SPP 1202:  Ultrabreitband-Funktechniken für Kommunikation, Lokalisierung und Sensorik (UKoLoS)

• Fachliche Zuordnung: Informatik, System- und Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 13758399

Ultrabreitbandige Funksysteme (Ultra Wideband, UWB) nutzen prinzipiell den gesamten Frequenzbereich von einigen 100 MHz bis über 10 GHz. Damit werden sowohl die absolute als auch die relative Bandbreite extrem groß. Die große absolute Bandbreite erlaubt eine sehr hohe Orts- bzw. Zeitauflösung für Sensor- und Positionierungsanwendungen, ohne dass Mehr-deutigkeiten auftreten. In der Kommunikationstechnik können entweder extrem große Datenraten über kurze Entfernungen oder niedrige Datenraten energieeffizient über größere Entfernungen übertragen werden. Die sehr niedrige spektrale Leistungsdichte eines UWB-Signals und der große Korrelationsgewinn sind die Voraussetzung für die Koexistenz mit herkömmlichen, schmalbandigen Systemen. Der Koexistenzproblematik kommt dabei eine viel größere Bedeutung zu als bei herkömmlichen Funksystemen. Mit den im UWB-Spektrum enthaltenen niedrigen Frequenzen ist eine Eindringung in bzw. eine Durchdringung von Objekten möglich. Mit UWB-Sensoren können gegenüber schmalbandigen Verfahren viel mehr Informationen über die Materialeigenschaften und die Struktur des durchdrungenen bzw. reflektierenden Mediums gewonnen werden.
Angesichts der extremen Bandbreite stellt die UWB-Technik völlig neue Anforderungen. Das betrifft die nachrichten- und hochfrequenztechnischen Systemkonzepte, die Signalverarbeitung, die Parameterschätzung, die physikalische Interpretation der Messergebnisse sowie den schaltungs- und hochfrequenztechnischen Entwurf der Komponenten. Generell bedeutet die UWB-Technik einen Paradigmenwechsel von Schmalband- zu Breitbandverfahren.
Von einer gemeinsamen bzw. übergreifenden Erforschung der UWB-Technik in den verschiedenen Anwendungsbereichen Kommunikation, Lokalisierung und Sensorik werden enorme Synergieeffekte und ein großer technologischer Fortschritt erwartet. Dieses Schwerpunktprogramm soll mit interdisziplinären Verbundprojekten eine deutschlandweite Vernetzung von Forschungsaktivitäten im UWB-Bereich anregen und zur Einbindung in internationale Forschungsnetzwerke beitragen. Außerdem sollen die Grundlagen der UWB-Technologie für besonders innovative Anwendungsfelder erarbeitet werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Kanada

Projekte

• Antennen und Wellenausbreitung für am und im Körper betriebene Funkanwendungen basierend auf ultra breitbandiger Technologie (Antragsteller Manteuffel, Dirk )
• Breitbandübertragung bei 60 GHz mit blinder und semiblinder Kanalschätzung sowie begrenzter AD-Wandler-Auflösung und nicht perfekter Synchronisation (Antragsteller Fettweis, Gerhard P. )
• Codierung, Modulation und Detektion für leistungseffiziente aufwandsgünstige Impulse-Radio Ultra-Wideband Übertragungssysteme (Antragsteller Fischer, Robert )
• Design of Power Aware Scheduling schemes for Low Power and Low Data Rate Ultra-Wideband Networks (Antragsteller Jobmann, Klaus )
• Development and evaluation of low complexity physical layer concepts for energy efficient UWB communications (Antragsteller Wolf, Mike )
• Erweiterter Fußgängerschutz durch breitbandige automotive Radarsysteme (ESPURS) (Antragsteller Rohling, Hermann )
• High-performance UWB systems for biomedical diagnostics and short-range communications (Antragsteller Lindner, Jürgen ;  Menzel, Wolfgang ;  Schumacher, Hermann )
• Hochfrequenzkomponenten für Ultra-Breitband-Lokalisierungs- und Sensoranwendungen Systemarchitekturen und Schaltungstopologien für integrierte UWB-HF-Transceiver (Antragsteller Heinen, Stefan ;  Kraemer, Rolf ;  Sachs, Jürgen ;  Weigel, Robert )
• Informationsfusion für drahtlose Sensornetze mit integrierter UWB Kommunikations- und Radarfähigkeit (Antragsteller Mathar, Rudolf )
• Infrastructure-Aided Localisation with UWB Antenna Arrays (Antragsteller Kaiser, Thomas ;  Solbach, Klaus ;  Wiesbeck, Werner )
• Intra-corporal localization and communications using UWB (Antragsteller Lindner, Jürgen ;  Menzel, Wolfgang ;  Schumacher, Hermann )
• Komponenten und Konzepte für Low-Power Ultra-Breitband-Kommunikation und -Entfernungsmessung auf Basis von gepulsten winkelmodulierten Signalen im Millimeterwellenbereich (Antragsteller Vossiek, Martin ;  Weigel, Robert )
• Kontaktlose Bestimmung der dielektrischen Eigenschaften unregelmäßig geformter Objekte (ISOPerm) (Antragsteller Knöchel, Reinhard )
• Kooperative Lokalisierung und Objekterkennung (CoLOR) (Antragsteller Thielecke, Jörn ;  Thomä, Reiner ;  Wiesbeck, Werner ;  Willms, Ingolf )
• Optimierung der physikalischen Schicht für die Multiband Impuls Radio UWB Architektur (Antragsteller Finger, Adolf ;  Jondral, Friedrich K. )
• Power, Rate and Location Control for Multi-User Ultra-Wideband Communication (Multi-User UWB Communication) (Antragsteller Mathar, Rudolf )
• Realistischer Entwurf eines kognitiven MIMO-UWB Kommunikation Systems (Akronym: DeciMUS) (Antragsteller Blume, Holger ;  Kaiser, Thomas ;  Zwick, Thomas )
• Strategies for highly efficient UWB impulse radio systems architectures (UltraEfficiency) (Antragsteller Boche, Holger ;  Wiesbeck, Werner )
• ultraMEDIS-II - Ultrabreitbandige (UWB) medizinische Sensorsysteme (Antragstellerinnen / Antragsteller Hein, Matthias ;  Hilger, Ingrid ;  Sachs, Jürgen ;  Seifert, Frank )
• UWB for Wireless Sensor Networks: Cross-Layer Optimization (UWB4WSN) (Antragsteller Jorswieck, Eduard Axel )
• UWB Nahbereichskommunikation - insbesondere Chip-to-Chip und On-Chip Kommunikation (Antragsteller Noll, Tobias G. ;  Nossek, Josef A. ;  Russer, Peter )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Reiner Thomä