Details
| Autor: | Friedrich Burmeister |
| Titel: | Industrial Radio Channel Measurements for Ultra-Reliable Communications Systems |
| Typ: | Dissertation |
| Fachgebiet: | Informationstechnik |
| Reihe: | Mobile Nachrichtenübertragung, Nr.: 111 |
| Auflage: | 1 |
| Sprache: | Englisch |
| Erscheinungsdatum: | 1.7.2026 |
| Lieferstatus: | lieferbar |
| Umfang: | 194 Seiten |
| Bindung: | Soft |
| Preis: | 69,00 EUR |
| ISBN: | 9783959470902 |
| Umschlag: | (vorn) |
| Inhaltsverzeichnis: | (pdf) |
Abstrakt in Englisch
Historically, mobile communications systems have focused on providing connectivity to people. However, with the integration of wireless systems into highly automated industrial processes, the use cases and requirements for wireless data transmission have changed significantly. Radio systems must now operate with ultra-reliable performance and low latency to facilitate flexible and seamless industrial applications. This level of connectivity needs to be maintained across all locations within a given radio environment. At the same time, the characteristics of the predominant radio channel in any environment are highly dependent on both the location and radio frequency. The resulting variability of the wireless channel contradicts the stringent reliability requirements of industrial radio applications. Therefore, the specific conditions of the radio channel must be considered during both the planning and deployment stages of industrial radio systems. In this dissertation, a novel radio channel measurement system was developed and utilized to gather data sets that effectively capture channel behavior in realistic, industrial ultra-reliable low-latency communications (URLLC) scenarios. The robustness, precision, and reproducibility of the measurement methodology distinctly set this work apart from existing studies. The data obtained from diverse radio environments underscores the significance and potential of integrating measurement data throughout various deployment stages of a reliable radio system. The evaluations conducted on this data aid in the dependable planning of transmission distances within radio networks. Leveraging a mobile automated measurement setup, which achieves high spatial measurement resolution across extensive transmission distances, the channel data sets encompass both small-scale and large-scale behaviors of the wireless channel. By repetitively measuring the channel within a radio environment along consistent trajectories, the resulting data sets reveal the temporal consistency of the radio channel in time-varying environments. Building on this key insight, this dissertation offers innovative approaches to modeling the identified channel behaviors derived from the measurement data. Additionally, the thesis proposes several methods for exploiting spatial channel knowledge in the form of radio environment maps (REMs) within the context of URLLC. While REMs enhance the reliability of radio networks, they also pave the way for advancements in integrated sensing and communications (ISAC) through enhanced spatial channel awareness. The foundational findings and data sets presented in this work not only lead to further evaluations but also open up a multitude of promising research avenues.
Abstrakt in Deutsch
Historisch gesehen dienten Mobilfunksysteme der Vernetzung von Menschen. Mit der Integration drahtloser Funksysteme in hochautomatisierte, industrielle Prozesse haben sich die Anforderungen an die drahtlose Datenübertragung drastisch verändert. Um flexible und unterbrechungsfreie Funkanwendungen in der Industrie zu ermöglichen, müssen Funksysteme äußerst zuverlässig und mit geringer Latenz arbeiten. Diese Qualität der Konnektivität muss an allen Orten einer Funkumgebung erfüllt werden. Gleichzeitig hängen die Eigenschaften des vorherrschenden Funkkanals stark vom Ort und der Funkfrequenz ab. Die daraus resultierende Variabilität des Funkkanals steht im Widerspruch zu den strengen Zuverlässigkeitsanforderungen industrieller Funkanwendungen. Daher müssen die spezifischen Bedingungen des Funkkanals sowohl in der Planungs- als auch in der Bereitstellungsphase industrieller Funksysteme berücksichtigt werden. In dieser Dissertation wurde ein neuartiges Funkkanal-Messsystem entwickelt und eingesetzt, um Datensätze zu sammeln, die das Kanalverhalten in industriellen URLLC-Szenarien effektiv erfassen. Die Robustheit, Präzision und Reproduzierbarkeit der Messmethodik heben diese Arbeit deutlich von bestehenden Studien ab. Die aus verschiedenen Funkumgebungen gewonnenen Daten unterstreichen die Bedeutung und das Potenzial der Integration von Messdaten in verschiedenen Einsatzphasen eines Funksystems. Die durchgeführten Auswertungen tragen zu einer zuverlässigen Planung von Übertragungsentfernungen in Funknetzen bei. Durch den Einsatz eines mobilen automatisierten Messsystems, das eine hohe räumliche Messauflösung über große Übertragungsentfernungen hinweg erzielt, umfassen die Kanaldatensätze sowohl kleinräumige als auch großräumige Schwundverhalten des Funkkanals. Wiederholte Messungen des Kanals innerhalb einer Funkumgebung entlang konsistenter Trajektorien zeigen die zeitliche Konsistenz des Funkkanals in zeitlich variierenden Umgebungen. Auf Basis dieser wichtigen Erkenntnis, bietet diese Dissertation innovative Ansätze zur Modellierung der aus den Messdaten abgeleiteten identifizierten Kanalverhalten. Darüber hinaus schlägt die Arbeit mehrere Methoden zur Nutzung räumlicher Kanalkenntnisse in Form von Funkumgebungskarten im Kontext von URLLC vor. Während diese die Zuverlässigkeit von Funknetzen verbessern, ebnen sie durch eine verbesserte räumliche Kanalkenntnis auch den Weg für Fortschritte im Bereich des integrierten Sensings mittels Funkwellen. Die in dieser Arbeit vorgestellten grundlegenden Erkenntnisse und Datensätze ermöglichen eine Auswahl zukünftiger Untersuchungen und eröffnen eine Vielzahl vielversprechender Forschungsansätze