Systeme der Informations- und Multimediatechnik - Master of Science with Honors (SIM-MA)

Systems- and Networks-on-a-Chip [SNoC] Dozentinnen/Dozenten: Michael Glaß, Andreas Weichslgartner, Rafael Rosales Angaben: Seminar, 2 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium Termine: Einzeltermin am 29.1.2015, 14:00 - 16:00, 02.112-128 Vorbesprechung: Donnerstag, 30.10.2014, 12:00 - 12:30 Uhr, 02.112-128 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 5-9

Architekturen der Digitalen Signalverarbeitung [VORL ADS] Dozent/in: Georg Fischer Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium, Die Lehrveranstaltung findet erst ab der 2. Vorlesungswoche statt. Termine: Do, 12:15 - 13:45, EL 4.14 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 1-4 Voraussetzungen / Organisatorisches: Vorlesung: englisch Unterlagen zur Vorlesung: englisch/deutsch gemischt Prüfungssprache: englisch/deutsch wahlweise Inhalt: Basis-Algorithmen der Signalverarbeitung (FFT, Fensterung, Digitale FIR- und IIR-Filter) Nichtideale Effekte bei Digitalfiltern (Quantisierung der Filterkoeffizienten, Quantisierte Arithmetik) CORDIC-Architekturen Architekturen für Multiratensysteme (Abtastratenumsetzer) Architekturen digitaler Signalgeneratoren Maßnahmen zur Leistungssteigerung (Pipelining) Architekturen digitaler Signalprozessoren Anwendungen

Übungen zu Architekturen der Digitalen Signalverarbeitung [UE ADS] Dozent/in: Armin Talai Angaben: Übung, 2 SWS, nur Fachstudium Termine: Mo, 12:15 - 13:45, EL 4.13 Do, 14:15 - 15:45, EL 4.13 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 1-4 Voraussetzungen / Organisatorisches: Unterlagen zur Übung: englisch und deutsch

Eingebettete Systeme [ES] Dozentinnen/Dozenten: Frank Hannig, Jürgen Teich Angaben: Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, auch für Computational Engineering Termine: Do, 16:15 - 17:45, H10 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 5-9

	Erweiterte Übungen zu Eingebettete Systeme [EU-ES] Angaben: Übung, ECTS: 2,5 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 5-9
		Einzeltermine am 2.12.2014, 9.12.2014, 20.1.2015	9:00 - 13:00	02.133-128		Reiche, O.
		Einzeltermine am 2.12.2014, 9.12.2014, 20.1.2015	14:00 - 18:00	02.133-128		Roloff, S.

	Übung zu Eingebettete Systeme [UE-ES] Angaben: Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, auch für Computational Engineering Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 5-9
		Mi	8:15 - 9:45	02.133-113		Reiche, O.
		Do	8:15 - 9:45	0.154-115		Roloff, S.
		Do Einzeltermin am 17.10.2014	10:15 - 11:45 16:00 - 17:30	02.133-113 01.150-128		Tanase, A.

