Lehre

 

Zu den Veranstaltungen des Lehrgebiets Nachrichtenverarbeitung gehören:

  • Angewandte Leitungs- und Signaltheorie
  • Digitale Signalverarbeitung
  • Verfahren der Fehlercodierung
  • Signalverarbeitende Systeme
  • Informationstheorie

 


Angewandte Leitungs- und Signaltheorie (ALST)

Pflichtfach 3. Semester Bachelor Elektrotechnik

Wintersemester, 3V+2Ü+2P, 8 CP


Inhaltsbeschreibung

  • Signaltheorie
    • Signale (Elementarsignale / komplexe Signale / Energie und Leistung / Skalarprodukt und Orthogonalität / Korrelation von Signalen)
    • Systeme (Systemeigenschaften / LTI System / Dirac Impuls, Impulsfolge / Impulsantwort und Sprungantwort des Systems / Faltungsoperation / Eigenfunktion des Systems / Übertragungsfunktion des Systems)
    • Fouriertransformation (Eigenschaften / Korrespondenzen)
    • Signalabtastung
    • Korrelation und Leistungsdichtespektrum deterministischer Signale
    • Ideale Übertragungssysteme, Filter
  •  Vierpole
    • Widerstands-, Leitwert- und Kettenmatrix
    • Zusammenschaltung von Vierpolen
    • Filter Beispiele
  • Leitungen
    • Leitungselement
    • Leitungsgleichungen bei sinusförmiger Anregung
    • Vierpol Ersatzschaltbild
    • Charakteristische Größen
    • Verlustlose Leitung
    • Pulsausbreitung auf Leitungen

ALST Praktikum beinhaltet

  • Einführung in LTspice IV mittels RC-Vierpol-Analyse
  • Impuls- und Sprungantwort eines RC-Vierpols: Messungen und LTI Spice Simulation
  • Analyse von Signalen und Systemen im Frequenzbereich: Messungen und LTI Spice Simulation
  • Vierpoltheorie- und Systemtheorie Analyse einer Kettenschaltung zweier RC-Tiefpässe: Messungen und LTI Spice Simulation
  • Wellenausbreitung auf Leitungen: Messungen und LTI Spice Simulation

Digitale Signalverarbeitung (DSV)

Wahlmodul im 5. Semester Bachelor Elektrotechnik

Wintersemester, 2V+1Ü+1P, 6 CP

Inhaltsbeschreibung

  • Wiederholung (LTI Systeme, Fourier-Reihe und Fourier-Transformation, Analoge Filter)
  • Diskrete Signale
    • Abtastung
    • Darstellung zeitdiskreter Signale 
    • Rekonstruktion des Analogsignals
  • Diskrete Fourier Transformation (DFT)
    • Eigenschaften und Korrespondenzen
    • Zyklische Faltung
    • FFT und Schnelle Faltung
  • Diskrete Systeme
    • Diskrete LTI Systeme
    • Z - Transformation
    • Systembeschreibung
    • FIR und IIR Systeme
  • Digitale Filter
    • Frequenzgang und Filter-Charakteristik 
    • Tiefpass, Hochpass, Bandpass und Bandsperre
    • Allpass Filter
    • Moving Average Filter
    • Filter Eigenschaften (Linearphasiges Filter, Minimalphasiges Filter und inverse Systeme)
    • Filterentwurf (IIR Filter Entwurf mittels Bilinearer Transformation, FIR Filter Entwurf mit der Fenster Methode, Einfaches Bandpass FIR Filter Entwurf)

Im Praktikum werden die Eigenschaften der DFT, die Eigenschaften von FIR und IIR Systemen und Entwurf digitaler Filter mithilfe von selbst geschriebenen MATLAB Programmen analysiert. 

 


Informationstheorie (InfT)

Wahlmodul im 4. Semester Bachelor Elektrotechnik und Informatik

Sommersemester, 2V+1Ü+1P, 6 CP


Inhaltsbeschreibung

  • Nachricht und Information
    • Nachrichtenquellen, Wahrscheinlichkeiten
    • Informationsgehalt und Entropie
    • Gedächtnisbehaftete Quellen, Verbundquellen
  • Nachrichtenkanal und Wechselseitige Information
  • Quellencodierung
    • Codierung mit Kenntnis der Quellenstatistik, Präfix(freie) Codierung
    • Codierverfahren (Shannon-, Fano-, Huffman-Codierung)
    • Codierung erweiterter Quellen
    • Arithmetische Codierung
    • Verfahren ohne Kenntnis der Quellenstatistik (Willems Algorithmus, Lempel-Ziv-Welch Algorithmus)
    • Anwendungsbeispiele
  • Verlustbehaftete Kompression
    • Ansätze zu Bildkompression
    • Transformationscodierung
    • Quantisierung
  • Codierung zur Fehlerkorrektur
    • Codeeigenschaften und Parameter
    • Beispiele fehlerkorrigierender Codes
    • Beispiele fehlererkennender Codes

Das Praktikum beinhaltet Programmieren von Kompressions- und Codierungsalgorithmen in C/C++, JAVA, MATLAB oder Phyton


Codierung zur Fehlerkorrektur (CFK)

Wahlmodul im Sommersemester Master Elektrotechnik und Informatik

Sommersemester, 2V+1Ü+1P, 6 CP


Inhaltsbeschreibung

  • Lineare Blockcodes: Code Parameter und Eigenschaften
  • Modell eines Übertragungskanals (BSC und AWGN)
  • Codierung und Decodierung von Faltungscodes
  • Zuverlässigkeiten und Code Verkettung
  • Codierung und Decodierung basierend auf endlichen Körper:  Reed Solomon Codes
  • Fehlererkennung mittels CRC Codes

Praktikum beinhaltet das Programmieren von  Codier-/Decodierverfahren in MATLAB und die systematische Analyse der Codeperformance in einer verrauschten Sender-Empfänger Strecke mittels Bit-Error-Rate Simulationen.

 

 


Signalverarbeitende Systeme (SVS)

Wahlmodul im Wintersemester Master Elektrotechnik

Sommersemester, 2V+1Ü+1P, 6 CP


Inhaltsbeschreibung

  • Signale und Systeme:
    • Fourier Analyse, Korrelation
    • Abtastung, Diskrete Faltung und Korrelation
    • Diskrete Fourier Transformation, Überabtastung, Zero-padding, Zero-stuffing
    • Schnelle Fourier Transformation und schnelle Faltung
    • Änderung der Abtastrate
  • Digitale Modulation
    • Impulsformung
    • Basisband - Passband Modulation
    • Symbol Mapping, Demodulation und Fehlerwahrscheinlichkeiten
  • Stochastische Signale:
    • Zufallsprozesse und Zufallssignale
    • AWGN Kanalmodell
    • Zeitdiskrete Zufallssignale und AWGN Kanalmodell im äquivalenten diskreten Basisband
  • Übertragungskanal
    • Der äquivalente diskrete Basisbandkanal
    • Intersymbolinterferenz (ISI) 
    • Linearer zeitvarianter Kanal
  • Schätzung und Entzerrung
    • Linearer ZF Entzerrer
    • Linearer LS Entzerrer, MMSE Entzerrer 
    • Entscheidungsrückgekoppelter Entzerrer 
    • Optimale Entscheidung
    • Viterbi Entzerrer
  • OFDM
    • OFDM Modulation
    • Systemaufbau

Im Praktikum wird eine Übertragungsstrecke zwischen zwei Software Defined Radios in LABVIEW realisiert und analysiert.