A2: Metrologie für das mehrdimensionale Channel-Sounding

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Giovanni del Galdo; Privatdozent Dr.-Ing. Thomas Kleine-Ostmann; Professor Dr.-Ing. Thomas Kürner; Professor Dr.-Ing. Reiner Thomä
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403579441

Das Hauptziel in der ersten Phase des Projekts A2 war "die Untersuchung und der Vergleich von Echtzeit-Breitband-Sounder-Architekturen sowie die Entwicklung von Kalibrierungsverfahren, welche die Schätzung des geometrischen Modells der Mehrwegeausbreitung mit der geringstmöglichen Verfälschung durch das verwendete Messgerät ermöglichen". Auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse werden wir an einer Sounder-Architektur arbeiten, die die Einschränkungen unseres früheren Aufbaus überwindet und eine ambitionierte metrologische Bewertungen von THz-Funksystemen ermöglicht. Erstens werden wir von der Flexibilität der Erzeugung und Erfassung von Testsignalen mit beliebiger Wellenform profitieren. Mehrträgersignale erlauben eine verbesserte Kalibrierung und durch eine Vorverzerrung eine höhere Leistungseffizienz auf der Senderseite. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Fähigkeit von Mehrträger-Anregungssignalen, vordefinierte Hüllkurvenstatistiken typischer OFDM- und SC-FDMA-Kommunikationssignale zu reproduzieren. Dies wird genutzt, um das nichtlinear induzierte Verzerrungsverhalten von HF-Subsystemen in bestimmten Anwendungssituationen zu bestimmen. Zweitens ermöglicht die geplante Mehrkanal-HF-Architektur neue THz-Sound-Anwendungen. Bereits am Ende der ersten Phase werden wir eine vollpolarimetrische 2x2 Transceiver-Funkschnittstelle für 300 GHz zur Verfügung haben. Damit wird die Identifikation polarimetrischer Signaturen der kanonischen Referenzartefakte aus Projekt A1 demonstriert. Dies soll den Weg für integrierte Kommunikations- und Sensoranwendungen von THz-Transceivern ebnen. Die Verwendung von vier kohärenten Umsetzern ermöglicht die Nutzung eines linearen 4-Element-Empfangsarrays. Mit der Echtzeitfähigkeit der arbiträren Wellenform-Funkschnittstelle werden wir eine Delay/Doppler/DoA-Verbundschätzung (DoA: direction of arrival) in dynamischen Szenarien demonstrieren. Dies eröffnet neue Perspektiven für die Einführung der Mehrdimensionalität in die Systemmetrologie zeitvariabler, gerichteter Funksysteme. Darüber hinaus weiten wir diesen Ansatz auf die DoD-Schätzung (DoD: direction of departure) aus. Wir werden zeigen, dass die DoA/DoD-Auflösung die korrekte bidirektionale Charakterisierung der Wellenausbreitung und damit eine umfassende Bewertung von zweiseitig gerichteten THz-Transceivern auf der Systemebene erlaubt. Schließlich wird der geplante Aufbau die Emulation von verteilten Multilink- und Multi-Hop-Netzwerkstrukturen ermöglichen. Dies bietet neue Perspektiven für die metrologische Bewertung zukünftiger THz-Funksysteme. Drittens wird unser modellbasiertes Schätzverfahren RiMAX weiterentwickelt, um mit Testsignalen umgehen zu können, die sich durch fehlende Träger oder eine spärliche Trägerzuweisung auszeichnen. Außerdem wird die Modellierung ausgedehnter Objekt einbezogen, die sich durch eine dispersive Antwort und eine charakteristische polarimetrische Signatur auszeichnen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2863: Metrologie für die THz Kommunikation