Single-Element Beamforming using Multi-Mode Antenna Patterns

Recently, multi-mode antennas have been studied for communication as well as localization purposes. In this work, the capabilities provided by a single planar multi-mode radiator as a steerable multi-port antenna are explored. As an original contribution, the radiation characteristics of individual groups of modes of the single radiator are combined to optimize beamforming performance. Three possible codebook realizations are studied and compared. A new optimization criterion, gain by element factor, is introduced

Geschichte und Struktur der Japanisch-Deutschen Gesellschaften

Die Studie „Geschichte und Struktur der Japanisch-Deutschen Gesellschaften (JDGen)“  thematisiert in deutscher Sprache japanisch-deutsche Kooperation auf Bürgerebene in Japan. Die Anfänge japanisch-deutscher Begegnungen und daraus resultierende gemeinsame Unternehmungen in Kobe, Tokyo und Osaka führten zu den ersten gesellschaftlichen Begegnungsstätten. Vorläufer der JDGen entstanden aus wirtschaftlichen, wissenschaftlichen oder politischen Kreisen, die die jeweilige Verbindung  langfristig verfolgen wollten. Die sich wandelnden Parameter der japanischen bzw. deutschen Politik bestimmten die Bedeutung der ersten JDGen bis zum Ende des Zweiten Weltkrieges. Die mehr als 50 seit Ende der amerikanischen Besatzung ab 1952 (wieder) entstandenen JDGen werden je nach Umfang der zugänglich gemachten Informationen empirisch dargestellt. Dies schließt die auf die DDR gerichteten Vereinigungen ein. Die Erfassung der Informationen erfolgte bis Februar 2011. Die Analyse untersucht den jeweiligen Grund der Gesellschaftsgründung, den rechtlichen Status, Schwerpunkt  und Umfang der Aktivitäten sowie den aktuellen Zustand. Die Beteiligung der JDGen im Rahmen des „Japan in Deutschland“-Jahres 1999/2000 sowie des „Deutschland in Japan“-Jahres 2005/2006 charakterisiert ihre kulturpolitische Bedeutung. Die als Quellen verwendeten Gesellschaftsveröffentlichungen werden hinsichtlich der Vielfalt in Gestaltung und Inhalt  in Kurzform beschrieben. Ein Anhang liefert u.a. nach Möglichkeit kommentierte Eckdaten der 53 bekannten japanisch-deutschen Verbindungen auf Verwaltungsebene (Stand 2008)

Counting Defective Parking Functions

Suppose that $n$ drivers each choose a preferred parking space in a linear car park with $m$ spaces. Each driver goes to the chosen space and parks there if it is free, and otherwise takes the first available space with larger number (if any). If all drivers park successfully, the sequence of choices is called a parking function. In general, if $k$ drivers fail to park, we have a \emph{defective parking function} of \emph{defect} $k$. Let \cp(n,m,k) be the number of such functions. In this paper, we establish a recurrence relation for the numbers \cp(n,m,k), and express this as an equation for a three-variable generating function. We solve this equation using the kernel method, and extract the coefficients explicitly: it turns out that the cumulative totals are partial sums in Abel's binomial identity. Finally, we compute the asymptotics of \cp(n,m,k). In particular, for the case $m=n$, if choices are made independently at random, the limiting distribution of the defect (the number of drivers who fail to park), scaled by the square root of $n$, is the Rayleigh distribution. On the other hand, in case $m=\omega(n)$, the probability that all spaces are occupied tends asymptotically to one.Comment: extended versio

M4 : Multi-Mode-massiv-MIMO

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed.Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern

On the Feasibility of Multi-Mode Antennas in UWB and IoT Applications below 10 GHz

While on the one hand 5G and B5G networks are challenged by ultra-high data rates in wideband applications like 100+ Gbps wireless Internet access, on the other hand they are expected to support reliable low-latency Internet of Things (IoT) applications with ultra-high connectivity. These conflicting challenges are addressed in a system proposal dealing with both extremes. In contrast to most recent publications, focus is on the frequency domain below 10~GHz. Towards this goal, multi-mode antenna technology is used and different realizations, offering up to eight uncorrelated ports per radiator element, are studied. Possible baseband architectures tailored to multi-mode antennas are discussed, enabling different options regarding precoding and beamforming