Dipl.-Ing.
Thomas
Ußmüller
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Das EU-Projekt RESOLUTION (Reconfigurable Systems for Mobile Local Communication and Positioning) erforscht ein modernes Nahbereichortungssystem (Projekt Homepage). Ziel dieses Projektes ist eine rekonfigurierbare Hardwareplattform zu schaffen. Zusätzlich sollen effiziente Algorithmen entwickelt werden, welche die Genauigkeit der Ortung verbessern.
Die Anwendungen von Ortungssystemen sind zahlreich. Viele Leute haben mittlerweile die Positionsbestimmung mittels eines globalen Ortungssystems wie GPS oder Galileo schätzen gelernt. Ein ähnlicher Einfluß auf unsere Gesellschaft wird auch von Nahbereichsortungssystemen erwartet. Diese sind speziell für Szenarien innerhalb von Gebäuden oder bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit und Echzeitfähigkeit geeignet. Das im Rahmen des Resolution Projektes entwickelte Ortungssystem wird eine Vielzahl von Möglichkeiten eröffnen. Zusammen mit der Firma Exodus aus Griechenland wird an neuen interaktiven Möglichkeiten für Museen geforscht. In Zukunft wird es möglich sein ein Museum zu besuchen und abhängig vom aktuellen Ort des Besuchers werden die Daten zu den Ausstellungstücken, die gerade betrachtet werden, beispielsweise auf einen PDA übertragen. Weitere Szenarien wie interaktive Spiele oder auch Electronic Healthcare sind denkbar.
Ein weiteres sehr vielversprechendes Einsatzgebiet ist die Industrieautomatisierung. Die Einsatzszenarien sind dort sehr weit gestreut. Autonom agierende Fahrzeuge sind genauso denkbar wie die Unterstützung von Arbeitsprozessen.
Abhängig vom Anwendungsgebiet werden sehr unterschiedliche Anforderungen an ein Ortungsystem gestellt. Für die Unterstützung von interaktiven Touren durch Museen muss eine möglichst kostengünstige Variante verfügbar sein. Die Anforderungen bezüglich Empfindlichkeit für Mehrwegeausbreitung, Genauigkeit und Geschwindigkeit sind hingegen nicht von primärer Bedeutung. Ganz andere Anforderungen werden im Bereich der Industrieautomatisierung gestellt. Soll beispielsweise ein Gapelstapler komplett autonom durch ein Lager fahren können, so muss das System einerseits eine sehr hohe Updaterate von <100ms besitzen. Des Weiteren muss die Ortsbestimmung deutlich zuverlässiger und präziser erfolgen als im Museeum-Szenario. Weitere Details zum RESOLUTION System können im White-Paper nachgelesen werden.
Auf Grund der vielen unterschiedlichen Anwendungszenarien ist eine rekonfigurierbare Harwdare von großer Bedeutung. Das im Rahmen des RESOLUTION-Projektes entwickelte Ortungssystem kann sowohl im round-trip-time-of-flight (RToF), als auch im time-difference-of-arrival (TDoA) Modus betrieben werden. Zusätzlich steht ein sogennater aktiver Reflektor zur Verfügung. Für alle Varianten kann die selbe Basisstation verwendet werden. Die mobilen Einheiten können individuell an das Einsatzszenario angepasst werden. Beispielsweise kann mit dem aktiven Reflektor nicht die Präzision, wie mit den anderen Beiden Verfahren erreicht werden. Er ist aber deutlich kleiner und vor allem auch deutlich stromsparender als die beiden anderen Modi. Ein weiterer wichtiger Trade-off muss zwischen der Anzahl der simulatan unterstützten mobilen Endgeräte und der Updaterate der Positionsbestimmung getroffen werden.
Von entscheidender Bedeutung für die Genauigkeit der Positionsbestimmung in allen Betriebsarten ist der Frequenz-Synthesizer. Er erzeugt die lineare Frequenzrampe, die für die Positionsbestimmung benötigt wird. Jede Abweichung von der idealen Kennlinie des Synthesizer führt instantan zu einer Messungenauigkeit. Meine Aufgabe im Rahmen des Projektes besteht in der Entwicklung einer Phasenregelschleife (PLL), die für Nahbereichsortungssysteme optimiert ist. Zusätzlich muss die PLL sowohl in den Basisstationen als auch in den mobilen Endgeräten für RToF und TDoA Modus funktionieren. Insbesondere für die mobilen Endgeräte ist darüberhinaus ein geringer Stromverbrauch wichtig.
Ußmüller, Thomas und Weigel, Robert (2008) Fully Integrated Voltage Controlled Oscillator for Novel High-Precision Local Positioning System. In: European Wireless Technology Conference, Amsterdam. (Eingereicht)
Ußmüller, Thomas und Mosshammer, Ralf und Weigel, Robert und Eickhoff, Ralf und Ellinger, Frank und Ziroff, Andreas (2008) Reconfigurable Systems for Mobile Local Communication and Positioning. In: International Microwave Symposium (IMS), 15.-20. Jun., Atlanta (Georgia), USA.
