3383 research outputs found
Sort by
Eine objektorientierte Simulationsumgebung für die Analyse von Schwingungsvorgängen bei Achterbahnfahrten
No full textIn der vorliegenden Dissertationsschrift wird für die Simulation von Schienenfahrzeugen auf räumlichen Trajektorien die Anregung des Fahrzeuges durch die Modellierung von realen Schienengeometrien inklusive möglicher Schienenabweichungen realisiert. Hierzu werden zunächst verschiedene Ansätze zur Interpolation und Approxima-
tion von Schienenabweichungen untersucht. Es kann gezeigt werden, dass, unabhängig vom gewählten Ansatz, die Interpolation der Schienenabweichungen eine unrealistische Anregung des Fahrzeuges zur Folge hat. Im Gegensatz hierzu kann durch die Approximation der Schienenabweichungen die Anregung reduziert werden. Hierbei hat das Ausmaß der Approximation (Glättung) einen signifikanten Einfluss auf die Qualität der Simulationsergebnisse. Die Arbeit zeigt, dass das Ausmaßes der Approximation durch Analyse der modellierten Abweichungen einfach ”von Hand“ bestimmt werden kann.
Die Wirksamkeit der Approximation kann durch Verifikation mit realen Beschleunigungsmesswerten bestätigt werden.
Neben der gewählten Schienenmodellierung ist die Parametrisierung des gewählten Hysterese-Kontaktkraftmodells für eine realitätsnahe Anregung des Fahrzeuges entscheidend. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass klassische Ansätze zur numerischen Parameteridentifikation mit Hilfe eines Optimierungsproblems aufgrund von Simulationszeiten von circa 80 Sekunden und daraus folgender langer Zeit für die Auswertung einer Kostenfunktion nicht praktikabel sind. Aus diesem Grund werden durch Variation der Kontaktkraftparameter und anschließender Analyse der Simulationsergebnisse
mit Hilfe einer neu eingeführten Metrik im Zeit- und Frequenzbereich die Modellparameter durch ein neu entwickeltes semi-automatisches Identifikationskonzept bestimmt. Die Wirksamkeit des Konzeptes kann in der vorliegenden Dissertationsschrift durch die Verifikation mit realen Beschleunigungsmesswerten bestätigt werden. So kann im
Zeit- bzw. Frequenzbereich eine um bis zu 59% bzw. 98% verbesserte Übereinstimmung zwischen Mess- und Simulationsergebnissen erreicht werden.The present thesis shows different interpolating and approximating approaches to realize the simulation of rail-guided vehicles on spacial trajectories which, for realistic excitation, include real measured track imperfections.
It can be demonstrated that all investigated interpolation approaches cause unrealistic high excitations and therefore unrealistic simulation results.
In contrast to that, much more realistic simulation results can be obtain if an approximating approach is used to consider the track imperfections.
It can be clearly demonstrated that the degree of approximation (smoothing) is essential for the quality of the simulation results.
If a carefully chosen smoothing factor is employed, the significant imperfections can be considered while the overall roughness and the measurement noise is neglected.
It is also shown that a proper smoothing factor can be relatively easy identified "by hand" with a simple analysis of the modelled imperfections. The effectivity was proven by verification with real measurements. Beside of the chosen type of contact-force model a proper tuning is essential as well.
The present thesis shows that classical optimization approaches are not applicable due to a computational time around 80 seconds which is common for a track section with meaningful length and trajectory.
For this purpose, systematic variations of all contact force model parameters and a newly introduced time and frequency based metric evaluation are used in a semi-automatic approach to identify all necessary contact-force model parameters.
The efficiency of the new identification approach can be demonstrated by parameters which result in a better match of measurement and simulation results around 59% and 98% in time and frequency domain respectively
Determinants of the exchange of information
No full textDie Nutzung des Internets hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen. Das Medium wird weiterhin größtenteils für die Informationssuche sowie zur privaten Kommunikation, jedoch auch für Bildungszwecke eingesetzt (van Eimeren, 2013). Im Hinblick auf das lebenslange Lernen werden in dem Medium insofern Potentiale gesehen, da hier nicht nur Informationen gesucht und gefunden werden können, sondern darüber hinaus ein Austausch mit anderen erfolgen kann. Es wird vermutet, dass eben diese kooperativen, informellen sowie mediengestützten Austauschprozesse dazu beitragen können, dass die Interaktion untereinander und somit das lebenslange sowie das selbstgesteuerte Lernen unterstützt werden kann (Arroyo, 2011).
Fraglich ist hingegen bisher noch, wie Studierende dieses Potential für ihre Zwecke einsetzen. Obwohl einzelne Forschungsergebnisse hinsichtlich der Nutzung des Internets sowie sozialer Medien zeigen konnten, dass Studierende dieses Medium auch für den informellen Austausch zu Lernthemen nutzen, fehlen bisher Arbeiten dazu, die den informellen, lernbezogenen Online-Austausch untersuchen und potentielle Determinanten diesbezüglich aufzeigen. Daher war das Ziel dieser Arbeit festzustellen, inwiefern Studierende diesen informellen Online-Austausch zu Lernzwecken nutzen und von welchen Faktoren dieser beeinflusst werden kann. Da aus sozialpsychologischer Sicht ein Online-Austausch in die Komponenten „Geben einer Hilfestellung“ und „Annehmen einer Hilfestellung“ aufgeteilt werden kann, wurden diese beiden Aspekte ebenfalls genauer hinsichtlich ihrer Determinanten untersucht, um weitere Einflussfaktoren eines Austauschs identifizieren zu können.
Zur Beantwortung dieser Fragen wurden mittels eines explorativen Ansatzes zunächst weitere Einflussfaktoren für das Geben sowie das Annehmen einer Hilfestellung im Online- sowie Offline-Kontext identifiziert. Diese wurden im Weiteren über korrelative Studien überprüft und erweitert, um Determinanten für verschiedene Nutzungsszenarien identifizieren zu können. In Experimentalstudien wurden einige identifizierten Determinanten (Reziprozitätserwartung, Ursache einer Hilfsbedürftigkeit sowie Kompetenz) explizit auf ihre Auswirkung auf das Hilfeverhalten untersucht. Hierbei lag der Fokus auf die Themen der Annahme sowie des Gebens einer Hilfestellung (Antwort in einem Forum).
Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass die befragten Studierenden das Internet zwar häufig für Lernzwecke verwenden, ein aktiver Online-Austausch findet jedoch insgesamt seltener statt. Ebenso wird auch selten eine Online-Hilfe von den Studierenden gegeben. Hinsichtlich der Determinanten für einen Online-Austausch sowie einer Online-Hilfestellung konnte dargestellt werden, dass sich diese zwar ähneln, jedoch für eine Online-Hilfe die wahrgenommene Hilfsbedürftigkeit der empfangenen Person, die Reziprozitätserwartung sowie die eigene Fachkompetenz von Bedeutung sind. Als Determinanten einer Annahme einer Hilfestellung wurde zum einen die Zufriedenheit mit der bisherigen Aktivität der anderen Studierenden, Personenvariablen (Neurotizismus, Verträglichkeit,
Gewissenhaftigkeit) sowie die Bewertung des/der Sender(s)_in hinsichtlich Fachkompetenz und Vertrauenswürdigkeit festgestellt. Es konnte zudem gezeigt werden, dass kleine Änderungen der Darstellung einer Person (visuelle sowie textuelle Darstellung) bei einer Hilfeanfrage bzw. Antwort in einem Forum eine Auswirkung auf das Verhalten der Proband_innen haben.
Aus den Studienergebnissen werden im Anschluss theoretische, methodische sowie Praktische Implikationen abgeleitet, vorgestellt und diskutiert. Ebenso werden Hinweise für weiterführende Studien gegeben.Internet usage has increased a lot during the past years. The medium is still mostly used for information research and for private communication, at the same time it is used for educational purposes (van Eimeren, 2013). With regard to lifelong learning the medium is seen as having much potential because one cannot only search and find information but also practice exchange with others. It is assumed that these cooperative, informal media-supported exchange processes help to encourage interaction and thereby support lifelong and self-directed learning (Arroyo, 2011).
However, it is currently still questionable how exactly students use this potential for their purposes. Although different research findings concerning internet and social media usage could show that students use this medium for informal exchange about learning topics, research that examines the informal, learning-related online exchange and identifies potential determining factors is still missing. Therefore the aim of this paper was to determine how students use this informal online exchange for learning and which factors influence this exchange.
Since from the perspective of social psychology an online exchange can be divided in “Giving assistance” and “Accepting assistance”, both aspects were thoroughly investigated in terms of their determining factors in order to be able to identify further influencing factors of an exchange. To answer these questions, further influencing factors for giving and accepting assistance in an online as well as offline context were identified by using an explorative approach. With the help of correlative studies these factors were tested and extended in order to be able to identify determining factors for different usage scenarios. The identified determining factors (reciprocity expectation, source of need for help, competence) were explicitly tested in terms of their impact on the behavior concerning the accepting and giving of assistance (answer in an online forum) in experimental studies.
All in all, the results show that the students use the internet quite frequently for learning objectives. However, an active online exchange rarely takes place. Likewise students infrequently give online assistance. Concerning the determining factors for online exchange and online assistance, it could be shown that they are similar. However, for online assistance the perceived need of the assistance receiving person, the reciprocity expectation, as well as the own professional competence are of importance. The following determining factors were identified for the acceptance of assistance: contentment with the past activities of other students, personality traits (neuroticism, agreeableness, conscientiousness) as well as the evaluation of the sender concerning professional competence and trustworthiness. Furthermore, it can be shown that small changes in the self-presentation of a person (visual and textual) in a question or an answer in a forum have effects on the behavior of the subjects.
Finally, theoretical, methodical as well as practical implications which can be inferred from the study results are presented and discussed. Last but not least, advice for further studies is given
100 x Ramallah: imaginations, otherness, and (de)colonisation in antispaces of sumud : 1914-2014
No full text100 . Ramallah untersucht die räumlichen Veränderungen und zugehörigen Vorstellungen von Stadt(raum) am Beispiel Ramallah – vom Niedergang des Osmanischen Reichs, über das letzte Jahrhundert Anglo- Zionistischer Kolonisierung, bis heute – und sondiert mögliche zukünftige Entwicklungen und Ideen. Die Evolution des spezifischen Raumgefüges Ramallahs stellt sich dar als Resultat von unterschiedlichen aber dennoch cyclischen Spannungen zwischen hegemonialer Kontrolle einerseits und gegenläufiger Widerstandsbewegungen andererseits. Basierend auf der eingehenden Untersuchung der Gegebenheiten und der Triangulation von morphologischen und territorialen Veränderungen mit sozio-demographischen und wirtschaftspolitischen Faktoren postuliert diese Arbeit drei Hypothesen:
[1] Ramallahs Stadtraum ist das Produkt eines artikulierten kolonialen Projektes, dessen Diskurs enge, homogene Vorstellungen von Ethnie und nationaler Identität propagiert, und sterile, überwachte und gesicherte Räume hervorgebracht hat. Gleichzeitig beeinflussen heute neoliberale Diskurse die Entwicklung und verstehen die Zielbevölkerung weiterhin eher als passiven Empfänger, denn als mündiger Akteur in der Stadtproduktion. Alternative Vorstellungen von Stadt werden oft als Anomalitäten abgelehnt, bekämpft und in den seltensten Fällen umgesetzt. Das Ergebnis war und ist die (absichtliche?) Schaffung eines mutierten Systems mit einer über-bürokratischen, schlecht angepassten Verwaltung, die regelmäßig versäumt, Grundlagen zum Erfüllen sozioökonomischer Bedürfnisse bereitzustellen, und dadurch langfristig Entwicklung und Stabilität zu schaffen.
[2] Die Dialektik des marxistischen Diskurses versteht Stadtraumproduktion als natürlichen (psycho-) ökologischen Prozess. Aus dieser Perspektive können die Post-Oslo-Kontroverse und Frustration in Ramallah auf die Verbitterung angesichts des sozialen „Anderssein“ – über normale großstädtische Symptome hinaus – aufgrund des akuten Anstiegs an Unsicherheit (abnehmende Sicherheit), Ungleichheit und räumliche Unwürde zurückgeführt werden. Die Kartierung von Verhaltenstendenzen und Bewegungen welche die Wiederherstellung von sumud (soziale Resilienz) zum Ziel haben lässt den Schluss zu, dass sich Spannungen – in Form von verschiedenartiger (meist spontaner) Bürgermobilisierung – zwangsläufig entladen werden. Identifizierte Faktoren und wissenschaftliche Untersuchungen deuten auf eine erhöhte Möglichkeit von Gewalt hin; ob aufgrund des hohen Grades an Militarisierung und kontroll-fanatischen Nationalstaats-Diskurs, oder der eher generellen (aber unterschätzten) Verwundbarkeit gegenüber (Natur-) Katastrophen. Der Grad und die Auswirkung von Aktivitäten von subversiven und klandestinen Sub-Gruppen wiederum hängt von mehreren Faktoren ab; ein entscheidender ist die Art und Weise, in der Stadtraum in den kommenden Jahrzehnten gedacht und produziert werden wird.
