Kommunikationstechnologien

11B2055

Bachelor

Deutsch

5.0

nur Wintersemester

1 Semester

Die Aufgabe der Kommunikationstechnik besteht darin, eine Information möglichst unverfälscht und effizient über technische Systeme zu übermitteln. In der heutigen Informationsgesellschaft sind fast alle betrieblichen Abläufe, privaten Aktivitäten und industrielle Abläufe von vernetzten Systemen und Kommunikationsmöglichkeiten abhängig. Umso wichtiger ist es, weiterhin moderne Kommunikationstechnologien zu entwickeln, die die begrenzten Ressourcen effizient nutzen und zugleich den immer weiter steigenden Anforderungen der verschiedenen Anwendungsfelder gerecht werden.  Das Modul „Kommunikationstechnologien“ führt in die grundlegenden Methoden der Signalübertragung in leitungsgebundenen Verfahren und Funktechnologien ein. Der Fokus liegt auf der Betrachtung digitaler Übertragungskonzepte, die für das Verständnis aktueller Übertragungstechnologien wichtig sind. Auch analoge Verfahren werden betrachtet, wenn sie zu einem tieferen Verständnis der digitalen Konzepte beitragen. Die Erweiterung der Signaltheorie um die Betrachtung stochastischer Signale ermöglicht die Beurteilung der verschiedenen Verfahren hinsichtlich der erzielbaren Übertragungsrate, Bandbreitebedarf, Fehlerwahrscheinlichkeit und weiterer Signaleigenschaften.

1. Grundbegriffe der Nachrichtenübertragung (z.B. Übertragungssystem, Vergleich analoger und digitaler Übertragungssysteme)
2. Wiederholung der Systemtheorie im Hinblick auf kommunikationstechnische Systeme (z.B. Zeitbereich, Frequenzbereich, Impulsantwort, Übertragungsfunktion, Energie- und Leistungssignale)
3. Tiefpass- und Bandpasssysteme (z.B. idealer Tiefpass und idealer Bandpass, äquivalente Tiefpass-Systeme)
4. Zeitdiskrete Signale (z.B. Abtastung und Quantisierung, Abtasttheorem, Diskrete Faltung, Diskrete Fouriertransformation)
5. Stochastische Signale (z.B. Beschreibung im Zeit- und Frequenzbereich, Korrelation, Leistungsdichtespektrum);
6. Digitale Übertragung im Basisband (z.B. Korrelationsempfang, Bitfehlerraten, Binär- und Mehrpegel-Übertragung);
7. Modulationsverfahren und Demodulation (z.B. AM/FM, Schwerpunkt: Digitale Verfahren ASK, PSK, QAM, FSK);
8. Digitale Übertragung mit Bandpasssignalen (z.B. Bitfehlerraten, Bandbreitebedarf)

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• mündliche Prüfung oder
• Klausur

• experimentelle Arbeit

Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl der/des Lehrenden

Mündliche Prüfung: siehe Allgemeiner Teil der Prüfungsordnung

Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Experimentelle Arbeit: insgesamt ca. 4-6 Versuche

Grundlegende Kenntnisse der  Signal- und Systemtheorie, z.B. aus dem Modul "Signale und Systeme"

Die Studierenden verstehen die wesentlichen Grundlagen der Nachrichtenübertragung, insbesondere die Konzepte und grundlegenden Komponenten digitaler Nachrichtenübertragungssysteme und erweitern ihre Kenntnisse der Signal- und Systemtheorie um die Behandlung stochastischer und zeitdiskreter Signale im Zeit- und Frequenzbereich. Sie können die entsprechenden Methoden systematisch zur Beschreibung und Analyse von Vorgängen in analogen und digitalen Nachrichtenübertragungssystemen anwenden.

Die Studierenden können die erweiterten Methoden der Signal- und Systemtheorie  gezielt zur Analyse von deterministischen und stochastischen Signalen und deren Übertragung über Systeme im Tiefpass- und Bandpassbereich anwenden. Sie verfügen über detaillierte Kenntnisse über die digitale Übertragung im Basisband und können wichtige Modulationsverfahren im Detail erklären. Sie können die Komponenten eines digitalen Übertragungssystems und die grundlegenden Konzepte der Übertragung digitaler Signale im Detail erklären und wichtige Parameter, wie z.B. deren Bandbreitebedarf und erzielbare Datenraten, abschätzen. Sie können den Einfluss von Störsignalen (AWGN) beschreiben und daraus resultierende Bitfehlerraten berechnen.

Die Studierenden verstehen den Einfluss wesentlicher Konzepte der digitalen Signalübertragung, z.B. den Einfluss der Abtastung und Quantisierung auf die erreichbare Qualität der Übertragung. Sie können die Übertragung von stochastischen Signalen über digitale Übertragungssysteme mit Hilfe der Signal- und Systemtheorie analysieren und  wesentliche Konzepte digitaler Systeme zur Nachrichtenübertragung in Bezug auf die erzielbare Übertragungsqualität und den Frequenzbedarf bewerten und vergleichen.

Die Studierenden sind in der Lage, die Methoden der Signal- und Systemtheorie gezielt zur Analyse der Übertragung von deterministischen und stochastischen Signalen über digitale Systeme zur Nachrichtenübertragung im Basisband und im Bandpassbereich anzuwenden. Sie können derartige Systeme analysieren und sind in der Lage, die unterschiedlichen Verfahren hinsichtlich Übertragungsrate, Bandbreitebedarf, Fehlerwahrscheinlichkeit und weiterer Signaleigenschaften zu bewerten und geeignet auszuwählen. Sie können Signale und Übertragungseigenschaften im Zeit- und Frequenzbereich messtechnisch erfassen und insbesondere auch spektrale Messungen mit Hilfe der Diskreten Fouriertransformation durchführen und bewerten. 

Die Studierenden können Nachrichtenübertragungssysteme mit dem spezifischen Fachvokabular präzise beschreiben und komplexe Zusammenhänge der digitalen Nachrichtenübertragung systematisch erläutern und mathematisch beschreiben. 

• Roer, Peter

• Roer, Peter
• Tönjes, Ralf