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Projekte

  • Vielantennensendeempfänger mit effizienter Hardware
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juni 2019 - 31. Mai 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Theoretische Grenzen und algorithmische Verfahren verteilter komprimierender Abtastung
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2019 - 31. Dezember 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    The theoretical limits of distributed compressive sensing are studied by
    tools from both information theory and statistical physics. The investigations
    cover both noise-free and noisy distributed compressive sensing. The theoretical insights
    are utilized to design approximate message passing algorithms for joint recovery of large distributed compressive sensing networks with feasible computational complexity. These algo-
    rithms enable us to verify the non-rigorous results obtained by the replica method from statistical mechanics, and also, to propose theoretically optimal approaches for sampling and low complexity. The proposed research will lead to improved performance of reconstruction algorithms for distributed compressive sensing, e.g. higher compression rates and/or higher fidelity of reconstruction.
  • Makroskopische Molekulare Kommunikation: Sender- und Empfängerkonzepte für die Informationsübertragung in flüssigen Medien
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Makroskopische Molekulare Kommunikation
    Laufzeit: 1. November 2018 - 31. Oktober 2021
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Von der Natur lernen: Energiegewinnung und Intersymbol-Interferenzmitigation mittels Wiederaufnahme von informationstragenden Molekülen in diffusionsbasierten Molekularen Kommunikationssystemen
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. September 2018 - 31. August 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Theoretische Grenzen und algorithmische Verfahren verteilter komprimierender Abtastung
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juli 2018 - 30. Juni 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Molekulare Kommunikationssysteme
    (FAU Funds)
    Laufzeit: 1. Januar 2017 - 31. Dezember 2018
    URL: https://www.idc.tf.fau.de/efi-mcs/
    Neuentstehende Anwendungen in der Biologie, Nanotechnologie und Medizin machen die Vernetzung von Objekten und Maschinen mit Abmessungen im Nano- und Mikrometerbereich erforderlich. Traditionelle elektromagnetische Ansätze für den Entwurf entsprechender Kommunikationssysteme sind für solch kleine Größenordnungen nicht geeignet. In der Natur jedoch ist die Kommunikation zwischen Nano- und Mikro-Objekten, wie z.B. Bakterien und anderen Zellen, weit verbreitet. Dabei kommen oft Signalmoleküle als Informationsträger zum Einsatz, so dass ein natürliches molekulares Kommunikationssystem entsteht. Das Projekt bündelt die an der FAU vorhandene Expertise auf den Gebieten Elektrotechnik, Biologie, Materialwissenschaften, Mathematik und Nanomedizin, um – ausgehend von in der Natur vorkommenden Mechanismen und Prozessen – synthetische molekulare Kommunikationssysteme zu entwerfen und zu implementieren.
  • Analyse und Implementierung von Hochkomprimierender Abtastung
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. März 2016 - 28. Februar 2019
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Das Projekt wird die Leistungsgrenzen von komprimierender Abtastung untersuchen und praxistaugliche Algorithmen entwerfen, die diesen Leistungsgrenzen nahe kommen.Das Projekt zielt auf hohe Kompressionsraten, bei dem Regularisierung des Problems mit Hilfe der L1-Norm suboptimal ist.Komprimierende Abtastung wird aus der Sicht der statistischen Physik untersucht und hierin als der Sonderfall eines Spinglassystems behandelt werden.Sowohl die mittlere als auch die Minimaxverzerrung wird als Zielfunktion (Hamiltonfunktion) betrachtet werden.Die Analyse wird sich auf die Replikamethode stützen. Besonders Augenmerk gilt den Auswirkungen der Replikasymmetriebrechung.Insbesondere zielt das Projekt darauf ab1. ein System von Sattelpunktgleichungen zu finden, das die replikasymmetriebrechende Lösung des komprimierenden Abtastproblem s beschreibt,2. dieses System von Sattelpunktgleichungen numerisch zu lösen,3. einseitige Schranken für diese Lösungen rigoros zu beweisen, indem Guerras Argumente für das Sherrington-Kirkpatrick-Spinglassmodel an den vorliegenden Fall angepasst, und damit die Anwendung Replikamethode auf komprimierende Abtastung legimitiert wird,4. herauszufinden, welche Algorithmen in der Praxis für Abtastung mit hohen Kompressionsraten geeignet sind.