[3] Städtebau, Stadtplanung und -management werden oft als Träger von Wohlergehen gesehen und gelten weniger als Katalysator von mentalen und corporealen Krisen. Die zugehörigen Berufsfelder kapitalisieren und katalysieren politische Ideologien, welche antikonformistische Visionäre einbeziehen/ausschließen in/aus formelle Prozesse der (sozial)räumlichen Produktion. Ramallah ist hier keine Ausnahme der neokolonialen Regel: Stadtplaner weisen die Schuld am un-egalitären Urbanismus von sich und verweisen auf ethnischen Unterjochung und Instabilität hin; schaffen es jedoch nicht konstruktive, anwendbare Alternativen zu erarbeiten die mögliche Unsicherheiten berücksichtigen. In einer Stadt wie Ramallah, wo subjektive Zeitlichkeit ständig neue Risikostrategien und Bevölkerungsströme hervorbringt, sind statische Rahmen für indizierte Mechanismen und Hierarchien überholt. In Kombination mit den heutigen, digital ermöglichten, pseudo-konkreten Realitäten und dem erhöhten Grad an Privatisierung, erfordert Ramallahs Resilienz dass die Produktion von Räumen demokratisiert wird und somit, auf Basis von Bürgerrechten, Räume entkolonialisiert werden. Die zukünftige Form und der Grad der Resilienz / sumud hängen von der Fähigkeit der Bevölkerung ab, ihre Wünsche, Vielfalt, Fluidität und inter-Relevanz zu verräumlichen (zu legitimieren). Zu diesem Zweck ist ein Umdenkprozess über die Rolle der Bevölkerung – als multipler Akteur und urbanem Visionär – und möglicher Interventionsbereiche von Ramallahs wesentlich.
Die Arbeit ist aufgeteilt in sechs Kapitel, beginnend mit den Rahmenbedingungen, räumlichem und zeitlichem Hintergrund, und der Erläuterung der Hypothesen. Das zweite Kapitel ist darauf fokussiert, die räumliche Evolution der Stadt durch Vergleich mit politischen und sozioökonomischen Elementen nachzuverfolgen und zu verstehen, wobei philosophisch zwischen projizierten (vorgestellten, mentalen) und fundierten (wissenschaftlichen, realen) Bedeutungen, Ideologien, und ihren wirtschaftlichen, sozialen und insbesondere räumlichen Spuren und Implikationen differenziert wird. Kapitel drei legt die politisch-ökonomischen Faktoren dar, die Ramallahs räumliche Tendenzen in den letzten zwei Jahrzehnten seit der Unterschrift des Osloer Abkommen von 1993 antreiben. Gleichzeitig untersucht die Arbeit die räumlich-sozialen Beziehungen und Empfindlichkeiten die diese Diskurse legitimieren und ausreifen lassen. Kapitel vier und fünf setzen damit fort, urbane Vorhaben sowohl von privaten als auch von öffentlichen Beteiligten zu kartieren; in ihnen enthalten sind die Mandate und Einflüsse auf Macht und Entscheidungsfindung; Betriebsmodi, Strukturen und systematische Variablen; die relevantesten Projekte und Engagements; theoretische Genealogien und Vergleichsfälle; vorhergesehene räumlich-soziale Konsequenzen und die zu Grunde liegenden Chancen. Kapitel sechs schließt diese Arbeit, in dem es die Erkenntnisse der vorangegangen Kapitel in variable Vorstellungen von alternativen urbanen Realitäten zusammensetzt, die Ramallah potentiell hervorbringen könnte. Durch eine Neuverhandlung der bestehenden kolonialen Morphologie und des zentralisierten, bürokratischen Enscheidungssystems, untersucht dieses Kapitel Möglichkeiten, ökologisch, wirtschaftlich und politisch resiliente, integrative und fortschrittliche Räume für Widerstand und sozialräumliche De-Kolonialisierung zu nähren. Zum gegenwärtigen, kritischen Zeitpunkt – insbesondere für Palästina, und allgemein für Städte mit antikolonialen Revolutionen – sind Modi der Raumabsorption, Skalierung, Synthese, und Neuvorstellungen von standortspezifischen sozialen Ideologien und Bewegungen essentiell für Lebensqualität und Würde.
Die Argumente in dieser Arbeit basieren auf einer Literaturrecherche mit einer Vielzahl von Werken aus verschiedenen Disziplinen, akademische und sonstige. Diese wurden mit empirischen Daten, die in zwanzig qualitativen Interviews, acht Fokusgruppen, Beobachtungen und quantitativen Indikatoren – welche in acht Feldbesuchen mit einer Gesamtzeit von 32 Wochen und mit durchschnittlich sechs Monaten Abstand gesammelt wurden – kreuzanalysiert.
Neben der wissenschaftlichen Motivation dieser Arbeit soll diese auch als wissenschaftliches Narrativ dienen, das einige Facetten der aktuellen Polemiken, geäußerten Bestrebungen und intellektuellen Brainstormings über Ramallah zusammenführt. Dieser fünf Jahre andauernde Prozess hat eine Vielzahl an provozierenden und inspirierenden Unterhaltungen, Debatten, und Versammlungen durchlaufen, und zielt hiermit darauf ab, Konzepte eines aufrührerischen Urbanismus darzulegen.
Die hier skizzierten Überlegungen beanspruchen nicht, unterschiedliche Verständnisweisen und Interpretationen zu verhindern oder zu limitieren, sondern sollen Aufmerksamkeit auf eine Auswahl an polychromen Aspekten lenken, die einer tieferen Untersuchung bedürfen.100 x Ramallah is an investigation of spatial (re-)imagineering of the city of Ramallah, Palestine since the demise of the Osmans and over the past century of Anglo-Zionist colonisation, and an exploration of what could follow. The line of evolution of successive Ramallite spacio-sensibilities transcribes the tensions of nonuniform yet cyclical tides of centralised hegemonic control and counter-resistance. By triangulating morphological and territorial shifts with socio-demographics and politico-economic orders this work argues through three hypotheses.
