ISBN 978-3-8439-0717-0

978-3-8439-0717-0, Reihe Kommunikationstechnik

Christoph Spiegel
Implementierungsaspekte von Nulldurchgangsempfängern für Kurzreichweiten-Funksysteme

275 Seiten, Dissertation Universität Duisburg-Essen (2012), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Seit einigen Jahren verstärkt sich der Trend, Gegenstände des alltäglichen Gebrauchs mit Kommunikationsschnittstellen auszustatten. Darauf basierend entwickelt sich rasant das "Internet der Dinge". Durch diesen Trend entsteht der Bedarf nach besonders kostengünstigen, vorzugsweise drahtlosen Kommunikationsschnittstellen mit geringem Energiebedarf.

Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zu diesem Thema dar, indem sie die Anwendbarkeit der kostengünstigen Nulldurchgangsdemodulation auf das Kurzreichweiten-Funksystem ZigBee zeigt. ZigBee ermöglicht die kostengünstige Vernetzung einer großen Anzahl von Geräten aus den verschiedensten Bereichen des täglichen Lebens. Damit werden Anwendungen wie etwa die Gebäudeautomatisierung, die Fernbedienung von Geräten im Haushalt, die intelligente Nutzung von Energie sowie intelligente Dienstleistungen im Bereich der Telekommunikation ermöglicht.

Neben theoretischen Untersuchungen zur Machbarkeit wurde in Kooperation mit einem koreanischen Mobilfunknetzbetreiber eine integrierte Schaltung entwickelt, bei der es sich um ein vollständiges ZigBee-Funkgerät handelt, wobei der Empfänger auf Basis der Nulldurchgangsdemodulation umgesetzt wurde. Implementierungsaspekte bilden damit einen wichtigen Schwerpunkt der Arbeit. Zur Validierung wird die integrierte Schaltung messtechnisch untersucht und die so gewonnenen Eigenschaften den durch Computersimulation ermittelten Eigenschaften gegenübergestellt.

Die vorliegende Arbeit baut auf vorangegangenen Arbeiten zum Themenkomplex der irregulären Abtastung auf und ergänzt diese um wichtige Aspekte, die zum Betrieb eines realen Funksystems zwingend abgedeckt sein müssen. Dazu zählen u. a. die Zeitsynchronisation und die Taktregelung. Auch werden Untersuchungen zur Verwendbarkeit der Nulldurchgangsdemodulation im Zusammenhang mit Mehrwegekanälen angestellt.

Zusätzlich wird ein Verfahren zur aufwandsgünstigen Erzeugung von Informationen über die Zuverlässigkeit des Empfangssignals dargestellt. Die Arbeit wird durch Betrachtungen zur Optimierung des Senders abgerundet. Dazu zählt beispielsweise die direkte Modulation des Trägers, die eine kostengünstige Alternative zu klassischen Senderstrukturen darstellt.