Mobilkommunikationstechnik / Mobile Communications

This course is held in German and is provided in summer semester only. It is equivalent to 3 creditpoints.

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Contents

Die Vorlesung Mobilkommunikationstechnik hat die folgenden sechs Kapitel:

1. Digitaler zellularer Mobilfunk (Einführung)
 

• Geschichte der Telekommunikation
• Generationen zellularer Mobilfunksysteme (Anfänge, 1G, 2G, 3G, 4G, 5G)

2. Informationstheorie
 

• Entropie und Kanalkapazität
• Entropie wertdiskreter Nachrichten
• Entropie von Zufallsvariablen
• Kanalkapazität diskreter Kanäl
• Kanalkapazität kontinuierlicher Kanäle mit AWGN
• Satz von Shannon und Hartley
• Maximale Datenrate bei diskretem Symbolvorrat
• ZUSATZMATERIAL: Entropie und Informationstheorie - ein kurzer Einstieg
• ZUSATZMATERIAL: Wahrscheinlichkeitsrechnung - ein kurzer Einstieg

3. Mobilfunkkanal
 

• Was ist der Mobilfunkkanal? (Arten der Interferenz, Mehrwegeausbreitung, Zeitvarianz, langsamer und schneller Schwund)
• Funkfelddämpfung (Lognormal-Schwund, Rayleigh-Schwund, Rice-Schwund)
• Funkreichweite ("Shadow Margin", Handover-Gewinn, minimal zulässige Empfangsleistung/"Link Budget", maximaler Zellradius)
• Stochastische Beschreibung des Mobilfunkkanals (Bandpassisgnale, zeitvariante Faltung, zeitvariante Übertragungsfunktion, zeitvariante Kanalimpulsantwort, Frequenz-Zeit-Korrelationsfunktion, Zeit-Korrelationsfunktion, Frequenz-Korrelationsfunktion, Verzögerungs-Zeit-Korrelationsfunktion, unkorrelierte Streuung und schwache Stationarität, Verzögerungs-Leistungsspektrum, Streufunktion/"Scattering Function", Doppler-Spektrum)
• Simulation von Mobilfunkkanälen (Erzeugung von Zufallsvariablen, zeitdiskretes Kanalmodell, Messungen)
• Mobilfunkkanalmodelle mit Richtungsabhängigkeit (Messergebnisse)

4. Modulation
 

• Systemmodell
• Grundlegende Modulationsarten (Amplitudenmodulation, Winkelmodulation, Quadraturamplitudenmodulation)
• Beispiele (BPSK, OQPSK, MSK, GMSK, 8-PSK, Verwenden von Wurzel-Kosinus-Roll-Off-Filtern)
• Modulation und Datenraten in 3GPP-Mobilfunksystemen
• OFDM
• Signalqualität und Übertragungsfehler

5. Mobilfunkübertragung
 

• Diversität (Prinzip, Diversitätsarten, Kombinierverfahren)
• Vielfachzugriff (Prinzip, FDMA, TDMA, CDMA, SDMA, Bandspreizverfahren, OVSF, hybride Vielfachzugriffsverfahren)
• Signalstruktur (Bursts, Präambeln, Mittambeln)
• Kanalschätzung (Systemarchitektur, Erzeugung von Lernfolgen, Maximum-Likelihood-Kanalschätzung)
• Datendetektion (Prinzipien, optimale und suboptimale Datendetektion)

6. Mobilfunknetz
 

• PLMN ("Public Land Mobile Network")
• Zellnetze
• Verluste in Mobilfunksystemen (Blockierung, unzureichende Funkversorgung, Einfluss des Zellnetzes)
• Effizienzmaße (Wirkungsgrad, Arten der Spektrumeffizienz, Bestimmen der Spektrumeffizienz)

ÜBUNGSAUFGABEN MIT LÖSUNGEN

MUSTERKLAUSUREN

Diese Lehrveranstaltung wird im Sommersemester 2020 zunächst im "inverted classroom model" unter https://moodle.uni-due.de/course/view.php?id=19987 angeboten.