Ußmüller, Thomas und Eickhoff, Ralf und Spiegel, Solon und Weigel, Robert (2008) Fractional-N synthesiser for FMCW radar. In: EEEfCOM 2008, 28.-29. May 2008, Ulm.
Eickhoff, Ralf und Ellinger, Frank und Ußmüller, Thomas und Spiegel, Solon (2008) A Highly-Integrated Fractional-N Synthesiser for FMCW Radar. In: International IEEE Conference on Microwaves, Communications, Antennas and Electronic System (COMCAS), May 13-14, Tel-Aviv, Israel.
Eickhoff, Ralf und Ellinger, Frank und Ußmüller, Thomas und Hüttner, Jörg und Gierlich, Roland (2008) Linear Frequency Ramp Generation for Local Positioning. In: Semiconductor Conference Dresden, 23-24 April, Dresden, Germany.
Ellinger, Frank und Eickhoff, Ralf und Gierlich, Roland und Hüttner, Jörg und Ziroff, Andreas und Wehrli, Silvan und Ußmüller, Thomas und Carls, Jörg und Subramanian, Viswanathan und Krcmar, Marko und Mosshammer, Ralf und Spiegel, Solon und Doumenis, Demosthenes und Kounoudes, Anastasis und Kurek, Krzysztof und Yashchyshyn, Yevhen und Papadias, Constantinos und Tragas, Philippos und Kalis, Antonis und Avatagelou, Elena (2007) Local Positioning for Wireless Sensor Networks. In: IEEE Global Communication Conference (GLOBECOM), 26-30 November, Washington, DC, USA.
Mosshammer, Ralf und Ußmüller, Thomas und Weigel, Robert (2007) RESOLUTION An Integrated Communications and Local Positioning Solution. In: RadioTecC, 21.-22. November 2007, Berlin, Germany.
Ußmüller, Thomas und Seemann, Kay und Weigel, Robert (2007) gm-boosted VCO with low power consumption and large tuning range. In: European Conference on Wireless Technology.
Tragas, P. und Kalis, Antonis und Papadias, C. B. und Ellinger, Frank und Ußmüller, Thomas und Mosshammer, Ralf und Huemer, Mario und Eickhoff, Ralf und Dabek, Alexander und Doumenis, Demosthenes und Kounoudes, Anastasis (2007) RESOLUTION: Reconfigurable Systems for Mobile Local Communication and Positioning. In: IST Mobile and Wireless Communications Summit.
Ußmüller, Thomas (2006) VCO design in SiGe. In: Proceedings of the first Chinese-German Summer School.
Ellinger, Frank und Carls, Jörg und Wehrli, Silvan und Jäckel, Heinz und Kromer, Christian und Wiebking, Leif und Dabek, Alexander und Hüttner, Jörg und Roskosch, Richard und Gierlich, Roland und Seisenberger, Claus und Huemer, Mario und Mosshammer, Ralf und Ußmüller, Thomas und Weigel, Robert und Subramanian, Viswanathan und Krcmar, Marko und Böck, Georg und Doumenis, Demosthenes und Kounoudes, Anastasis und Kurek, Krzysztof und Yashchyshyn, Yevhen und Szumny, Rafal und Kalis, Antonis und Avatagelou, Elena und Garbi, Anastasia und Spiegel, Solon (2006) EU PROJECT RESOLUTION: Reconfigurable Systems for Mobile Local Communication and Positioning. In: International Conference on Wireless Information Networks and Systems, 7-10 August, Lisbon, Portugal.
Tietze, Ulrich und Ußmüller, Thomas (2005) VV oder CC - wer hat die Nase vorn? - Es muss nicht immer der normale Opamp sein. Elektor, 11 (419). pp. 62-66.
| Art | Thema | Bearbeiter |
| Studienarbeit | Design und Layout eines Colpitts-Oszillators in einer
180nm BiCMOS Technologie |
Benjamin Lämmle |
| Studienarbeit | Entwurf einer Spannungsreferenz in 0.18um SiGe BiCMOS | Christian Schlösinger |
| Studienarbeit | XSCALE-PXA270 - Inbetriebnahme einer Colibri-DIMM-CPU und eines Carrier-Board | Johannes Möhr |
| Diplomarbeit | Winkel- und Entfernungsmessung ein Realzeit mit Hilfe
eines Kameramoduls und IR-Markers |
Andreas Pfeiffer |
| Studienarbeit | Untersuchung und Vergleich von Phasen-Frequenz-Detektor Architekturen | Michael Borutta |
| Seminararbeit | RF CMOS Design for 60-GHz Communication Systems | Konstantin Gorovoy |
| Seminararbeit | Voll digitale Phasenregelschleife (PLL) | William Nguatem |
Dipl.-Ing. Thomas
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