Equalization and Adaptive Systems for Digital Communications [E AS DÜ] Dozent/in: Wolfgang Gerstacker Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5 Termine: Di, 14:00 - 15:30, E 1.10 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 1-3 Voraussetzungen / Organisatorisches: Die Vorlesung wendet sich vor allem an Studenten der höheren Semester. Kenntnisse der Vorlesungen Systemtheorie und Digitale Signalverarbeitung, sowie entweder der Vorlesung Nachrichtenübertragung oder Digitale Übertragung, sind für die Teilnahme hilfreich. Inhalt: Bei der digitalen Übertragung spielen Kanalverzerrungen aufgrund ständig steigender Datenraten eine immer grössere Rolle. Bei vielen Anwendungen müssen für eine zuverlässige Übertragung komplexe Entzerrverfahren eingesetzt werden. Dies gilt sowohl für die leitungsgebundene als auch die drahtlose Kommunikation. Z.B. werden in der xDSL-Systemfamilie (Digital Subscriber Lines), die eine schnelle digitale Übertragung über Ortsanschlussleitungen gewährleistet, oft entscheidungsrückgekoppelte Entzerrverfahren oder Vorcodierungsverfahren eingesetzt und beim Mobilfunkstandard GSM und seiner Weiterentwicklung EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) Maximum-Likelihood-Sequenzschätzung bzw. zustandsreduzierte Entzerrung. Eng im Zusammenhang mit der eigentlichen Entzerrung stehen Adaptionsverfahren, mit denen die Parameter des Entzerrers optimal an den Übertragungskanal angepasst werden können. Lernziel: Ziel der Vorlesung ist eine umfassende Darstellung gebräuchlicher Entzerrungs- und Adaptionsverfahren. Den Teilnehmern sollen fundierte Kenntnisse der verschiedenen Verfahren vermittelt werden, die sie zu deren sinnvollem Einsatz in der Praxis befähigen. Empfohlene Literatur: Gerstacker, W.: Skriptum zur Vorlesung Entzerrung und adaptive Systeme in der digitalen Übertragung. Huber, J.: Trelliscodierung, Springer Verlag, Berlin, 1992. Benedetto, S., Biglieri, E.: Principles of Digital Transmission with Wireless Applications, Kluwer Academic Publishers, New York, 1999. Proakis, J. G.: Digital Communications. McGraw-Hill, New York, 3. ed., 1995. Haykin, S.: Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 3. ed., 1996.

Reconfigurable Computing [RC] Dozent/in: Daniel Ziener Angaben: Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium Termine: Di, 14:15 - 15:45, 01.255-128 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA ab 1

Exercises to Reconfigurable Computing [UE-RC] Dozent/in: Srinivas Boppu Angaben: Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium Termine: Do, 12:15 - 13:45, 00.152-113 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA ab 1

Extended Exercises to Reconfigurable Computing [EU-RC] Dozent/in: Ericles Sousa Angaben: Übung, ECTS: 2,5, nur Fachstudium Termine: Einzeltermine am 31.10.2014, 14.11.2014, 28.11.2014, 5.12.2014, 12.12.2014, 23.1.2015, 30.1.2015, 14:15 - 17:15, 02.133-128 n.V. Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA ab 1

Fundamentals of Mobile Communications [FuMoCo] Dozent/in: Ralf Müller Angaben: Vorlesung mit Übung, 3 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5 Termine: Di, 12:15 - 13:45, H6 Fr, 10:15 - 11:00, R4.15 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 1-4 Voraussetzungen / Organisatorisches: Theory of linear systems and signals (in particular Fourier transform), basics of digital (linear) modulation schemes (PSK, QAM) and corresponding pulse shapes (square-root cosine pulses), probability theory, basics of stochastic processes, in particular Gaussian processes. These topics are presented in the lectures "Communications" and "Signals and Systems". Inhalt: Learning target: To acquire theoretical and practical understanding of the physical layer of wireless communication systems with mobile users. Ability to design and assess transmission concepts for mobile communication systems. Content: First, a survey of concepts of various mobile communication systems is given. The systems are classified according to different criteria. In the following, the principles of mobile communications are discussed, which are applicable to any wireless communication system. In particular, these are the mathematical description of time-variant radio channels using stochastic processes, diversity principles in order to combat fast fading, multiplexing schemes, duplexing schemes, modulation (e.g. Gaussian minimum-shift keying, GMSK), and channel coding with special consideration of convolutional coding and decoding using the Viterbi algorithm as well as interleaving. Especially, the interaction of channel coding, interleaving and slow frequency hopping as applied in GSM as countermeasure against fast fading is analyzed. Receiver algorithms for channels with intersymbol interference are briefly addressed. The cellular concept of large systems like GSM and UMTS is introduced. Empfohlene Literatur: Koch, W.: Lecture script Fundamentals of Mobile Communications For further reading: [1] K.-D. Kammeyer: Nachrichtenübertragung, Vieweg+Teubner, 5. Auflage, 2011 [2] J.G. Proakis: Digital Communications, McGraw-Hill, 4th edition, 2001 [3] W.C. Jakes: Microwave Mobile Communications, Wiley-IEEE Press, 2nd rev. edition, 1994 [4] R. Vaughan and J. Bach Andersen: Channel, Propagation and Antennas for Mobile Communications, IEE, London, UK, 2003 [5] M. Mouly and M.-B. Paulet: The GSM System for Mobile Communications, Cell & SYS, France, 1992 [6] H. Holma and A. Toskala: WCDMA for UMTS: Radio Access for third generation mobile communications, Wiley, revised edition, 2001 [7] E. Dahlmann, S. Parkvall, J. Sköld, and P. Beming: 3G Evolution - HSPA and LTE for Mobile Broadband, 2nd edition, Elsevier, 2008

