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Ultra-Low Power Schaltungen

Arbeitsfelder

  • Wake-Up Empfänger
  • Sende- und Empfangsschaltungen für drahtlose Sensor-Netzwerke
  • Ultra-wide band (UWB) Sende- und Empfangsschaltungen zum Einsatz in der drahtlosen Kommunikation, Lokalisierung in Gebäuden und Radar
  • Analogschaltungen für Sensoren

Forschungsziel

Die Gruppe richtet ihre Forschungsaktivitäten auf die Minimierung des Leistungsverbrauchs von vollintegrierten Sende- und Empfangsschaltungen bei gleichzeitiger Sicherstellung der notwendigen HF-Eigenschaften. In vielen Knoten drahtloser Sensornetzwerke ist der Leistungsverbrauch des Sende- und Empfangsmodules der dominierende Faktor. Deshalb richtet sich das Design energieeffizienter drahtloser Kommunikationssysteme zuerst auf den präzisen Entwurf der Hochfrequenzschaltungen, um Signalverluste und Rauschbeiträge zu minimieren und möglichst hohe Signalverstärkung bei minimalem Leistungsverbrauch zu erreichen. Darüber hinaus sind ein intelligentes Co-Design mit dem Basisband-Prozessor und die Implementierung geeigneter Kommunikationsprotokolle erforderlich, um die Batterielebensdauer in solchen drahtlosen Sensorknoten zu verlängern.

Wichtige Ergebnisse

Es wurden zwei unterschiedliche Impulse Radio-UWB Sende- und Empfangsschaltungen entwickelt und für die Kommunikation über kurze Entfernungen (ca. 10 Meter) und für Lokalisierungsanwendu8ngen in Gebäuden eingesetzt. Sie erfüllen die UWB-Regulierungsanforderungen in Europa und den USA. Sie sind mit intern steuerbaren Schlafmodi ausgestattet, um den mittleren Leistungsverbrauch zu senken, ohne dabei die Funktionalität zu beschränken. Eine der beiden Lösungen ist kompatibel mit dem IEEE 802.15.4a Standard, erlaubt die Kommunikation in 4 HF-Kanälen zwischen 6,0 und 8,5 GHz und ermöglicht die Nutzung verschiedener Datenraten von 0,85 Mbit/s bis 27,24 Mbit/s. Die zweite Lösung nutzt ein proprietäres Kommunikationsschema und ist speziell optimiert für hochgenaue Abstandsbestimmung (besser 10 cm) in Lokalisierungsanwendungen in Gebäuden, sowie für Impuls-Radaranwendungen.

Testen von  Impulse-Radio-UWB Schaltungen

Kontakt

Dr. Gunter Fischer 

 

IHP

Im Technologiepark 25

15236 Frankfurt (Oder)

Deutschland

Tel.: +49 335 5625 440

Projekte

UWB Localization (DistCom/Distag)

Development of an UWB transceiver for high-precision indoor localization applications

UWB Communication (Tandem, Tele-Diagnostik)

Development of an UWB transceiver for data communication in accordance to IEEE 802.15.4a intended for wireless sensor network applications

TANDEM

An extreme economical scalable TANDEM-processor based radio system for sensorial, actuarial and indicative applications

Das Gebäude und die Infrastruktur des IHP wurden finanziert vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung, von der Bundesregierung und vom Land Brandenburg.