First, Ramallah’s city-space is a product of an articulate colonial project whose discourse promotes narrow homogenised imaginaries of ethnicities and national identities, and therewith sterilised, surveilled and securitized spaces. These concepts have been inducing variations of both, co-optation and opposition. In the same line, neoliberal development discourses continue to infantalize target populations as passive recipients. Hence, these are decisively myopic to the fact that the latter are capable of engendering alternative imaginations, and in cases where these materialise into realities they are rejected and combated as anomalies. The result has been the (intentional?) creation of a mutated system of bureaucratic, incompatible administration that repeatedly fails to provide for basic socioeconomic needs, therewith shared development and stability. In effect, what has been unfolding in Palestine is de-development.
Second, the dialectic Marxist discourse contends urbanities as natural decodings of psycho-ecological processes. Understood from this perspective, the post-Oslo contestation and frustration in the city can be traced to the exasperation of social otherness beyond regular metropolitan symptoms, due to the acute increase in scales of uncertainty (diminishing securities), inequality and spatial non-dignity. Through mapping the behavioural trend of re-making of sumud (social resilience) it can be concluded that tensions are bound to be released through (mostly ad hoc) techniques and formations of citizen mobilisations. Identified factors and scholarship indicate an elevated possibility of violence; whether due to high levels of militarisation by the nation-state policing discourses or its vulnerability to natural misfortunes. The scales and impacts of clandestine sub-group activities in turn depends on several factors, one of which is the manner by which the city-space will be produced in the coming, critical decades.
Third, urban design, planning, and management are tools often advocated as bearers of welfare and rarely admitted as enablers of mental as well as corporeal crisis. These are professions that by nature capitalise on and catalyse political ideologies which include/exclude anticonformist visionaries in/from formal processes of socio-spatial production. Here Ramallah presents no exception to the neocolonial rule, where its planners (rightfully) blame the failure in forging egalitarian urbanism on racial subjugation and instability, yet fall short of constructively labouring applicable alternatives that account for uncertainty. In cities like Ramallah where subjective temporalities constantly produce new risk-strategies and population flows, static frameworks of indexed mechanisms and hierarchies are rendered obsolete. In combination with today’s digitally-enabled pseudo-concrete realities and heightened levels of privatization; Ramallah’s resilience necessitates that it democratizes spatial production and therewith decolonize its spaces based on concepts of the civic right to flourishing. The future shape and degree of resilience/sumud depend on the ability of the (self-declared) Ramallites to spatialize (grant legitimacy to) their diversity, fluidity, and inter-relevance. To that end, an Umdenkenprozess about the role and range of fields of interventions of Ramallite urban visionaries is quintessential.
The outline of this work spreads over six chapters, starting with setting the parameters, territorial and temporal back-drop, and elaborates on the hypotheses. The second chapter focuses on tracing and understanding the spatial evolution of the city through cross-comparing those to political and socioeconomic elements; hence philosophically differentiating between projected (imagined, mental) and grounded (scientific, real) meanings, ideologies, and their economic, social and particularly spatial trails and implications. Chapter three expounds on the politico-economic factors fuelling Ramallah’s spatial tendencies in the past two decades since the signature of the Oslo Accords in 1993. It simultaneously investigates the spacio-social relationalities and sensibilities legitimising and incubating these discourses. Chapters four and five proceed to map urban undertakings by both public and private parties (respectively); they feature the power and decision-making mandates and influence; modes of operation, structures and systematic variables; the most relevant projects and engagements; theoretical genealogies and comparative cases; foreseen sociospatial consequences, and; the underlying opportunities. Chapter 6 concludes this work with puzzling the findings of former chapters in variable imaginations of alternative urban realities that Ramallah could potentially produce. Through re-negotiating the existing colonial morphology and centralized, bureaucratic decision-making systems, this chapter explores opportunities for nurturing environmentally, economically and politically resilient, inclusive and progressive spaces of resistance and sociospatial decolonization. In the current critical moment for Palestine specifically and cities featuring anti-colonial revolutions generally; modes of spatial absorption, scaling, synthesis, and reimagineering of locational social ideologies and movements is essential for the quality of life and dignity.
Along the process arguments are based on scholarly review of a wide range of works from varying disciplines, both academic and otherwise. These were cross-analysed with empirical data collected through twenty qualitative interviews, eight focus groups, observations and quantitative indicators; collected through eight field-visits totalling thirty-two weeks and spanning over intervals of six months in average.
Aside the scientific motivations of this work, it desires to serve as a scholarly narrative that coalesces some facets of the momentary polemics, voiced aspirations and intellectual brainstorming about Ramallah. This five-year process has travelled through multitude of provocative and inspiring conversations, debates, and assemblies, and herewith aims at expounding on concepts of insurgent urbanism. The reflections outlined here do not claim premise to foreclosing or limiting differing understandings and interpretations; rather it calls attention to a selection of polychromic aspects requiring deeper investigation
Support for Information-Seeking Strategies
No full textLängere Such-Episoden umfassen mehrere Such-Aktionen. Diese Such-Aktionen können in verschiedene Klassen unterteilt werden. Die Klassifikation, die in dieser Arbeit verwendet wird, ist die ISS-Klassifikation von Belkin, Marchetti und Cool, die vier Facetten verwendet (method, goal, mode, resource used), von denen jede zwei Werte hat. Unter der Annahme, dass Support-Mechanismen für jede Klasse bekannt sind, war die Forschungsfrage, ob man jede dieser Klassen durch ein anderes, spezialisiertes Such-Interface unterstützen muss, um eine optimale Unterstützung über unterschiedliche Situationen hinweg zu erreichen, oder ob es reicht, wenn ein einziges Interface Support-Mechanismen für alle denkbaren Such-Aktionen anbietet. Die Forschungsfrage wurde in insgesamt drei Experimenten untersucht.
Die ISS-Klassifikation besteht aus 16 Klassen. Da die Untersuchung der Forschungsfrage für jede dieser 16 Klassen zu aufwändig gewesen wäre, wurden zwei Facetten, goal und resource used, ausgeschlossen. Dadurch blieben zwei Facetten, method und mode, mit insgesamt vier Klassen übrig. Support-Mechanismen für die vier Facetten-Werte, scanning, searching, recognition und specification, wurden gesammelt unter der Annahme, dass diese Mechanismen ebenso unabhängig voneinander sind wie die zugrunde liegenden Facetten.
