MIMO Backscatter-Übertragung auf Basis von Mehrantennen-Transpondern in RFID-basierten Funksystemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd Geck; Professor Dr.-Ing. Thomas Kaiser
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 236686692

Das Prinzip der Backscatter-Modulation, bei dem die Datenübertragung durch gezielte Änderung des Rückstreuverhaltens eines Transponders erfolgt, hält als Basis von RFID-Systemen (Radio Frequency Identification) zur Warenüberwachung in letzter Zeit verstärkt Einzug in neue Anwendungsgebiete als Technologie zum drahtlosen Austausch von z.B. Sensordaten. Ziel des Vorhabens ist es, das Prinzip der Backscatter-Modulation mit MIMO-Übertragungsverfahren (Multiple-Input Multiple-Output) zu verbinden, um die Reichweite, Zuverlässigkeit und spektrale Effizienz RFID-basierter Funksysteme zu steigern. Das Modulationsverfahren und der daraus resultierende zweistufige Kanal unterscheiden sich grundlegend von jenen klassischer Funksysteme. Der Fokus der Untersuchungen liegt auf der Entwicklung von Konzepten für die MIMO-Übertragung auf Basis von Mehrantennen-Transpondern, wobei insbesondere die Verkopplung der auf engstem Raum angeordneten Antennen berücksichtigt wird. Die Verkopplung besitzt aufgrund der Veränderung der wirksamen Antennenfußpunktimpedanzen in Backscatter-Systemen entscheidenden Einfluss auf die Modulationsqualität sowie die zurückgestreute Leistung und beeinflusst zudem die Strahlungsdiagramme und deren Korrelation. Daher wird ein theoretisches Modell für die Relation zwischen Verkopplung, Modulation, Korrelation und Kapazität entwickelt sowie der Einfluss auf die erreichbaren Daten- und Bitfehlerraten mit MIMO-Übertragungsverfahren untersucht. Es werden verschiedene semi-passive Mehrantennen-Transponder realisiert. Auf Basis eines 4-Tor-Netzwerkanalysators wird ein MIMO-Messaufbau realisiert, mit dem der Backscatter-Kanal untersucht und die Performance der Transponder in verschiedenen Szenarien überprüft wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen