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Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Drahtlose Breitbandkommunikations-systeme

Modul: Drahtlose Breitbandkommunikationssysteme (Vorlesung, Praktikum, Übung)

Nachrichtentechnik, PHY, MAC, Modulation, OFDM, MIMO, Beamforming, Kanalkodierung, Breitbandkommunikation, WLAN, LTE, 5G, Wireless Communication Systems

(Wireless Broadband Communication Systems)    

Dozenten:

Achtung: Das Modul läuft in jedem Wintersemester !

Termine für das Wintersemester 2017/18:

  • Beginn der Lehrveranstaltungen im Wintersemester 2017/18:
    • Erste Vorlesung: Freitag, 20.10.2017, 11-13 Uhr RUD 25, 3.113
    • Erstes Praktikum: Freitag, 27.10.2017, 13:30 Uhr RUD 25, 3.113 & 3.212 (Einführung in MATLAB/SIMULINK)
    • Erste Übung: Freitag, 03.11.2017, 15-16:30 Uhr RUD 25, 3.113
  • keine Lehrveranstaltungen am 29.12.2017 und 05.01.2018 (akademische Ferien)

 

Beispielhafter Plan für das Modul Drahtlose Breibandkommunikation aus WS 2016/17 (PDF)PDF

 


Inhalte der Veranstaltung

Bei der Breitbandkommunikation führen die Kanaleigenschaften von Leitungs- oder Funkverbindungen zu verschiedenen Beeinträchtigungen der seriell übertragenen Symbole. Dazu gehören Rauschen, Dämpfung und Intersymbol Interferenz. Diese Beeinträchtigungen können durch geeignete Übertragungs- und Signalverarbeitungsverfahren weitestgehend korrigiert werden. Solche Verfahren werden im Seminar behandelt. Besonderer Fokus liegt dabei auf modernen drahtlosen Hochgeschwindigkeitsnetzwerken, die dem Anwender zukünftig Übertragungsraten von über 1 Gbit/s zur Verfügung stellen.

Voraussetzungen und Studienpunkte

Das Modul ist in erster Linie für Master-Studierende und Diplom-Studierende im Hauptstudium gedacht.

  • Master-Studierende belegen Vorlesung und Praktikum und erhalten bei erfolgreichem Abschluss 5 SP.

Bitte über AGNES anmelden (Veranstaltungsnummer für PR: 3313059)

  • Diplom-Studierende belegen Vorlesung, Praktikum und Übung und erhalten bei erfolgreichem Abschluss 8 SP.
    (Das Modul zählt als Halbkurs in der Technischen Informatik.)

Bitte über AGNES anmelden (Veranstaltungsnummer für PR: 3313059 & UE: 3313060)

Vorausgesetzte Kenntnisse:

  • Grundkenntnisse der Signalverarbeitung (z.B. Halbkurs Grundlagen der Signalverarbeitung)
  • Grundkenntnisse der Modellierung und Simulation mit MATLAB, Simulink, Labview oder ähnlichen Werkzeugen

Schwerpunkte

  • Einführung, Besonderheiten der drahtlosen Übertragung
  • Kanaleigenschaften und Kanalmodelle
  • Modulationsverfahren
  • OFDM als hocheffizientes Verfahren zur drahtlosen Kommunikation
  • Kanalkodierung und Fehlerkorrekturverfahren
  • Synchronisation und Kanalschätzung
  • Implementierungsaspekte
  • 5. Generation Mobilfunk (5G) - aktuelle Entwicklungen