Der Facetten-Wert recognition wurde in zwei Experimenten untersucht. Das erste Experiment untersuchte eine Tabellen-basierte Ergebnislisten-Darstellung mit einer Listen-basierten Darstellung mit Highlighting bezüglich ihrer Auswirkung auf den Erfolg bei visueller Suche. Versuchsteilnehmer wurden gebeten, Such-Ziele in vorgefertigten Ergebnislisten mit beiden Darstellungs-Varianten, aber nur unter Verwendung visueller Suche, zu finden (Messwiederholung). Ihr Erfolg wurde gemessen anhand der gefundenen Such-Ziele pro Zeit. Weder Liste noch Tabelle zeigten statistisch signifikante Vorteile gegenüber der jeweils anderen Variante. Das zweite Experiment führte eine Baseline-Variante ein, die aus einer herkömmlichen Listen-basierten Darstellung ohne Highlighting bestand. Von dieser Änderung abgesehen, war das Experiment dem ersten recht ähnlich. Auch in diesem Experiment wurde kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Darstellungs-Varianten gefunden.
Für die anderen Facetten-Werte wurden Support-Mechanismen anhand einer Literatur-Suche identifiziert und im letzten Experiment verwendet.
Die Haupt-Forschungsfrage wurde untersucht anhand von drei verschiedenen Such-Systemen, die sich einander ähnelten und auf dem ezDL-System basierten. Die erste Variante (baseline) war eine sehr vereinfachte Variante des ezDL-Systems, das außer einer Übersetzungs-Einrichtung keine Support-Mechanismen enthielt. Das zweite System war ein adaptives System, das Support-Mechanismen passend zur aktuellen Such-Aktion des Teilnehmers anbot. Das dritte System enthielt alle Support-Mechanismen des zweiten Systems für alle ISS-Klassen auf einmal. Versuchsteilnehmer wurden gebeten, Suchaufgaben mit einem der drei Systeme zu bearbeiten (ohne Messwiederholung). Ihr Erfolg wurde gemessen durch die Anzahl der gefundenen Dokumente pro Zeit. Kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Systemen wurde gefunden.Longer search episodes comprise multiple search actions. These search actions can be grouped into several classes. The classification used in this work is the ISS classification by Belkin, Marchetti and Cool, which uses four facets (method, goal, mode and resource used), each of which has to values. Assuming that support features for each class are known, the research question was whether it is necessary to support each ISS class by a different search user interface in order to optimally help the user across many situations, or if a single interface can offer support mechanisms for any search action the user is being involved in. The research question was examined in three experiments.
The ISS classification consists of 16 classes. Since studying the research question for all of these classes would have been too difficult, two facets, resource used and learning, were omitted, leaving the two facets method and mode with a total of four remaining classes for examination.
Support mechanisms for each value of the two facets, scanning, searching, recognition, and specification, were gathered, assuming that the support mechanisms are as independent of each other as the underlying facets.
Support features for the facet value recognition was examined in two experiments. The first experiment compared a table-based result list presentation with a list-based one using highlighting in terms of their support for visual search. Participants were asked to locate search targets in manufactured result lists using each of the result list variants solely by means of visual search (within-subjects design). Their success was measured by how many search targets they found per time. Neither list nor table provided a statistically significant advantage. The second experiment added a baseline result list without any support for visual search; apart of this, the experiment was very similar to the first one. Again, none of the studied result list variants showed statistically significant differences to any other. For the other facet values, the support mechanisms were gathered in a literature search, which identified some promising mechanisms which were then used in the last experiment.
The main research question was examined using three search systems that were similar to each other. The first one (baseline) was a very basic variant of the ezDL system and provided no advanced support features other than a translation feature. The second system was an adaptive interface that provided support features only for the ISS class the user was being engaged in. The third system provided all support features of the second system for all ISS classes at once. Participants were asked to complete search tasks with one of the systems (between-subjects design). Their success was measured by how many of the required documents they could locate per time. None of the systems studied provided any statistically significant benefit over any of the other systems
Network Revenue Management under Competition within Strategic Airline Alliances
No full textAirlines often cooperate with partners within strategic alliances to offer their customers itineraries beyond their own networks. However, despite the cooperation, the alliance members often remain competitors on other routes and compete for customers.
This thesis takes into account the competition between two alliance partners and models it in a linear program. An algorithm is developed to compute optimal capacity allocations in pure Nash equilibria based on the model. For cases, in which a Nash equilibrium does not exist or cannot be found within a pre-defined time, a heuristic approach is described to compute an approximate Nash equilibrium.
Computational studies show the applicability of the approaches in real-sized airline networks. Finally, suggestions for future research are made
Development of Visualization Tools for Dynamic Networks and Evaluation of Visual Stability Characteristics
No full textDas dynamische Graphenzeichnen ist das Mittel der Wahl, wenn es um die Analyse und Visualisierung dynamischer Netzwerke geht. Diese Zeichnungen werden oft durch Festhalten aufeinanderfolgender Datenreihen oder “Snapshots” des untersuchten Netzwerkes erzeugt. Für jede von diesen Zeichnungen wird mit Hilfe des ausgewählten Algorithmus eine unabhängige Graphenzeichnung berechnet und die resultierende Sequenz wird dem Benutzer in einer vorbestimmten Reihenfolge präsentiert.
Trotz der Einfachheit dieser Methode tauchen bei der dynamischen Graphenzeichnung mit der vorher genannten Strategie Probleme auf. Teilnehmer, Verbindungen und Muster können während der Untersuchung des dynamischen Netzwerkes ihre Position auf der Darstellung verändern. Außerdem neigen dynamische Graphenzeichnungen dazu, fortlaufend Elemente ohne vorhergehende Information hinzuzufügen und zu entfernen. Als Konsequenz ergibt sich die Schwierigkeit, die Entwicklung der Mitglieder des Netzwerkes zu beobachten.
Es wurden verschiedene Techniken zur Anpassung von Layouts entwickelt, welche das Ziel haben, die Änderungen der dynamischen Graphenzeichnung zu minimieren. Einige von ihnen schlagen vor, dass die Grundstruktur der Zeichnung jederzeit beibehalten werden muss. Andere wiederum, dass jeder Teilnehmer und jede Beziehung einer fixen Position im Euklidischen Raum zugeordnet werden soll. Eine neu entwickelte Technik schlägt eine Alternative vor: Mehrere Teilnehmer können gleichzeitig einen Knotenpunkt im Euklidischen Raum beanspruchen, solange sie nicht zum selben Zeitpunkt erscheinen. Mehrere Beziehungen können unter den vorgenannten Bedingungen dementsprechend denselben Eckpunkt im Euklidischen Raum beanspruchen. Daraus folgt, dass die dynamische Graphenzeichnung ihre Veränderungen minimiert bis hin zu einem Zustand, in dem es als "visuell stabil" angesehen werden kann.