Tutorials for Fundamentals of Mobile Communications [ÜFuMoCo] Dozentinnen/Dozenten: Ralf Müller, Prasanth Karunakaran Angaben: Übung, 1 SWS Termine: Fr, 11:00 - 11:45, R4.15 Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA 1-3

Hardware-Beschreibungssprache VHDL [VHDL] Dozentinnen/Dozenten: Jürgen Frickel, Robért Glein Angaben: Vorlesung mit Übung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Kurs mit integrierter Rechner-Übung Termine: Mi, 8:15 - 9:45, S1 LIKE, P1 LIKE LIKE, Am Wolfsmantel 33, Tennenlohe (3. OG im FhG-Gebäude) Studienrichtungen / Studienfächer: WPF SIM-MA ab 1 Inhalt: Vorlesung und betreute Rechner-Übung über die Syntax und die Anwendung der Hardware-Beschreibungssprache VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) nach dem Sprachstandard IEEE 1076-1987 und 1076-1993 Konzepte und Konstrukte der Sprache VHDL Beschreibung auf Verhaltensebene und RT-Ebene Kursmaterial englisch-sprachig Vorlesung mit integrierten Übungsbeispielen Übungs-Betreuung in deutsch oder englisch Entwurf, Simulation und Synthese auf Gatterlogik-Ebene Verwendung professioneller Software-Tools Übungen mit Software "Xilinx-ISE" und Experimentier-Board "Digilent Basys2 Board 250K" Zielgruppe sind Hörer aller Fachrichtungen, die sich mit dem Entwurf und der Simulation digitaler Systeme und Schaltungen beschäftigen wollen.

Seminar Ausgewählte Kapitel der Nachrichtentechnik [Sem NT] Dozentinnen/Dozenten: Robert Schober, Wolfgang Gerstacker Angaben: Hauptseminar, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5 Termine: 14:00 - 18:00, E 1.12 Studienrichtungen / Studienfächer: WF SIM-MA 1-3

