Forschung

Unser Forschungsprogramm haben wir in den vergangenen Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Das Thema der Radartechnik im Allgemeinen mit den besonderen Anwendungen im Automobilbereich spielt natürlich in unseren Forschungsthemen eine wichtige Rolle. Die 24 GHz Radarsensoren sind heute sehr leistungsfähig und vor allem als Massenprodukt sehr preiswert zu produzieren. Die gleichzeitige Messung der Zielentfernung, der Radialgeschwindigkeit und des azimutalen Winkels spielt beim Systementwurf eine wichtige Rolle und muss auch in Mehrzielsituationen gewährleistet sein. Wir untersuchen aktuell den Einsatz dieser Sensoren für Anwendungen im Bereich der Gebäude- und Rollfeldüberwachung sowie für Zwecke der Fußgängererkennung.

Ein zweiter Schwerpunkt unserer Forschungsthemen liegt im Bereich der breitbandigen Übertragungs- und Mobilfunktechnik. Wir haben uns in den vergangenen 15 Jahren auf die OFDM-Übertragungstechnik konzentriert, die heute professionell im Rundfunkbereich für DAB, DVB-T und DRM eingesetzt wird. Im Kommunikationsbereich finden wir die OFDM Übertragungstechnik in den WLAN Systemen und in den Systemen der vierten Generation (4G) Mobilfunktechnik. Wir finden einige unserer technischen Ideen in den aktuellen Dokumenten zur Standardisierung wieder. Dabei spielen die Fragen der Vielfachzugriffstechnik, der Synchronisation und der Organisation in einem zellularen Netz eine besondere Rolle. Aber auch die Themen der Link Adaption und des bit Loading werden intensiv untersucht. Für die drahtgebundene DSL Anwendung untersuchen wir technisch einfache aber doch leistungsfähige Verfahren zur Unterdrückung der Cross Talk Interferenzen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt unsere Forschungsaktivitäten bereits seit vielen Jahren. Seit 2004 leitet Professor Rohling das DFG-Schwerpunktprogramm TakeOFDM.

SomSeD

xDSL

SOTIS

Zellulare MIMO-OFDM Systeme

Radar

OFDM

Unser OFDM-Demonstrator integriert die digitale Basisbandverarbeitung einer vollständigen Übertragungsstrecke in einem FPGA. Dabei sind Parameter wie Subträgeranzahl oder Modulationstechnik flexibel einstellbar. Alle Komponenten dieser physikalischen Schicht sind am Institut für Nachrichtentechnik in VHDL programmiert worden. Auf bestehende IP-Cores wurde weitestgehend verzichtet.

Ein System, das nur die physikalische Schicht implementiert, erlaubt allerdings keine Medienzugriffssteuerung. Daher wurde die Übertragungsstrecke rein unidirektional bei ganzzeitiger Kanalbelegung betrieben. In diesem Jahr wurde die physikalische Schicht von kontinuierlichem Betrieb auf den Versand von terminierten und CRC geschützten Paketen umgestellt. Das FPGA-Design wurde um den Leon3 Prozessor erweitert. Dieser Prozessor basiert auf der Sparc V8 Architektur und ist als freier VHDL-Code verfügbar. Er hat die Aufgabe, die physikalische Schicht zu steuern. Dabei können Aufgaben der gesamten zweiten Schicht des OSI Referenzmodells im Leon3 Prozessor abgebildet werden. Ein TDD-basierter Duplexbetrieb mit Go-back-N Sicherung ist bereits implementiert.

Neben dem Ausbau des digitalen Designs im FPGA wurde auch ein analoges HF-Frontend für den Duplex Betrieb entwickelt. Diese Sende- /Empfangsumschaltung sowie die Sendefrequenz und -leistung können per Software auf dem Leon3 Prozessor eingestellt werden.

Die Plattform gibt uns die Möglichkeit, energieeffiziente TDMA basierte Medienzugriffsprotokolle für breitbandige Applikationen zu untersuchen. Im Vergleich zu purer Simulation werden auch Effekte wie Zeit- und Frequenzoffsets, Festpunktquantisierung, aber auch die Überlagerung mit dem wesentlich stärker sendenden TUHH-WLAN in Betracht gezogen.

NDT

Airplane construction has always been strongly related to technical challenges and innovation. A recent example of this reality is the development of the new Airbus A380 aircraft. The usage of fiber reinforced composites within the aircraft is not only of scientific relevance but also of extreme economical importance. Horizontal and vertical tail planes, landing air brakes and spoilers are currently made of carbon or glass fiber reinforced polymers. These materials are corrosion-resistant, light-weight and exhibit constant stability compared to conventionally used materials such as aluminum. Nowadays, it is feasible to make the complete aircraft body out of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites.

Due to this development, the following question arises: how can the quality of these new materials be tested to guarantee the required material's stability for maintenance purposes? Non-destructive testing procedures have been developed, which are able to analyze the quality of an airplane’s CFRP components systematically and very precisely. High-precision ultrasonic sensors and infrared cameras are able to “look” into the material and to measure the material's structure. In this way, all defective areas can be detected and analyzed. The result of the measurements are given either as ultrasonic images or temperature images, which are examined and evaluated manually by qualified CFRP experts, who decide whether the component must be repaired or replaced.

Automatic NDT Evaluation

CFRP components are subject to stress under their normal operation conditions, which they are designed to withstand. However, fluid filtration or impact may result in component damages. To automatically detect this damages and increase the quality and reliability of the decision process, the Institute of Telecommunications is extending efforts in the development of an automatic, self-learning, on-site airplane-component defect classifier, under the frame of a BMBF project.

Defect Characterization

To classify the different defect types commonly found on CFRP components (delamination, porosity, etc.), these defects must be first characterized by means of feature-extraction techniques. Based on the measured NDT signals (ultrasonic, thermal) belonging to the CFRP structure, some characteristic signal features are obtained from the high resolution signal profile. Since the reliability of a classifier increases with the discriminative ability of the selected features, the challenge is to identify those features, which are characteristic of a particular defect.

Automatic Defect Classification

The evaluation process should be supported by an automatic evaluation system that is able to detect and identify defect areas even more reliably and more efficiently than a trained inspector. Additionally, the system should be able to assess the severity of the damage and generate correspondent alarms. In order to classify the nature and the severity of the NDT results many classification techniques are well known and approved in the field of decision theory.