Diese Arbeit zeigt inwieweit die visuelle Stabilität einer dynamischen Graphenzeichnung die Benutzererfahrung und die Effektivität der visuellen Suche beim Verfolgen der Mitglieder oder Netzwerkeigenschaften beeinflusst. Zu diesem Zweck wurde ein Framework zur Unterstützung flexibler Visualisierungstechniken entwickelt. Es diente als Plattform, um existierende Techniken zu bewerten. Solche Bewertungen kombinieren den Gebrauch von Fragebögen, um Informationen über die Nutzererfahrung zu sammeln, ein Eye-Tracking System, um die Augenbewegungen zu erfassen sowie ein neues mathematisches Modell zur Quantifizierung der visuellen Stabilität einer dynamischen Graphenzeichnung.
Die daraus folgenden Resultate ergeben, dass es einen Zielkonflikt zwischen der Benutzererfahrung und der Effizienz der visuellen Suche gibt, welche von der visuellen Stabilität der dynamischen Graphenzeichnung abhängt. Einerseits bieten dynamische Graphenzeichnungen mit einem höheren Niveau an visueller Stabilität eine bessere Benutzererfahrung bei Verfolgungsaufgaben, aber eine schlechtere Effizienz bei der visuellen Suche. Andererseits bieten dynamische Graphenzeichnungen mit einer geringeren visuellen Stabilität eine nicht zufriedenstellende Benutzererfahrung, jedoch im Austausch eine Verbesserung der Effizienz der visuellen Suche. Dieses Ergebnis wird genutzt, um visuell stabile Beschreibungen zu entwickeln, die darauf abzielen, die Netzwerkeigenschaften über einen gewissen Zeitraum zu untersuchen. Solche Beschreibungen und Empfehlungen bedienen sich Merkmalen wie Skalierung und Hervorhebung, um die Effizienz der visuellen Suche zu verbessern.Dynamic graph drawings are the metaphor of choice when it comes to the analysis and
visualization of dynamic networks. These drawings are often created by capturing a
successive sequence of states or “snapshots” from the network under study. Then, for
each one of them, a graph drawing is independently computed with the layout algorithm
of preference and the resulting sequence is presented to the user in a predefined order.
Despite the simplicity of the method, dynamic graph drawings created with the pre-
vious strategy possess some problems. Actors, relations or patterns can change their
position on the canvas as the dynamic network is explored. Furthermore, dynamic
graph drawings tend to constantly add and remove elements without prior information.
As a consequence, it is very difficult to observe how the members of the network evolve
over time.
The scientific community has developed a series of layout adjustment techniques, which
aim at minimizing the changes in a dynamic graph drawing. Some of them suggest that
the “shape” of the drawing must be maintained at all time. Others that every actor
and relation must be assigned to a fixed position in the Euclidean Space. However, a
recently developed technique proposes an alternative. Multiple actors can occupy the
same node position in the Euclidean Space, as long as they do not appear at the same
point in time. Likewise, multiple relations can occupy the same edge position in the
Euclidean Space following the principle aforementioned. As the result, a dynamic graph
drawing minimizes its changes to a point where it can be perceived as visually stable.
This thesis presents how the visual stability of a dynamic graph drawing affects the
user experience and the efficiency of the visual search when tracking actors or network
attributes over time. For this purpose, a framework to support flexible visualization
techniques was developed. It served as the platform to evaluate existing layout ad-
justment techniques. Such an evaluation combined the use of questionnaires to gather
information about the user experience; an eye-tracking device to record the eye move-
ments and a new mathematical model to appropriately quantify the visual stability of
dynamic graph drawings.
The results obtained suggest that there is a trade-off between the user experience and the
efficiency of the visual search, which depends on the visual stability of a dynamic graph
drawing. On the one hand, dynamic graph drawings with higher levels of visual stability
provide a satisfying user experience in tracking tasks. Nonetheless, they are inefficient
in terms of the visual search. On the other hand, dynamic graph drawings with lower
levels of visual stability, do not provide a satisfying user experience in tracking tasks
but considerably improve the efficiency of the visual search. These findings were used
to develop visually stable metaphors, aiming at exploring network attributes over time.
Such metaphors rely on features like scaling or highlighting to improve the efficiency of
the visual search
Collisions of decimetre bodies and their role in planet formation
No full textPlaneten entstehen in protoplanetaren Scheiben, bestehend aus Gas und Staub, um einen neu entstandenen jungen Stern. Beobachtungen ebenso wie Experimente und Simulationen haben bereits eine Fülle an Erkenntnissen zu den vielfältigen bei der Planetenentstehung
relevanten Prozessen geliefert. Dennoch bleiben gerade beim Zwischenschritt der Planetesimalentstehung – Objekte von einigen Kilometer Größe, deren Gravitation ausreichend groß ist um kleinere Körper an sich zu binden und so weiter zu wachsen – eine ganze
Reihe von bislang ungelösten Fragen offen.
Kollisionen spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle, denn die diversen Wechselwirkungen zwischen Gas und Teilchen führen zu Relativgeschwindigkeiten und damit zu Kollisionen. Wachstum bis zu Millimeter großen Agglomeraten lässt sich noch
recht gut erklären, denn hier sind Relativgeschwindigkeiten noch vergleichsweise klein und Kollisionen enden mit Haftung. Für größer werdende Agglomerate ist dies jedoch nicht mehr immer der Fall, vielmehr resultieren Kollisionen in Abprallen oder gar Fragmentierung
der Agglomerate.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden daher unterschiedliche Kollisionsexperimente durchgeführt, deren Ergebnisse werden im Hinblick auf die Planetenentstehung diskutiert. Dabei werden Kollisionen von porösen Staubagglomeraten, relevant für den inneren Bereich einer protoplanetaren Scheibe, ebenso analysiert, wie die Kollisionen von solidem Wassereis. Nahe am Stern sind die Temperaturen so hoch, dass Wasser verdampft und nicht in
fester Form vorliegt. Je weiter man sich vom Stern entfernt, umso tiefer fallen die Temperaturen. In diesen Bereichen der Scheibe spielt Wasser eine entscheidende Rolle, da es auf bereits vorhandene Partikel kondensiert und deren Kollisionseigenschaften maßgeblich
bestimmt.
Die Planetenentstehung lässt sich natürlich nicht komplett im Labor nachstellen. Aus den Experimenten erhält man jedoch ein besseres Verständnis für das Verhalten der Agglomerate in Kollisionen. Die Ergebnisse der Experimente bilden somit die Basis für Modelle,
die in Simulationen die Entwicklung der Körper in einer protoplanetaren Scheibe verfolgen.
