Lehrveranstaltungshandbuch Quellen Kanalkodierung

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Verantwortlich: Prof.Dr.Dettmar

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 QK
  • BATIN2012 QK
  • Ba ET2010 QKC
  • BATIN2010 QKC

Organisation

Version erstellt 2011-11-25 VID 2 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Quellen Kanalkodierung LVID F07_QK LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 2 Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 30 Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 40 Praktikum 18 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• Lineare Algebra
• Stochastik
• Grundkenntnisse digitale Kommunikation
• Grundkenntnisse Matlab

Literatur

• B. Sklar Digital Communications, Prentice Hall, 2001
• Proakis: Digital Communications, Mc Graw Hill, 2000
• Roppel, Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik, Hanser, 2006
• Neubauer, Informationstheorie und Quellencodierung, Schlembach, 2006
• Neubauer, Kanalcodierung, Schlembach, 2006
• Lin, Costello, Error Control Coding, Prentice Hall 2004

Dozenten

• Prof.Dr.Dettmar

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• Dipl.-Ing. Seckler

Zeugnistext

Quellen- und Kanalcodierung

Kompetenznachweis

Form
sMP	Regelfall (bei großer Prüfungszahl: sK)

Aufwand [h]
sMP	10

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Einführung in die Informationstheorie
  • Information, Entropie, Redundanz
  • Quellencodiertheorem
  • Kanalkapazität, Transinformation
  • Kanalcodiertheorem
  • Performancegrenzen, Potentiale
• Quellencodierung
  • gedächtnislose und gedächtnisbehaftete Quellen
    • Entropieberechnung
    • Darstellung als Markov Quelle
  • Praktische Codes zur Redundanzreduktion
    • Huffman Codes
    • Lempel-Ziv Codes
    • arithmetische Codes
  • Irrelevanzreduktion
    • Überblick
    • Quantisierung
    • PCM
      • DPCM
      • ADPCM
      • Delta Modulation
      • Sigma Delta Modulator
• Kanalcodierung
  • Grundbegriffe, Zahlenkörper
  • binäre,lineare Blockcodes
    • Grundlagen, Definitionen
    • Hamming Codes
    • Reed Muller Codes
    • Repetition und parity check codes
  • Faltungscodes
    • Grundlagen, Definitionen
    • Encoder
    • Zustandsdiagramm und Trellis
    • Bestimmung des Distanzprofils
    • katastrophische Codes
  • Decodierverfahren
    • standard array
    • majority logic decoding
    • Viterbi decoding
• Codierte Modulation
  • trellis codierte Modulation
  • block codierte Modulation
• Link Budget
  • Link Budget Berechnung
  • Abschätzung der Funktionalität einer Datenübertragungsstrecke
  • System Trade-offs
• Spreizbandübertragung
  • Grundprinzipien der Spreizbandtechnik
  • DS-SS
  • FH-SS
  • Anwendungen zur Signaltrennung, -unterdrückung, Zeit- und Ortsbestimmung, Multiuser-Kommunikation
• Diversitätstechniken
  • Antennendiversity
  • Interleaving
  • Alamouti STC
  • Performance Abschätzung

Fertigkeiten

• nachrichtentechnische Systeme analysieren
  • Link Budget verstehen und interpretieren
  • Link budget erstellen und berechnen
  • Codecs verstehen und vergleichen
  • Übertragungssysteme darstellen und beurteilen
• Performance von Übertragungssystemen beurteilen und vergleichen
  • Potential von Quellencodierverfahren bestimmen und interpretieren
  • SNR Anforderungen von codierten und uncodierten Übertragungen vergleichen
  • Möglichkeiten zur Performanceverbessserung benennen und planen
• Verfahren zur Datenkompression und Fehlerkorrektur beurteilen und anwenden
  • verschiedene Codierschemata vergleichen
  • reale Codes mit oberer Schranke vergleichen
  • Komplexität charakterisieren
• theoretische Kenntnisse auf konkrete Probleme anwenden
• Übungsaufgaben verstehen und selbstständig lösen

Begleitmaterial

• elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
• elektronisches Skript zur Vorlesung
• elektronische Übungsaufgabensammlung
• elektronische Lösungskontrolle zu den Übungen
• elektronische Sammlung alter Klausuren mit Endergebnissen
• 10 elektronische Minitests zur Lernstandsüberprüfung

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Praktikum

Lernziele

Fertigkeiten

• Nachrichtetechnischer Systeme und Methoden analysieren und simulieren
  • Simulation von irrelevanz und redundanzreduzierenden Quellcodes
  • Simulation von fehlerkorrigierenden Codes
  • Vergleich mit Perfomance Bounds
  • Ergebnisse interpretieren
• Performance Vergleiche von Standardalgorithmen der Quellen- und Kanalcodierung
• Beurteilung und Interpretation der Simulationsergebnisse

Handlungskompetenz demonstrieren

• Anpassen der Programme an ähnliche Problemstellungen
• Einarbeiten in die Matlab Communications Toolbox, Erstellen eigener Skripten
• freies Experimentieren mit den zur Verfügung gestellen Simulationstools und Programmen
• Vergleich von verschiedenen technischen Lösungen

Begleitmaterial

• elektronische Praktikumsunterlagen zu allen Versuchen
• Zusatzmaterialien im Lernportal
• Im Praktikum verwendete m-Files

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bK	3 eTests je 15 min (je 1x wiederholbar)
bFG	Fachgespräch im Praktikum

Beitrag zum LV-Ergebnis
bK	Zulassung Praktikum
bFG	Testat/Zulassung Klausur

Intervall: 1/Jahr