Literatur

  • J. Schiller: Mobilkommunikation, Pearson Studium
    ISBN 3-8273-7060-4
    auch: Addison-Wesley, ISBN: 978-3-8273-1578-6
  • Karl Dirk Kammeyer: Nachrichtenübertragung, B.G. Teubner Verlag
    ISBN-10:3-8351-0179-X
  • Nuszkowski: Digitale Signalübertragung im Mobilfunk, Jörg Vogt Verlag 2010
    ISBN 978-3-938860-26-7
  • Proakis, Salehi: Grundlagen der Kommunikationstechnik, Pearson Studium
    ISBN 3-8273-7064-8
  • H. Schulze, C. Lüders: Theory and Applications of OFDM and CDMA - Wideband Wireless Communications, WILEY, 2005.
    ISBN: 978-0-470-85069-5
  • M. Bossert: Kanalcodierung, 2. Aufl., Teubner 1998
    ISBN 3-519-16143-5
  • Hanzo: Single- and Multi-carrier Quadrature Amplitude Modulation", WILEY
    ISBN 0-471-49239-6
  • Molitor : VHDL, Pearson Studium
    ISBN 3-8273-7047-7
  • WWW-Seite zum Schaltkreisentwurf
    http://www.ti.informatik.hu-berlin.de/teaching/ws/ske
  • S.D. Stearns: Digitale Verarbeitung analoger Signale. München: Oldenbourg-Verlag 1991
    ISBN 3-486-22027-6
  • weitere Literatur wird in der 1. Veranstaltung bekanntgegeben.

Modulbestandteile:

Vorlesungen zu ausgewählten Themen der Breitbandkommunikation

  • Kanalmodellierung
  • Kanalkapazität (Shannon)
  • Freiraumdämpfung, Pfadverlust und Linkbudget (Friis Gleichung)
  • Fehlerkorrekturverfahren
  • OFDM-Übertragung
  • Beamforming und MIMO-Verfahren
  • Existierende und entstehende Standards im Bereich drahtlose Übertragung (WLAN, WPAN, 5G, ...)

Übung (begleitend und vertiefend zu den Vorlesungsthemen)

  • Linkbudget
  • Fehlerkorrekturverfahren
  • OFDM-Übertragung
  • Kanalschätzung und Kanalkorrektur

Praktikum mit konkreten Aufgabenstellungen:

  • Entwurf und Modellierung eines kompletten drahtlosen Übertragungssystems
  • Simulationen in MATLAB oder SIMULINK (bevorzugt)
  • Vertiefung zu den Prinzipien der OFDM-Übertragung
  • Echte Funkübertragung mit Software Defined Radio (SDR) Plattform am Ende des Praktikums
  • Zusammenfassung und Darstellung der Ergebnisse

Liste der Vorlesungen für das WS 2017/18

(Der beispielhafte Zeitplan aus dem WS 2016/17 als PDF PDF hier)

  • VL-1 Einführung in die Nachrichtentechnik
  • VL-2 Kanalmodelle und Antennen
  • VL-3 Modulationsverfahren - überblick
  • VL-4 Kanalkodierung und Fehlerkorrekturverfahren
  • VL-5 OFDM-Übertragung
  • VL-6 Kanalschätzung und -Korrektur
  • VL-7 Synchronisationsverfahren
  • VL-8 Kanalkapazität (Shannon-Hartley-Gesetz)
  • VL-9 Pfadverlust (Friis Transmissionsgleichung), Linkbudgetberechnung
  • VL-10 Beamforming- und MIMO-Verfahren
  • VL-11 MAC-Protokolle (IHP)
  • VL-12 Implementierungsaspekte (IHP)
  • VL-13 Lokalisierung (HU-B)
  • VL-14 Frequenzregulierung & Standardisierung / neue Standards
  • VL-15 Fünfte Generation Mobilfunk (5G) - aktuelle Entwicklungen

Dokumentation

  • Vorlesungsfolien, Literaturstellen und Dokumentationen: (PDF) PDF
  • Praktikumsaufgaben: (PDF) PDF
  • ZIP Dateien zur Unterstützung des Praktikums: (ZIP) ZIP
  • Excel Tabelle zur Berechnung des Link-Budget: (XLSX) XLSX
     

 

 


Link Zur Seite von Prof. E. Grass.