Die Grenzbedingung zur Fragmentierung ist dabei ebenso interessant wie die Größenverteilung der in solch einer Kollision entstehenden Fragmente. Einige Modelle bemühen sich, die Fragmentierung in Kollisionen gleich großer Agglomerate zu umgehen, indem sie Massentransfer in Kollisionen unterschiedlich großer Agglomerate
berücksichtigen. Bei solch einer Kollision wird der kleinere Kollisionspartner zerrissen, ein kleiner Teil seiner Masse haftet jedoch am größeren Körper. Dieser Effekt wurde bereits in anderen Experimenten beobachtet und wird hier auf Dezimeter große Ag-glomerate erweitert. Dabei wird jedoch, im Gegensatz zu bisherigen Studien, nicht nur Massentransfer bei Kollisionen poröser Staubagglomerate beobachtet. Vielmehr wird in dieser Arbeit Massentransfer auch in Kollisionsexperimenten von solidem Eis quantitativ analysiert.Planets are formed from the gas and dust of protoplanetary discs around young stars. Observations of these discs as well as simulations and experiments have provided considerable insight into the processes involved in planet formation, but have not been able to
answer all open questions. The formation of planetesimals – kilometer sized objects that are barely massive enough to gravitationally bind smaller objects – remains a mystery.
The collision dynamics of bodies within the protoplanetary disc are crucial, as the interaction between gas and dust leads to relative velocities. These are rather low for micrometer sized particles, so hit-and-stick collisions dominate. Once particles reach the millimeter
size range, bouncing starts be become a normal outcome of a collision.
Several experiments were conducted in order to investigate the collision dynamics of centimeter and decimeter sized agglomerates further. The results of these experiments as well as their application to planetesimal formation are discussed in this study. The experiments
analyse collisions of porous dust agglomerates as well as collisions of solid ice. Icy planetesimal formation is believed to be important, because water ice is stickier than silicates.
Sublimation and condensation processes at the snowline – the distance to the central star where temperatures are low enough for water ice to exist – form bodies of solid ice.
Laboratory experiments can not reproduce the complete process of planet formation, but they can provide important input for models by investigating the collision dynamics of bodies within a protoplanetary disc. The experimental results are essential for models that
simulate the evolution of these bodies. The boundary conditions to fragmentation as well as the fragment size distribution are among the parameters that are crucial for the simulations.
Mass transfer in collisions of bodies of different size – a small part of the smaller bodies mass sticks to the bigger body after the collision – has been proposed by some models in order to circumvent fragmentation in mutual collisions. A few experiments have already
studied mass transfer, mostly focussing on millimeter to centimeter sized dust agglomerates.
These studies will be extendended to porous decimeter sized dust agglomerates as well as to mass transfer in collisions of solid ice. The conditions for mass transfer as well as the accretion efficiency will be analysed
Evaluierung verschiedener Synthesestrategien zur Festphasensynthese des Lipodepsipeptides Syringomycin E
No full textIm Rahmen dieser Dissertation wurden Synthesewege zur Darstellung von linearen und zyklischen Derivaten des antimikrobiellen Lipodepsipeptids Syringomycin E evaluiert. Die Synthesestrategien basierten auf einer Fmoc-SPPS-Strategie mit Verwendung säurelabiler Seitenkettenschutzgruppen, einer Abspaltung vom Harz unter Erhalt der Schutzgruppe und – zur Synthese der zyklischen Derivate – anschließender Zyklisierung in Lösung.
Um diese Ziele zu erreichen, wurden zuerst Synthesen der geschützten, nicht-kanonischen Aminosäurederivaten durchgeführt. So wurde sowohl ein Fmoc-L-Dab(Boc)-OH-als auch Fmoc-D-Dab(Boc)-OH und ein Fmoc-L-threo-β-HyAsp(OBzl, TBDMS)-OH-Synthesebaustein hergestellt. Die Darstellung der Aminosäure Z-Dhb erfolgte am Harz mittels einer Eliminierung von Thr mit Cu(I)Cl und EDC. Neben der Fettsäure Dodecansäure wurden ebenfalls Derivate mit einer 3-Hydroxydodecansäure für die Synthese von Derivaten eingesetzt. Hierzu wurde die Hydroxylgruppe als Silylether geschützt. Die linearen Peptide waren durch eine Standard-SPPS-Strategie zugänglich. Zur Darstellung zyklischer Derivaten wurden drei unterschiedliche Strategien evaluiert: 1) eine Macrolactonisierungsstragie, 2) eine intramolekulare Ser/Thr-Ligation und 3) eine Macrolactamisierung. Diese Studien zeigten, dass zyklische Derivate von Syringomycin E mittels einer Steglich-Macrolactonisierung erhalten werden können.The aim of this PhD-work was the evaluation of synthesis strategies for the generation of linear and cyclic derivatives of the antimicrobial lipodepsipeptide Syringomycin E. To this end, a Fmoc-based SPPS approach was used that relied on acid labile sidechain protecting groups, a cleavage from the resin without deprotection of the sidechain functionalities and – in the case of the cyclic derivatives – a subsequent cyclization in solution.
To perform the SPPS, a set of suitable protected non-canonical amino acid building blocks were synthesized. Along these lines, a Fmoc-L-Dab(Boc)-OH as well as a Fmoc-D-Dab(Boc)-OH and a Fmoc-L-threo--ß-HyAsp(OBzl,TBDMS)-OH derivative were generated. The amino acid Z-Dhb was synthesized on solid support via an elimination of Thr by using Cu(I)Cl and EDC. Besides derivatives with the nonsubstituted fatty acid dodecanoic acid, also 3-hydroxydodecanoic acid derivatives were synthesized; to this end, a TBDMS-protected 3-hydroxydodecanoic acid was employed in SPPS. The linear peptides were accessable via a standard SPPS protocol. For synthesis of the cyclized derivatives, three different synthesis strategies were evaluated: 1) a macrolactonisation approach, 2) an intramolecular Ser/Thr-ligation and 3) a macrolactamization strategy. These studies demonstrated that cyclized Syringomycin E analogues can be generated via a Steglich-type macrolactonization approach
Investigation of Mobile Phone SAR Reduction
No full textThe increased amount of electromagnetic emission into the environment has increased the public concern over the possible health risks of wireless devices. However, to minimize the amount of energy absorbed by the user (measured by the Specific Absorption Rate, SAR) not only reduces any possible health hazards but is advantageous from the technical point of view, as well.
The purpose of this thesis is to investigate techniques for the reduction of the interaction between the mobile phone’s antenna and the user’s head by using different SAR control mechanisms while taking into account possible degradations of the electrical and mechanical antenna properties.
