ILTIS – Indoor Location Tracking and Information System: Ein System zur Lokalisierung und Kommunikation mittels Ultrabreitbandfunk

Inhalt:
Als Ultrabreitband-Funk (Ultra Wide Band – UWB) bezeichnet man Funksysteme, die mindestens eine spektrale Bandbreite von 500 MHz besitzen oder eine relative Bandbreite von mehr als 0.2. Die Nutzung dieser Systeme ist in USA von der FCC bereits reguliert. Der Regulierungsprozess in Europa befindet sich in der Durchsetzungsphase, eine zumindest teilweise mit der FCC harmonisierte Lösung zeichnet sich ab. UWB-Funksysteme haben aufgrund ihrer großen Bandbreite Vorteile bezüglich der Ausbreitungseigenschaften zur Verwendung in Innenräumen mit intensiver Mehrwegeausbreitung. Schon bei 500MHz Systembandbreite erreicht man eine hohe Robustheit für die Kommunikation. Durch Einsatz bestimmter, suboptimaler Empfängerarchitekturen lassen sich sehr einfache und kostengünstige Realisierungen erreichen, die leistungseffizient arbeiten. Diese Architekturen eröffnen Perspektiven für die Anwendung von UWB-Funktechnik im Bereich der Industriesensorik und in anderen Bereichen mit kleinem Leistungsverbrauch, niedriger Übertragungsrate, aber hoher Robustheit. Zudem eröffnet die den UWB-Systemen eigene Möglichkeit, Kommunikation und Lokalisierung zu kombinieren, ein weites Spektrum neuer Anwendungen. Während in der Anfangsphase der UWB-Forschung zunächst Systeme mit hoher Bitrate im Fokus standen, widmet sich die Forschung besonders in Europa zunehmend den Systemen mit niedriger Bitrate und zusätzlicher Möglichkeit zur Lokalisierung. Der Vortrag stellt das am IMST entwickelte Demonstrationssystem ILTIS (Indoor Location Tracking and Information System) zur Lokalisierung und Kommunikation innerhalb von Gebäuden vor. Mittels dieses Systems ist es möglich, eine oder mehrere mobile Stationen innerhalb von Gebäuden mit Genauigkeiten bis zu etwa 10cm zu orten. In begrenztem Maße erfolgt eine Ortung sogar durch Wände hindurch. Das vorgestellte System ILTIS ist in einem Projekt der europäischen Ziel II-Förderung entstanden, dem Zukunftswettbewerb NRW mit dem „Projektträger Jülich“ als Trägergesellschaft. Die Dauer des Projekts betrug etwa 18 Monate. Nach dem offiziellen Abschluss im Jahr 2005 sind weitere Optimierungen in eigener Regie durchgeführt worden. Momentan sind zwei Mobilstationen und fünf Referenzstationen als Demonstrationssystem implementiert. Eine Verkleinerung der Mobilstation auf etwa Zigarettenschachtelgröße ist in der Entwicklung; wir rechnen mit der Fertigstellung im Sommer 2006. Im Vortrag wird zunächst auf die Eigenschaften des UWB-Funkkanals und die regulatorische Situation bezüglich UWB in Europa eingegangen. Anschließend werden die technischen Grundlagen des Systems erläutert. Die Systemarchitektur wird mit den beiden Schwerpunkten „Kommunikation“ und „Lokalisierung“ vorgestellt. Der praktische Einsatz des Systems wird anhand eines kleinen Films (ca. 5 min.) präsentiert. Zum Abschluss des Vortrags werden einige der hiermit möglichen Anwendungen skizziert und ein Ausblick auf die weiteren Entwicklungsstufen gegeben.