BWP515: Kommunikationstechnik (mit Praktikum)
Wahlpflichtmodule
BWP515: Kommunikationstechnik (mit Praktikum)
Prof. Dr. Christoph Degen
Prof. Dr. Christoph Degen
- Bachelor Elektrotechnik
- Bachelor Maschinenbau
- Bachelor Mechatronik und Robotik
Ingenieurwissenschaften
Deutsch
jährlich
1 Semester
5 ECTS
Deutsche Notenskala 1-5
2 V | 1 Ü | 1 P | - S
Communications Engineering
- BET202: Analoge Signale und Systeme: Signalbeschreibung im Zeit- und Frequenzbereich, Übertragungsfunktionen, Spektren und analoge Filter.
- BET203: Digitale Signalverarbeitung: Abtastung, Quantisierung, diskrete Fourier-Analyse und digitale Modulations- bzw. Signalverarbeitungsgrundlagen.
WAS
Die Studierenden können grundlegende analoge und digitale Kommunikationssysteme modellieren, analysieren und wesentliche Verfahren der Modulation, Übertragung und Detektion auf exemplarische Übertragungskanäle anwenden.
WOMIT
Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie
- Signale im Zeit- und Frequenzbereich beschreiben und relevante Größen (Bandbreite, SNR, Leistung) bestimmen,
- analoge Modulationsarten (AM, FM, PM) herleiten und für einfache Szenarien simulieren und bewerten,
- digitale Übertragungsverfahren (PAM, ASK, FSK, PSK, QAM) modellieren und Implementierungen erstellen,
- Grundprinzipien der Abtastung, Quantisierung und Codierung anwenden,
- typische Übertragungskanäle (additives Rauschen, Bandbegrenzung, Mehrwegeffekte) charakterisieren,
- Leistungsmaße wie Bitfehlerrate, Signal-Rausch-Verhältnis und spektrale Effizienz bestimmen,
- Detektionsverfahren für Empfänger (kohärent/inkohärent) anwenden und miteinander vergleichen,
- Simulationen oder kleine Experimente zur Bewertung von Kommunikationsverfahren durchführen und dokumentieren.
WOZU
um grundlegende Kenntnisse der Signalübertragung in modernen Kommunikationssystemen zu erwerben, die sie befähigen, in weiterführenden Modulen oder beruflichen Tätigkeiten Kommunikationsverfahren auszuwählen, anzupassen oder in Systemlösungen einzubetten.
- Grundlagen der Signalübertragung
- deterministische und stochastische Signale
- Leistung, Energie, Bandbreite
- Fourier-Analyse und Spektren
- Rauschmodelle (AWGN, quantisierungsbedingtes Rauschen)
- Analoge Modulationsverfahren
- Amplituden-, Frequenz- und Phasenmodulation
- Modulator- und Demodulatorgrundschaltungen
- spektrale Betrachtungen
- Anwendungen in Rundfunk und analogen Funksystemen
- Abtastung und Quantisierung
- Nyquist-Kriterium
- Aliasing
- Quantisierung und PCM
- A/D- und D/A-Umsetzergrundlagen
- Digitale Modulation
- ASK, FSK, PSK, QAM, OFDM (Einführung)
- kohärente und nichtkohärente Detektion
- Bitfehlerraten und Entscheidungskriterien
- Kanalcodierung: einfache Block- und Faltungscodes (Überblick)
- Übertragungskanäle
- AWGN-Kanal
- bandbegrenzte Kanäle
- einfache Mehrwegeszenarien
- Einführung in Fading- und Mobilfunkkanäle
- Systeme und Anwendungen
- Grundstruktur eines Kommunikationssystems
- Basisband- und Passbandübertragung
- Beispiele aus Funk, Datenübertragung, WLAN, Mobilfunk (konzeptionell)
- Praktische Übungen und Experimente
- Simulationen in MATLAB/Octave oder Python
- Analyse von Spektren und Modulationssignalen
- Messungen mit einfachen HF-Versuchsaufbauten oder Software Defined Radio (SDR), falls vorhanden
aktive Praktikumsteilnahme
Studienarbeit, 5-10 Seiten
- Carsten Roppel: Grundlagen der Nachrichtentechnik. Hanser, 2018.
- Ulrich Freyer: Nachrichtenübertragungstechnik. Hanser, 2017.
- O. Beucher: Signale und Systeme: Theorie, Simulation, Anwendung. Springer Vieweg, 2015.
- M. Werner: Nachrichtentechnik. 8. Auflage, Springer Vieweg, 2021.
- P. A. Höher: Grundlagen der digitalen Informationsübertragung. 3. Auflage, Springer Vieweg, 2022.