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Um das Rad-Schiene-System der Bahn wirtschaftlicher nutzen zu können, zeigt das ATLAS-Projekt eine Möglichkeit, vornehmlich Gütertransport nicht mittels langen, schweren Zügen vorzunehmen, sondern stattdessen selbstständig fahrende kleine und leichte Transporteinheiten einzusetzen. Die Modellanlage wird eingesetzt, um grundsätzliche Probleme dieser Technologie zu verstehen und das Funktionsprinzip vorzuführen.
Massive multiple-input multiple-output (MIMO), eine Technik bei der die Basisstation einer Mobilfunkzelle mit einer großen Anzahl an Antennen ausgestattet ist, wird derzeit als eine vielversprechende Schlüsseltechnologie zur Erfüllung der Anforderungen zukünftiger drahtloser Kommunikationsnetze der fünften Generation betrachtet. Die zuversichtlichen Angaben über die Leistung solcher Systeme beruht allerdings auf einer theoretischen, bisher kaum praktisch verizierten Annahme, dass die drahtlosen Übertragungskanäle verschiedener Nutzer aufgrund der hohen Anzahl an Antennen voneinander unabhängig sind. Das heißt, dass sogenannte günstige Übertragungsbedingungen herrschen. Die vorliegende Masterarbeit untersucht diese neuartigen Systeme unter zwei verschiedenen Perspektiven.
Im ersten Teil dieser Arbeit wird der Einfluss von realistischen Übertragungsbedingungen auf die Performance von massive MIMO Systemen evaluiert. Dazu werden entsprechende numerische Systemsimulationen durchgeführt und mit den Ergebnissen von praktischen massive MIMO Messkampagnen verglichen.
Die Untersuchungen ergeben, dass die sogenannten günstigen Übertragungsbedingungen in realistischen Umgebungen nur bedingt beobachtet werden können. Daher führen traditionelle Kanalmodelle zu einer ungenauen Abschätzung der Leistung von praktischen massive MIMO Systemen. Um diesem Problem zu begegnen, wird deshalb eine neuartige Parametrisierung des traditionellen Kronecker-Modells vorgeschlagen, sodass relevante Kenngrößen realistischer Kanäle mit diesem Modell präzise widergespiegelt werden.
Anschließend folgt eine Untersuchung verschiedener Methoden zur Kanalschätzung in massive MIMO Systemen unter den verschiedenen Kanalmodellen mittels numerischer Simulationen. Die Experimente zeigen auf, dass Schätzmethoden, welche speziell für massive MIMO unter der Annahme von günstigen Übertragungsbedinungen hergeleitet wurden, eine signifikante Leistungsminderung unter realistischen Kanalmodellen erfahren.
Im zweiten Teil dieser Arbeit liegt der Fokus auf der Anwendung von massive MIMO Systemen in sogenannten Internet of Things (IoT) Netzwerken. Die typischerweise hohe Anzahl an aktiven IoT-Geräten macht die Anwendung von effizienten Scheduling-Algorithmen notwendig. Daher wird ein Downlink-Scheduling-Algorithmus präsentiert, welcher sich die Eigenschaften von massive MIMO Systemen und die typischen Anforderungen an die Datenraten von IoT-Geräten zunutze macht. Im Speziellen wird vorgeschlagen, die IoT-Nutzer in Gruppen aufzuteilen und die verschiedenen Gruppen nacheinander zu versorgen. Die Gruppengröße wird dabei mit Hilfe asymptotischer Eigenschaften von massive MIMO Systemen hergeleitet.
Um die Gruppenmitglieder zu selektieren, wird eine modifizierte Version des populären Semi-Orthogonal-User-Selection (SUS) Algorithmus vorgeschlagen. Die anschließend durchgeführten numerischen Simulationen bestätigen, dass die modifizierte Version von SUS die Nachteile des originalen Algorithmus eliminiert, was wiederum zu verbesserten Datenraten in dem betrachteten System führt.