Praktikum Digitale Signalverarbeitung [Pr DSV] Dozentinnen/Dozenten: Andreas Schwarz, Hendrik Barfuss, Christian Hümmer, Jürgen Seiler, u.a. Angaben: Praktikum, 2 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, The first 5 dates are lessons and the aproject work is conducted in February. Due to the number of expected participants, the course will be offered in two time slots, Thursday morning (8:30-12:30) and Friday afternoon (14:00-18:00). To choose between the Thursday morning and Friday afternoon groups, you need to join the respective group on StudOn, after doing the registration on MeinCampus (you may need to wait until your MeinCampus login is transferred to StudOn). Places in both groups are limited, so make sure you register in time. Termine: Einzeltermine am 18.12.2014, 8:30 - 12:30, N 6.13 19.12.2014, 14:00 - 18:00, N 6.13 8.1.2015, 8:30 - 12:30, N 6.13 9.1.2015, 14:00 - 18:00, N 6.13 15.1.2015, 8:30 - 12:30, N 6.13 16.1.2015, 14:00 - 18:00, N 6.13 22.1.2015, 8:30 - 12:30, N 6.13 23.1.2015, 14:00 - 18:00, N 6.13 29.1.2015, 8:30 - 12:30, N 6.13 30.1.2015, 14:00 - 18:00, N 6.13 Blockveranstaltung 23.2.2015-27.2.2015 Mo-Fr, Zeit n.V., N 6.13 Studienrichtungen / Studienfächer: WF SIM-MA 1-4 Voraussetzungen / Organisatorisches: Systemtheorie, Digitale Signalverarbeitung Inhalt: In diesem Laborpraktikum wird die Theorie aus der Vorlesung Digitale Signalverarbeitung in der Praxis angewandt, unter Verwendung der Programmierumgebung MATLAB. Die behandelten Themen umfassen Quantisierung, Spektralanalyse, FIR- und IIR-Filterentwurf, Filterbänke, sowie adaptive Filter. Das Praktikum besteht aus 5 Versuchsterminen, an denen die Teilnehmer in Zweiergruppen Programmieraufgaben lösen, und einem 5-tägigen Block, in dem jede Gruppe ein individuelles Projekt aus dem Bereich der Digitalen Signalverarbeitung bearbeitet. Das Praktikum erfordert vorhandene MATLAB-Programmierkenntnisse. Es ist möglich, das Praktikum parallel zur Vorlesung Digitale Signalverarbeitung zu besuchen, allerdings ist es dazu notwendig, die jeweiligen Vorlesungsinhalte vor dem Praktikumstermin zu wiederholen, und an Übung und Tutorium teilzunehmen. Empfohlene Literatur: Das Skriptum ‚Digital Signal Processing Laboratory‘ wird in der Einführungsveranstaltung ausgegeben.

Ausgewählte Kapitel der Audiodatenreduktion [AKADR] Dozent/in: Jürgen Herre Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium Termine: jede 2. Woche Fr, 14:15 - 17:30, 3R4.04 Einzeltermin am 16.1.2015, 14:15 - 17:30, 3R4.04 Die Veranstaltung findet im Gebäude des Fraunhofer IIS in Tennenlohe, Am Wolfsmantel 33 statt. Es werden jeweils 4 Stunden alle 2 Wochen gegeben. ab 17.10.2014 Studienrichtungen / Studienfächer: WF SIM-MA 1-4 Voraussetzungen / Organisatorisches: Signale und Systeme I & II Multimediakommunikation Inhalt: Aufbauend auf anderen Veranstaltungen (insbes. “Sprach- und Audiosignalverarbeitung“) vertieft diese Vorlesung das Verständnis moderner Algorithmen zur gehörangepassten Audioquellcodierung. Die Vorlesung beinhaltet einen Überblick über die wichtigsten standardisierten Verfahren, angefangen von MPEG-1 (incl. „mp3“) bis hin zu den aktuellsten Erweiterungen des MPEG-4 Audio Standards. Die wesentlichen Algorithmen werden in ihrer Funktionsweise erläutert, neuartige Ansätze werden vorgestellt. Die ausgewählten Themenschwerpunkte sind u.a. • Skalierbare Audiocodierung • Effiziente Codierung mehrerer Audiokanäle / parametrische Multikanalcodierung • Typische Codierverzerrungen; subjektive und objektive Qualitätsbeurteilung • Bandbreitenerweiterung • Halbparametrische Audiocodierung • Verzögerungsarme Audiocodierung Die Lehrinhalte werden mit einer Reihe von Demonstrationen und Hörbeispielen verdeutlicht. Schlagwörter: AudioLabs MP3 AAC

Multidimensional Signals and Systems [MDSS] Dozent/in: Rudolf Rabenstein Angaben: Vorlesung, 4 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium Termine: Di, 14:15 - 15:45, N 5.17 Mi, 12:15 - 13:45, N 5.17 Studienrichtungen / Studienfächer: WF SIM-MA 1-4 Inhalt: Eigenschaften mehrdimensionaler Signale Separabilität, Symmetrie, etc. 2D Signale und Systeme Faltung Delta-Impulse Fourier-Transformation rekursive und nichrekursive Systeme Zustandsraumdarstellung Wellenausbreitung in 2D und 3D Wellengleichung Fourier-Transformation und Zerlegungen in ebene Wellen und in zirkuläre und sphärische Harmonische Greensche Funktion Kirchhoff-Helmholtz-Integralgleichung Anwendungen Abbildung durch Lochkamera Prinzip der Computertomographie Subpixel-Rendering Iterative Lösung linearer Gleichungssysteme Raumakustik Schallfeldreproduktion mit Wellenfeldsynthese und Ambisonics

