Nachrichtentechnik - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Nach der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage, Nachrichtenquellen und Übertragungskanäle informationstheoretisch zu beschreiben. Sie können die Grenzen der Nachrichtenübertragung berechnen und so die Effizienz konkreter Übertragungssysteme beurteilen. Die Hörerinnen und Hörer können Verfahren zur Quellencodierung anwenden und deren Güte einschätzen.

Sie können Signale konstruieren, die das erste Nyquist-Kriterium erfüllen und den optimalen Empfänger auf der Basis eines signalangepassten Filters entwerfen und analysieren. Durch die gewonnenen Fertigkeiten können sie das Prinzip von Mehrträger -und von Vielfachzugriffssystemen verstehen und solche Systeme evaluieren. 

Nach Abschluss des Modules können die Studierenden ihre praktischen Fähigkeiten und Fertig­keiten einschätzen und sich mit Fachleuten über die Thematik austauschen.

Nach dem Seminar haben die Studierenden ihre in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse anhand ausgewählter Beispiele vertieft.

Die vor Kapitel 6 liegenden Inhalte werden im Fach Informationstechnik behandelt.

6. Informationstheorie
6.1 Informationsgehalt und Entropie
6.2 Shannon'sches Quellencodierungstheorem
6.3 Datenkompression
6.4 Diskreter Kanal ohne Gedächnis
6.5 Transinformation
6.6 Kanalkapazität
6.7 Shannon'sches Kanalcodierungstheorem
6.8 Differentielle Entropie und Transinformation für kontinuierliche Quellen
6.9 Informationstheoretisches Kapazitätstheorem
=> Realisierungsgrenzen beim Systementwurf

7. Stochastische Prozesse
7.1 Scharmittelwerte (Wdh.)
7.2 Zeitmittelwerte (Wdh.)
7.3 Zeitmittelwerte von deterministischen Signalen
7.3.1 Autokorrelationsfunktion periodischer Zeitfunktionen
7.3.2 Autokorrelationsfunktion aperiodischer deterministischer Zeitfunktionen (Energiesignale)
7.4 Fouriertransformierte (Spektralfunktion) der AKF (Wdh.)
7.4.1 Spektrale Energiedichte
7.4.2 Spektrale Leistungsdichte
7.5 Kreuzkorrelationsfunktionen und zugehörige Spektralfunktionen
7.6 Abgetastete stochastische Vorgänge

8. Stochastische Signale und lineare zeitinvariante Systeme
8.1 Statistische Eigenschaften des Ausgangssignals
=> Linearer Mittelwert des Ausgangssignals
=> AKF des Ausgangssignals
=> Spektrale Leistungsdichte des Ausgangssignals
=> Mittlere Leistung des Ausgangssignals (Berechnung im Frequenz- und Korrelationsbereich)
8.2 KKF zwischen Eingangs- und Ausgangssignal
=> Anwendung: Ermittlung der Gewichtsfunktion eines LTI-Systems
=> Messung an einem System das durch additives Rauschen gestört ist
=> Vergleich: Sinusmesstechnik - Korrelationsmesstechnik

9. Komplexe Signale und Systeme
9.1 Darstellung reeller Bandpasssignale im Basisband (Wdh.)
9.2 Komplexwertige Systeme (Wdh.)
9.3 Komplexwertige stochastische Prozesse
9.4 Basisbanddarstellung stochastischer Bandpasssignale

10. Nachrichtenübertragung über Kanäle mit additiven Rauschstörungen
10.1 Signalangepasste Filterung (Matched Filter)
=> Kosinus-Roll-Off-Filter
=> Beziehung zwischen dem Matched Filter und dem Korrelationsempfänger
=> Beispiel: QPSK im komplexen Tiefpassbereich
=> Signalangepaßtes Filter für farbiges Rauschen
10.2 Spektrale Leistungsdichte linear modulierter Signale

11. Vielfachzugriffsverfahren
11.1 TDMA, FDMA
11.2 Code Divison Multiple Access (CDMA)
=> Spreizung bei DS-CDMA
=> Einfluß von Interferenz
=> Spreizcodes
=> Interferenz durch Vielfachzugriff
=> Mehrwegeausbreitung
=> RAKE Empfänger
11.3 OFDM

Entwicklung auf Präsenter und Präsentation von Begleitfolien über Videoprojektor. Folienscript und Aufgabensammlung im Copy-Shop oder online erhältlich Literaturhinweise online

• C. E. Shannon, ''A mathematical theory of communication,'' Bell System Technical Journal, vol. 27, pp. 379-423 and 623-656, July and October, 1948.
  
  
• D. Kreß and D. Irmer, Angewandte Systemtheorie. Oldenbourg Verlag, München und Wien, 1990.
  
  
• S. Haykin, Communication Systems. John Wiley & Sons, 4th edition, 2001.
  
  
• F. Jondral and A. Wiesler, Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung und stochastischer Prozesse für Ingenieure. Teubner Verlag, Stuttgart/Leipzig, 2000.
  
  
• A. Papoulis, Probability, Random Variables, and Stochastic Processes. McGraw-Hill, 2nd edition, 1984.
   
• A. Fettweis, Elemente nachrichtentechnischer Systeme. Teubner Verlag, 2. Auflage, Stuttgart/Leipzig, 1996.
  
  
• J. R. Ohm and H. D. Lüke, Signalübertragung. Springer Verlag, 8. Auflage, 2002.
   
• J. G. Proakis and M. Salehi, Grundlagen der Kommunikationstechnik. Pearson Education Deutschland GmbH, 2004.
  
  
• K.-D. Kammeyer, Nachrichtenübertragung. Teubner Verlag, 3 ed., 2004.
   
• I. A. Glover and P. M. Grant, Digital Communications. Person Prentice Hall, 1 ed.