The thesis starts with fundamental theory of mobile terminal antennas and SAR and the numerical and measurement technologies are reviewed. The boundary conditions on electromagnetic fields are shown to effect EM wave propagation inside dielectric bodies, in particular, the permittivity of the material strongly affects the E&H field distributions. This is followed by an introduction of some of the recently suggested solutions for reduced SAR from internal handset antennas such as parasitic elements, directive control antenna, wave traps and slots in the PCB ground plane. These methods aim to control the current distribution and the direction of radiation in the near field, while ferrite, conductors and AMC shields are used to disperse or attenuate the EM fields radiated against the human body. As a superior solution, this thesis proposes a High-Impedance Surface Electromagnetic Band Gap (EBG) planar structure integrated below the antenna as SAR reduction solution.
With this method, for the case of a monopole antenna for GSM 1900 with backing by an EBG the SAR values inside a phantom are well reduced with only slight impact on the antenna radiation efficiency. On the other hand, the possible performance degradation of a Loop antenna for low-band (GSM 900) by the influence of the EBG (which is designed for GSM 1900) is checked and found to be acceptably small.Die erhöhte Menge an elektromagnetischer Strahlung in die Umwelt hat die öffentliche Besorgnis über die möglichen Gesundheitsrisiken von drahtlosen Geräten erhöht. Dabei ist die Minimierung der vom Benutzer absorbierten Energie (gemessen durch die Specific Absorption Rate, SAR) nicht nur wichtig zum Erhalt der Gesundheit, sondern auch aus technischen Gründen vorteilhaft.
In dieser Arbeit wird die Möglichkeit einer Verringerung der Wechselwirkung zwischen der Mobiltelefon-Antenne und dem Kopf des Benutzers untersucht durch Verfahren zur Senkung des SAR unter Beachtung der elektrischen und mechanischen Antenneneigenschaften. Die Arbeit beginnt mit allgemeiner theoretischer Beschreibung von mobilen Antennen und SAR und beschreibt die numerischen Verfahren und die eingesetzte Messtechnik. Es wird gezeigt, wie die Grenzbedingungen die elektromagnetischen Felder in ihrer Ausbreitung und Verteilung in dielektrischen Körpern insbesondere über die Parameter der Permittivität beeinflussen. Darauf folgt die Untersuchung einiger kürzlich veröffentlichter SAR Reduktionslösungen, wie parasitic elements, directive control antenna, wavetraps und Schlitze in der PCB, die darauf zielen, die Stromverteilung und die Richtung der Strahlung im Nahfeld zu steuern, während Ferrit, PEC und AMC Abschirmungen verwendet werden, um die elektromagnetischen Strahlungsfelder in Richtung des Benutzers zu streuen oder zu dämpfen. Als eine vorteilhaftere Lösung wird in dieser Arbeit die Integration einer planaren Struktur hoher Impedanz (eine sogen. Electromagnetic Band Gap (EBG)-Struktur) unter der Antenne als SAR Reduktionslösung vorgeschlagen.
Mit dieser Lösung, angewendet auf den Fall einer Monopol-Antenne für GSM 1900 werden die SAR Werte innerhalb eines Phantoms deutlich reduziert mit nur geringen Auswirkungen auf den Strahlungswirkungsgrad der Antenne. Mögliche Leistungseinbußen einer Loop-antenne für das Low-Band (GSM 900) durch das für GSM 1900 ausgelegte EBG werden überprüft und als akzeptabel gefunden
Enhanced Spectrum Sensing for Cognitive Cellular Systems
No full textThis dissertation aims at improving spectrum sensing algorithms in order to effectively apply
them to cellular systems. In wireless communications, cellular systems occupy a significant
part of the spectrum. The spectrum usage for cellular systems are rapidly expanding due to the
increasing demand for wireless services in our society. This results in radio frequency spectrum
scarcity. Cellular systems can effectively handle this issue through cognitive mechanisms for
spectrum utilization. Spectrum sensing plays the first stage of cognitive cycles for the adaptation
to radio environments.
This dissertation focuses on maximizing the reliability of spectrum sensing to satisfy
regulation requirements with respect to high spectrum sensing performance and an acceptable
error rate. To overcome these challenges, characteristics of noise and manmade signals are
exploited for spectrum sensing. Moreover, this dissertation considers system constraints, the
compatibility with the current and the trends of future generations. Newly proposed and existing
algorithms were evaluated in simulations in the context of cellular systems. Based on a prototype
of cognitive cellular systems (CCSs), the proposed algorithms were assessed in realistic scenarios.
These algorithms can be applied to CCSs for the awareness of desired signals in licensed and
unlicensed bands.
For orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) signals, this dissertation exploits
the characteristics of pilot patterns and preambles for new algorithms. The new algorithms
outperform the existing ones, which also utilize pilot patterns. Additionally, the new algorithms
can work with short observation durations, which is not possible with the existing algorithms. The
Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T) standard is taken as an example application for
the algorithms. The algorithms can also be developed for filter bank multicarrier (FBMC) signals,
which are a potential candidate for multiplexing techniques in the next cellular generations. The
experimental results give insights for the reliability of the algorithms, taking system constraints
v
into account. Another new sensing algorithm, based on a preamble, is proposed for the DVBT2
standard, which is the second generation of of DVB system. DVB-T2 systems have been
deployed in worldwide regions. This algorithm can detect DVB-T2 signals in a very short
observation interval, which is helpful for the in-band sensing mode, to protect primary users (in
nearly real-time) from the secondary transmission.
An enhanced spectrum sensing algorithm based on cyclostationary signatures is proposed
to detect desired signals in very low signal-to-noise ratios (SNRs). This algorithm can be
developed to detect the single-carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) signal,
which is adopted for the uplink of long-term evolution (LTE) systems. This detector substantially
outperforms the existing detection algorithms with the marginal complexity of some scalar
multiplications. The test statistics are explicitly formulated in mathematical formulas, which
were not presented in the previous work. The formulas and simulation results provide a useful
strategy for cyclostationarity-based detection with different modulation types.
For multiband spectrum sensing, an effective scheme is proposed not only to detect but
also to classify LTE signals in multiple channels in a wide frequency range. To the best of our
knowledge, no scheme had previously been described to perform the sensing tasks. The scheme is
reliable and flexible for implementation, and there is almost no performance degradation caused
by the scheme compared to single-channel spectrum sensing. The multiband sensing scheme was experimentally assessed in scenarios where the existing infrastructures are interrupted to
provide mobile communications.
The proposed algorithms and scheme facilitate cognitive capabilities to be applied to real
cellular communications. This enables the significantly improved spectrum utilization of CCSs