Analoge Signalverarbeitung: Algorithmen - Strukturen - elektronische Schaltungen

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In diesem Vorhaben sollen Methoden erarbeitet und verifiziert werden, die es erlauben, bisher in Form von digitaler Signalverarbeitung genutzte Algorithmen in geeignete analoge elektronische Schaltungen umzusetzen. Gegenüber digitaler Signalverarbeitung ist ein Gewinn an Geschwindigkeit zu erwarten und darüber hinaus eine geringere Leistungsaufnahme, die wiederum zu kleinen HW-Volumina bei der Realisierung führt. Außerdem kann häufig eine Analog-Digital-Umsetzung entfallen. Das Problem besteht darin, für komplexe Signalverarbeitungsaufgaben Algorithmen so zu formulieren, dass sie zu analog realisierbaren Schaltungen führen. Das Zusammenspiel von Algorithmen und HW wird hierbei – anders als bei digitaler HW – sehr wichtig. Deshalb ist eine gemeinsame Bearbeitung der zwei Teilaspekte, d. h. Algorithmen auf der einen Seite und reale analoge Schaltungsentwicklung auf der anderen, in diesem Projekt vor-gesehen. Das Thema generell ist nicht neu. Si/SiGe BiCMOS-Prozesse mit Grenzfrequenzen weit jenseits 100 GHz bei gleichzeitig hoher Schaltungskomplexität eröffnen jedoch neue Möglichkeiten, mit denen wir die Attraktivität dieses Ansatzes neu beleben und einige grundsätzliche Probleme unter neuen Gesichtspunkten bearbeiten wollen. Als Beispiel soll dazu die „Vektor-Detektion“ (gemeinsame Entzerrung und Decodierung in einer „Turbo-Schleife“) herangezogen werden, die – wenn sie aufwandsgünstig realisiert werden kann – viele neue Möglichkeiten auf dem Gebiet der drahtlosen digitalen Übertragung eröffnet, bei der Übertragung über MIMO-Kanäle ebenso wie bei überladenen CDM/CDMA-Systemen oder bei der „Superposition Modulation.