Empfängersynchronisation (SYNC)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Receiver Synchronization)

Lehrveranstaltungen:

• • Empfängersynchronisation
    (Vorlesung mit Übung, 3 SWS, Wolfgang Koch, Mi, 10:15 - 11:45, E 1.12; Di, 8:45 - 9:30, E 1.12; Termin kann auf Wunsch geändert werden; Vereinbarung am Die, 15. Okt)
  • Übungen zu Empfängersynchronisation
    (Übung, 1 SWS, Wolfgang Koch et al., Di, 9:30 - 10:15, E 1.12)

Inhalt:

Die Lehrveranstaltung behandelt Fragen der Empfängersynchronisation einer digitalen Übertragungsstrecke. Ziel der Empfängersynchronisation ist es, Signalparameter zu gewinnen, die für eine Rückgewinnung der digitalen Information aus dem analogen Empfangssignal notwendig sind. Die wesentlichen Parameter sind

• Trägerfrequenz,

• Trägerphase,

• Symboltaktfrequenz (Symbolrate) und

• Symbolphase.

In der Lehrveranstaltung werden zunächst die Prinzipien des Phasenregelkreises (PLL) zur Frequenz- und Phasensynchronisation vorgestellt und deren theoretische Hintergründe erläutert. Der größteTeil der Vorlesung wird anschließend den modernen Verfahren derso genannten Vorwärtsschätzung von Frequenz und Phase gewidmet, die mittels digitaler Signalverarbeitung implementiert werden können. Auf der Basis des Maximum Likelihood Ansatzes werden optimale Schätzverfahren hergeleitet. Wenngleich die daraus resultierenden Verfahren zu komplex für eine Realisierung sind, ist ihre Betrachtung aus zwei Gründen lohnenswert:

• Es lassen sich implementierungsgünstige suboptimale Varianten ableiten.

• Es lassen sich Schranken für die erreichbare Schätzgenauigkeit unter gegebenen Störverhältnissen angeben. Diese dienen als absoluter Bewertungsmaßstab für alle suboptimalen Verfahren.
  

Zum Abschluss der Vorlesung wird ein konkretes Beispiel aus der Praxis behandelt: Die Empfängersynchronisation (inklusive Kanalschätzung) in einem Mobilfunkempfänger nach dem GSM-Standard.

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• charakterisieren das Synchronisationsproblem der digitalen Übertragung,

• beschreiben und optimieren Phasenregelkreise (PLLs) zur Frequenz- und Phasensynchronisation,

• skizzieren den Maximum-Likelihood-Ansatz zur Schätzung von Frequenz- und Phase,

• charakterisieren Schätzverfahren mit der Cramer Rao Lower Bound,

• leiten optimale Schätzverfahren auf der Basis des Maximum-Likelihood-Ansatzes her,

• formulieren und entwerfen suboptimale Schätzverfahren mit reduzierter Komplexität,

• formulieren und entwickeln Verfahren zur Empfängersynchronisation inklusive Kanalschätzung für einen Mobilfunkempfänger nach dem GSM-Standard.

Literatur:

Skriptum zur Vorlesung

Organisatorisches:

Benötigte Vorkenntnisse: Wahrscheinlichkeitstheorie, Grundlagen stochastischer Prozesse, Laplace- und Fouriertransformation, Theorie linearer Systeme

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | Studienrichtung Elektro- und Informationstechnik (Masterprüfungen) | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Empfängersynchronisation)
2. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Informationstechnik | Vertiefungsmodule Informationstechnik | Empfängersynchronisation)
3. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Studienrichtungen | Studienrichtung Informationstechnik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Informationstechnik | Empfängersynchronisation)
4. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): 1-4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Studienrichtung Informationstechnik | Vertiefungsmodule Informationstechnik | Empfängersynchronisation)
5. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Übertragung und Mobilkommunikation | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus EEI im Schwerpunkt Übertragung und Mobilkommunikation)
6. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | Wahlpflicht- und Vertiefungsmodul Modulgruppe 4 | Vertiefungsmodul Modulgruppe 4 | Empfängersynchronisation)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Empfängersynchronisation (Prüfungsnummer: 67901)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2014/2015, 1. Wdh.: SS 2015, 2. Wdh.: WS 2015/2016

1. Prüfer:

Wolfgang Koch

Termin: 23.07.2015