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Die Entstehung von Radsatz-Torsionsschwingungen kann aufgrund der zunehmenden Ausnut- zung des Kraftschlusses im Rad-Schiene-Kontakt nicht vollends verhindert werden. Während analytische Untersuchungen zeigen, dass bei der Überschreitung eines bestimmten Dämp- fungswerts die Entstehung von Radsatz-Torsionsschwingungen vollständig vermieden wird, zeigen Simulationen, dass die Schwingungsamplitude des dynamischen Torsionsmoments in- folge des betragsmäβig sinkenden Kraftschlussgradienten und einer gewissen Antriebsstrang- dämpfung bei höheren Gleitgeschwindigkeiten begrenzt ist. Im Gegensatz zur analytischen Formel (17) ist damit ein maximales, dynamisches Torsionsmoment berechenbar.
Durch eine ganzheitliche Betrachtung des Gesamtsystems, bestehend aus dem Kraftschluss zwischen Rad und Schiene, dem Radsatz inkl. Lagerung, sowie Antriebsstrang können ver- schiedene Einflussfaktoren untersucht werden, die eine Radsatz-Torsionsschwingung beein- flussen. Die damit verbundenen Berechnungsmodelle sind aufgrund der Anzahl von Massen und Freiheitsgraden nicht mehr analytisch lösbar. Durch den Einsatz von Mehrkörperdynamik-Software können die Einflussfaktoren identifiziert und deren Einfluss auf die Torsionsneigung des Systems und das dynamische Torsionsmoment quantifiziert werden.
The Lempel-Ziv-Welch (LZW) algorithm is an important dictionary-based data compression approach that is used in many communication and storage systems. The parallel dictionary LZW (PDLZW) algorithm speeds up the LZW encoding by using multiple dictionaries. The PDLZW algorithm applies different dictionaries to store strings of different lengths, where each dictionary stores only strings of the same length. This simplifies the parallel search in the dictionaries for hardware implementations. The compression gain of the PDLZW depends on the partitioning of the address space, i.e. on the sizes of the parallel dictionaries. However, there is no universal partitioning that is optimal for all data sources. This work proposes an address space partitioning technique that optimizes the compression rate of the PDLZW using a Markov model for the data. Numerical results for address spaces with 512, 1024, and 2048 entries demonstrate that the proposed partitioning improves the performance of the PDLZW compared with the original proposal.
Fatigue and drowsiness are responsible for a significant percentage of road traffic accidents. There are several approaches to monitor the driver’s drowsiness, ranging from the driver’s steering behavior to analysis of the driver, e.g. eye tracking, blinking, yawning or electrocardiogram (ECG). This paper describes the development of a low-cost ECG sensor to derive heart rate variability (HRV) data for the drowsiness detection. The work includes the hardware and the software design. The hardware has been implemented on a printed circuit board (PCB) designed so that the board can be used as an extension shield for an Arduino. The PCB contains a double, inverted ECG channel including low-pass filtering and provides two analog outputs to the Arduino, that combined them and performs the analog-to-digital conversion. The digital ECG signal is transferred to an NVidia embedded PC where the processing takes place, including QRS-complex, heart rate and HRV detection as well as visualization features. The compact resulting sensor provides good results in the extraction of the main ECG parameters. The sensor is being used in a larger frame, where facial-recognition-based drowsiness detection is combined with ECG-based detection to improve the recognition rate under unfavorable light or occlusion conditions.
Error correction coding (ECC) for optical communication and persistent storage systems require high rate codes that enable high data throughput and low residual errors. Recently, different concatenated coding schemes were proposed that are based on binary Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) codes that have low error correcting capabilities. Commonly, hardware implementations for BCH decoding are based on the Berlekamp-Massey algorithm (BMA). However, for single, double, and triple error correcting BCH codes, Peterson's algorithm can be more efficient than the BMA. The known hardware architectures of Peterson's algorithm require Galois field inversion. This inversion dominates the hardware complexity and limits the decoding speed. This work proposes an inversion-less version of Peterson's algorithm. Moreover, a decoding architecture is presented that is faster than decoders that employ inversion or the fully parallel BMA at a comparable circuit size.
This work proposes a suboptimal detection algorithm for generalized multistream spatial modulation. Many suboptimal detection algorithms for spatial modulation use two-stage detection schemes where the set of active antennas is detected in the first stage and the transmitted symbols in the second stage. For multistream spatial modulation with large signal constellations the second detection step typically dominates the detection complexity. With the proposed detection scheme, the modified Gaussian approximation method is used for detecting the antenna pattern. In order to reduce the complexity for detecting the signal points, we propose a combined equalization and list decoding approach. Simulation results demonstrate that the new algorithm achieves near-maximum-likelihood performance with small list sizes. It significantly reduces the complexity when compared with conventional two-stage detection schemes.
The introduction of multi level cell (MLC) and triple level cell (TLC) technologies reduced the reliability of flash memories significantly compared with single level cell (SLC) flash. The reliability of the flash memory suffers from various errors causes. Program/erase cycles, read disturb, and cell to cell interference impact the threshold voltages. With pre-defined fixed read thresholds a voltage shift increases the bit error rate (BER). This work proposes a read threshold calibration method that aims on minimizing the BER by adapting the read voltages. The adaptation of the read thresholds is based on the number of errors observed in the codeword protecting a small amount of meta-data. Simulations based on flash measurements demonstrate that this method can significantly reduce the BER of TLC memories.
Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) bei Kindern werden häufig zu spät diagnostiziert und die Begleitung der chronischen Krankheit gestaltet sich schwierig. Der vorgestellte Ansatz erlaubt die Behandlung der Kinder in dem bekannten häuslichen Umfeld und versucht die Beziehungen zwischen Schlaf und Verhalten herauszuarbeiten. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen die Lebensqualität der Patienten verbessern und den Eltern Hilfestellung geben. Die notwendige infrastrukturelle Unterstützung wird durch medizinisches Fachpersonal geleistet, das auf einen web-basierten Service zurückgreifen kann, der sämtliche Prozesse (Diagnostik, Datenerfassung, -aufzeichnung und Training etc.) begleitet. Die anonymisierten Daten werden in einem Diagnosesystem zentral abgelegt und können so für zukünftige Behandlungsstrategien nutzbar sein. Die umfassende Lösung setzt auf zentrale Elemente von Smart-Homes und AAL auf.