Das Thema der vorliegenden Arbeit sind Laufzeitmessungen in IP-basierten Netzwerken. Für die Entwicklung eines Messsystems wurden Algorithmen entwickelt, implementiert und getestet. Es werden Varianten zur Erhöhung der Messgenauigkeit gezeigt. Durch die Portierung der Software auf embeded Hardware wurde diese für Messungen in realen Netzwerken vorbereitet.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung des Energie-Managements für einem Motorenprüfstand als Vorstufe für ein Elektrorennfahrzeug (FSE). Bestandteil ist eine Batteriesimulation eines Hochvoltakkus. Diese dient als Grundlage für die Algorithmen des Energiemanagements. Zudem wurde eine energiesparsame Kühlpumpenregelung entworfen. Ebenso ist die Visualisierung der Zustandsgrößen des Teststandes ein Bestandteil der Arbeit. Die Entwicklung eines Fahrsimulators am Teststand ist ebenfalls ein Bestandteil.
In dieser Arbeit wurde ein Demonstrator und eine inertiale Messeinheit erstellt. Der Demonstrator besteht aus, drei Sensorplatinen die durch UART mit einer Hauptplatine verbunden sind. Auf jeder Sensorplatine ist ein Beschleunigungs-, Drehraten- und Magnetsensor und ein Mikrocontroller implementiert. In der erstellten Software ist für die Hauptplatine, zum einen die Initialisierung für die Sensoren, verschiedene Filter und eine grafischen Visualisierung realisiert.
Zum anderen ist für das inertiale Messsystem ein Vergleich der verfügbaren Beschleunigungs-, Drehraten- und Inertialsensoren, sowie verschiedener Mikrocontroller erfolgt. Des Weiteren wurde ein inertiales Messsystem hardwaretechnisch realisiert. Dazu gehört die Erstellung des Schaltplans, Layouts und die Bestückung dieser Leiterplatte.
In dieser Masterarbeit wurden zwei baugleiche elektrische Antriebe über ein CAN-Bussystemals
Bestandteil eines Antriebsteststandes angesteuert. Dieser soll als Fahrsimulator genutzt werden. Der Antrieb selbst ist für eine spätere Verwendung im Rahmen der Formula Student Electric vorgesehen. Für den Antriebsstrang dieses Elektrorennfahrzeuges wurde ein Sicherheitskonzept erstellt, welches neben dem Renneinsatz und dem betreffenden Regelwerk auch die Besonderheiten des Einsatzes auf dem Teststand berücksichtigt. Für die Nachbildung der Trägheit des Fahrzeuges erfolgte die Entwicklung eines Regelalgorithmus, welcher in einer erstellten Simulation des Teststandes auf Funktionsfähigkeit überprüft wurde. Die damit angesteuerte Belastungsmaschine bildet die Dynamik eines Elektrorennfahrzeuges für den Vorwärtsbetrieb realistisch ab, sodass ein Teil der Entwicklungsschritte für das Fahrzeug am Antriebsteststand erfolgen kann. Die Ansteuerung der Antriebsmaschine erfolgt über eine zentrale Steuerung, welche antriebsrelevante Komponenten des Fahrzeuges einbezieht. Grundlage der Sollmomentberechnung des Antriebes ist die Auswertung der Sensoren der Pedaleinheit, die auch die Fahrbarkeit beim regenerativen Bremsen berücksichtigt. Die Erstellung der Steueralgorithmen basiert auf dem Regelwerk. Die Realisierung dieser Algorithmen erfolgte auf einem PC mit CAN-Adapter, wurde aber für die Verwendung auf einem für ein Fahrzeug geeigneten Prototypingsteuergerät vorbereitet.
Ziel dieser Arbeit ist es, den Zusammenhang zwischen Dienstleistungsqualität und Verkehrsverhalten zu untersuchen. Dazu wird sich, den eigentlichen Analysen vorange-stellt, mit der Dienstleistungsqualität und speziell der Dienstleistungsqualität im Bereich des ÖPNV auseinandergesetzt. Ausgangspunkt für alle durchgeführten Untersuchungen bildet eine Befragung, die unter den Stammkunden der Chemnitzer Verkehrs-AG durchgeführt wurde. Auf Basis dieser Angaben werden verschiedene wegespezifische Kenngrößen, wie die mittlere Reiseweite oder die Reisezeit, ermittelt. Des Weiteren liegen Daten über die Zufriedenheit der Stammkunden mit diversen qualitativen Kriterien vor, diese gehen als Parameter der Dienstleistungsqualität in die Untersuchung des Zusammenhangs ein. Beide Elemente werden verbunden und somit wird geprüft, ob zwischen Dienstleistungsqualität und Verkehrsverhalten ein Zusammenhang besteht. Dazu wird eine Korrelationsanalyse durchgeführt.