     

  • Modellierung, Entwurf, und Implementierung eines molekularen Kommunikationssystems
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 30. April 2020
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Analyse und Implementierung von Hochkomprimierender Abtastung
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2015 - 31. Dezember 2017
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Das Projekt wird die Leistungsgrenzen von komprimierender Abtastung untersuchen und praxistaugliche Algorithmen entwerfen, die diesen Leistungsgrenzen nahe kommen.Das Projekt zielt auf hohe Kompressionsraten, bei dem Regularisierung des Problems mit Hilfe der L1-Norm suboptimal ist.Komprimierende Abtastung wird aus der Sicht der statistischen Physik untersucht und hierin als der Sonderfall eines Spinglassystems behandelt werden.Sowohl die mittlere als auch die Minimaxverzerrung wird als Zielfunktion (Hamiltonfunktion) betrachtet werden.Die Analyse wird sich auf die Replikamethode stützen. Besonders Augenmerk gilt den Auswirkungen der Replikasymmetriebrechung.Insbesondere zielt das Projekt darauf ab1. ein System von Sattelpunktgleichungen zu finden, das die replikasymmetriebrechende Lösung des komprimierenden Abtastproblem s beschreibt,2. dieses System von Sattelpunktgleichungen numerisch zu lösen,3. einseitige Schranken für diese Lösungen rigoros zu beweisen, indem Guerras Argumente für das Sherrington-Kirkpatrick-Spinglassmodel an den vorliegenden Fall angepasst, und damit die Anwendung Replikamethode auf komprimierende Abtastung legimitiert wird,4. herauszufinden, welche Algorithmen in der Praxis für Abtastung mit hohen Kompressionsraten geeignet sind.
  • Pilotsignalentstörung in Massiven Mehrantennensystemen
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Mai 2014 - 1. Mai 2017
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verringerung des Energieverbrauchs von Funkübertragungssystemen. Gleichzeitig wird eine Steigerung der übertragbaren Datenrate angestrebt. Ein vielversprechender Ansatz hierzu sind Mehrantennensysteme mit einer Vielzahl von Antennenelementen. In der Fachwelt werden diese als "massive" Mehrantennensysteme bezeichnet.Massive Mehrantennensysteme ermöglichen eine drastische Verringerung der abgestrahlten Signalleistung. Die meisten zur Zeit diskutierten Systeme leiden unter einem nachteiligen Effekt, der gemeinhin als "Pilotsignalstörung" bezeichnet wird. Dieser Effekt entsteht durch die unvermeidliche Wiederverwendung von Pilotsignalen in Nachbarzellen und wurde von vielen Forschern für ein grundsätzliches Problem von massiven Mehrantennensystemen gehalten. In jüngster Zeit haben einige der Antragsteller eine auf Singulärwertzerlegung und leistungsbezogenen Weiterreichverfahren basierende Methode skizziert, die es ermöglicht das Problem der Pilotsignalstörung zu umgehen, und diese Methode "Pilotsignalentstörung" genannt. Erste theoretische Studien für die Aufwärtsstrecke lassen erkennen, dass es sich um eine sehr leistungsfähige Methode handelt, und dass Pilotsignalstörungen kein grundsätzliches Problem darstellen, sondern durch nichtlineare Kanalschätzung umgangen werden können.In diesem Projekt soll Pilotsignalentstörung genauer untersucht werden. Insbesondere soll untersucht werden, wie das Verfahren für die Abwärtsstrecke genutzt werden kann und welche Weiterreichverfahren passend sind. Weiterhin soll analysiert werden, wie viele Antennen das System benötigt, so dass Pilotsignalentstörung zuverlässig funktioniert.Besonderer Wert soll auf eine effiziente praktische Implementierung gelegt werden.