Hardware-Demonstrator (Ettus Plattform, Nutaq-Plattform, MASI)

Forschungsprozess

Der ANT verfolgt bei der Erforschung von nachrichtentechnischen Konzepten stets das Prinzip Konzepte aus der Grundlagenforschung auch in die Praxis zu überführen. Hierzu werden im ANT schon seit vielen Jahrzenten verschiedene Hardwareplattformen entweder selbst entwickelt oder zugekauft (siehe Historie). Die derzeitige Demo-Plattform auf Basis von USRPs (Ettus Research) stellt einen zentralen Baustein zur praktischen Erprobung und Weiterentwicklung von theoretischen Konzepten aus der aktuellen Forschung dar.

Die Verbindung von Hardware und Software kann flexibel über verschiedene APIs und Software-Bibliotheken realisiert werden (z.B. Matlab oder GNU Radio), wobei die Entwicklung meistens in Hochsprachen (etwa Matlab oder Python) vorgenommen und in ausgewählten Fällen durch optimierte C/C++-Implementierungen ergänzt wird.

Ein typisches Vorgehen kann wie folgt aussehen:

1.      Erarbeitung der Theorie mit entsprechender Referenzimplementierung.

2.      Forschung zur Optimierung der Algorithmen der Referenzimplementierung.

3.      Einbettung optimierter Algorithmen in ein Softwaresystem, etwa GNU Radio.

4.      Evaluation der Implementierung

5.      Demonstration der Leistungsfähigkeit in Over-the-Air Übertragungen.

Insbesondere ist es mit diesem Prozess möglich, theoretische Ideen in einer praktischen Implementierung zu untersuchen. Darauf aufbauen können gegebenenfalls Anpassungen vorgenommen und neue Fragestellungen identifiziert werden. Als finalen Schritt können erprobte, leistungsfähige Algorithmen nachfolgend noch in einer Hardwareimplementierung für einen FPGA, zum Beispiel mithilfe von RFNoC in GNU Radio, untersucht werden.

Historie

Lyrtech

Lyrtech_front

Die im ANT verfügbaren Lyrtech Hardware Plattformen (Quad MIMO und PicoSDR) ermöglichen die schnelle hardwarenahe Entwicklung und Implementierung von nachrichtentechnischen Übertragungsalgorithmen in Echtzeit. Hierzu verfügt das Entwicklungssystem über mehrere programmierbare Elemente (vier Xilinx Virtex-4 FPGAs und vier TI DSPs C6416). Mit Hilfe von Simulink (Firma Mathworks Inc.) können Algorithmen modell-basiert designed werden und mit Hilfe von Synthese-Tools (Xilinx, TI) zu hardwarenahen Dateien generiert werden. 

Eigenentwicklung: Das MASI Systemkonzept

Die Abkürzung MASI steht für unser Mehrantennensystem zur Übertragung im ISM-Band.
Die Motivation dieses MIMO-Hardwaredemonstrators war in dem Wunsch begründet, eine Überprüfung üblicher Annahmen über reale Kanäle durchzuführen. Entwickelte Algorithmen für Mehrantennenszenarien konnten so bereits zur Hochzeit der Mehrantennen-Forschung unter realistischen Randbedingungen untersucht werden. Dafür war es zunächst ausreichend über einen realen Kanal zu übertragen, die Signalverarbeitung an Sender und Empfänger jedoch offline innerhalb einer Simulationsstrecke durchzuführen. Die grundsätzliche Idee basiert auf einem zuvor ebenfalls am ANT entwickelten Einantennensystem.

MASI transmitter       MASI receiver

Details

Laufzeit: seit 06/2010
Förderung:ANT
Vorgänger:MASI - Mehrantennensystem zur Übertragung im ISM-Band

Publikationen

Beteiligte Mitarbeiter

Zuletzt aktualisiert am 17.06.2019 von D. Wübben
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