übertragung von Daten im sog. Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) geforscht. Das Fraunhofer IIS und der LIKE entwickeln zusammen ein System, welches die Information mit geringster Leistung in vielen kleinen "Packetchen", getrennt in Zeit und Frequenz, überträgt. Die Detektion dieser kleinen und kurzen Pakete im Empfänger stellt eine besondere Herausforderung dar, da der Startzeitpunkt der Ausendung sowie die genaue Frequenz unbekannt ist. Ein weiteres Problem ist die Überlagerung von vielen Sendern am Empfänger. In dem betrachteten Szenario wird von mehr als 10000 Telemetrieknoten ausgegangen, die asynchron mit einer Basisstation kommunizieren.
Die Basisstation hat zunächst die Aufgabe die einzelnen Sender zu detektieren, das heißt das Vorhandensein einer Übertragung festzustellen. In der Arbeit sollen Verfahren und Algorithmen zur möglichst optimalen und effizienten Detektion recherchiert, implementiert und getestet werden. Dazu sollen iterative und nichtlineare Verfahren betrachtet werden. Eine Verifikation mit gemessenen Daten rundet die Arbeit ab. - Themengebiete: Digitale Signalverarbeitung, Detektion, Synchronisation, Interferenz, Frequency Hopping, Telemetrie, Python, C++, Matlab
- Voraussetzungen:
- Betreuer: René Würll
- Hochschullehrer: Prof. Dr. Albert Heuberger
- PDF: Aushang
- Themenbeschreibung: Am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird intensiv an feldstärkebasierte Lokalisierungs- algorithmen geforscht, u.a. zur Lokalisierung von Fledermäusen in den Waldgebieten um Forchheim. Im Rahmen des Projekts BATS wurden verschiedene fingerabdruckbasierte Lokalisierungsverfahren evaluiert wie sie bei WLAN bekannt sind. Speziell das erstellen der Referenzdatenbank für ein Fingerabdruck basiertes Verfahren stellt einen hohen Aufwand da. In der Arbeit soll untersucht werden wie unter realistischen Bedingungen und mittels Interpolationsverfahren der Aufwand zum Einmessen der Referenzdatenbank minimiert werden kann. Hierzu sollen Messdaten aufgenommen werden und verschiedene Interpolationsalgorithmen zur Anwendung kommen. In der Auswertung sollen die verschiedenen Schwachstellen der Verfahren aufgezeigt werden. Die Arbeit beinhaltet sowohl einen theoretischen und algorithmischen Teil als auch eine messtechnische Verifikation der Methoden. Die Arbeit erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IIS.
- Themengebiete:
- Voraussetzungen:
- Betreuer: Markus Hartmann
- Hochschullehrer: Prof. Dr. Jörn Thielecke
- PDF: Aushang