Information Theory and Coding - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Mathematik-Pflichtfächer in den Semestern 1-4, Wahrscheinlichkeitsrechnung, ausgewählte Methoden der Algebra

Die Studierenden kennen nach der Vorlesung und den dazu gehörigen Übungen die informationstheoretische Beschreibung und Kenngrößen der Quellenmodelle, des Übertragungskanals, von Leitungscodierungen. Sie verstehen Optimalcodierungen, fehlerkorrigierende Codierungsverfahren, Grundlagen der Chiffrierung und Anwendungen der Codierungstheorie in orthogonalen Multiplexverfahren. Die Studierenden sind in der Lage, Codes hinsichtlich Redundanz, Störsicherheit und Chiffrierung zu bewerten und zu synthetisieren. Sie können die Effizienz der Redundanzreduktion für bekannte Standardverfahren in modernen Informationsübertragungssystemen (leitungsgebunden und drahtlos) analysieren und grundlegende Verfahren der Optimalcodierung in Anwendungen synthetisieren. Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, neue Verfahren der Codierungstechnik zu verstehen, zu bewerten und zu synthetisieren.

• Nachrichtenübertragungsmodell, Signalquellen, informationstheoretische Beschreibung, Entropie.
• Quellencodierung, Redundanzminderung nach Fano und Huffman, Codierung von Markoff-Prozessen.
• Redundanzminderung durch Transformation, Selektion und Quantisierung (Golomb, Rice, Arithmetische Codierung)
• Übertragungskanal, informationstheoretische Beschreibung, Signal/Rausch-Verhältnis und Fehlerwahrscheinlichkeit
• Informationstheoretische Modellierung des Übertragungskanals, Informationsfluss und Kanalkapazität
• Leitungscodierungen mit Beispielen
• Fehlerkorrigierende Codierung (Kanalcodierung), Grundlagen, Fehlererkennung, Fehlerkorrektur, Restfehlerrate
• Hamming-Codes, Linearcodes, zyklische Codes, Technische Realisierung
• Burstfehlerkorrektur. Faltungscodierung und Viterbi- Algorithmus
• Galoisfeld, BCH-Codes, RS-Codes, Turbo-Codes.
• Chiffrierung, symmetrische u. asymmetrische Verfahren
• Orthogonalcodes (CDMA).

Folienpräsentation über Beamer, Übungsaufgaben, Tafelanschrieb, Literaturverweise

• Rohling, H.: Einführung in die Informations- und Codierungstheorie, Teubner-Verlag, 1995, ISBN 3-519-06174-0.
• Bossert, M.: Kanalcodierung, Oldenbourg Verlag München, 2013, ISBN 978-3-486-72128-7.
• Kubas, Chr.: Informations- und Kodierungstheorie, 4. Lehrbuch, Dresden, 1992, ISBN 02-1590-04-0.
• Schönfeld, D.; Klimant, H.; Piotraschke, R.: Informations- und Codierungstheorie, 4. Auflage, Springer/Vieweg, 2012, ISBN 978-3-8348-8218-9.
• Strutz, T.: Bilddatenkompression, Vieweg-Verlag, 2005, ISBN 3-528-13922-6.