Music Processing - Synthesis [MPS] Dozent/in: Rudolf Rabenstein Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, Kredit: 2/2, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, die Vorlesung wurde bisher auf deutsch angeboten unter dem Titel "Digitale Klänge". Termine: Di, 16:15 - 17:45, N 5.17 Studienrichtungen / Studienfächer: WF SIM-MA 1-4 Voraussetzungen / Organisatorisches: Voraussetzung sind Kenntnisse in digitaler Signalverarbeitung, Kenntnisse aus der Vorlesung Mensch-Maschine-Schnittstelle sind hilfreich, aber nicht notwendig. Die Vorlesung ist thematisch eng verwandt mit der Vorlesung "Music Processing - Analysis" von Prof. Meinard Müller. Beide Vorlesungen können jedoch unabhängig voneinander gehört werden. Inhalt: Die Vorlesung behandelt die Bearbeitung von Audiosignalen mit parametrischen Filtern und Effekten, sowie die Erzeugung künstlicher Klänge für musikalische Anwendungen. Klangbeispiele und Demonstrationen ergänzen den Vorlesungstoff. Filter und Effekte Strukturen und Entwurf parametrische Filter digitale Effekte Digitale Klangsynthese Eine kurze Geschichte der Computermusik Wavetables Spektrale Synthese Physikalische Modelle Systeme zur Klangproduktion und -wiedergabe Klangeffekte Synthesizer künstlicher Hall Schlagwörter: Audio, Signal Processing, Sound Synthesis, Computer Music

Music Processing Analysis [MPA] Dozent/in: Meinard Müller Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, Kredit: 2/2, ECTS: 2,5 Termine: Mo, 16:15 - 18:00, 3R4.04 ab 13.10.2014 Studienrichtungen / Studienfächer: WF SIM-MA 1-4 Empfohlene Literatur: http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-540-74048-3 Schlagwörter: Audio, Music, Signal Processing, Fourier Transform, Feature Design, Fingerprinting, Beat Tracking, Music Information Retrieval, AudioLabs

Ontologien im Semantic Web [OntoSWeb] Dozent/in: Lutz Schröder Angaben: Vorlesung, 4 SWS, ECTS: 7,5, geeignet als Schlüsselqualifikation Termine: Do, 16:15 - 17:45, 01.255-128 Fr, 12:15 - 13:45, 01.255-128 Studienrichtungen / Studienfächer: WF SIM-MA ab 7

Speech Enhancement [SpEn] Dozent/in: Emanuël A. P. Habets Angaben: Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, Kredit: 2/2, ECTS: 2,5 Termine: Mi, 14:45 - 16:15, 3R4.04 Die Veranstaltung findet im Gebäude des Fraunhofer IIS in Tennenlohe, Am Wolfsmantel 33 statt. Time has changed. ab 22.10.2014 Studienrichtungen / Studienfächer: WF SIM-MA 1-4 Voraussetzungen / Organisatorisches: Pre-requisites: The minimum pre-requisite for the course are Analysis und Lineare Algebra, Signale und Systeme I, Signale und Systeme II and Digitale Signalverarbeitung (or equivalent). The course Sprach- und Audiosignalverarbeitung (by Prof. Kellermann) provides an excellent basis for the Speech Enhancement course and is therefore highly recommended. Knowledge from Statistische Signalverarbeitung (Prof. Kellermann) and/or Stochastische Prozesse (by Prof. Kellermann) is highly desirable. Assumed knowledge: It is essential that you are familiar with the sampling theorem, the discrete Fourier transform, random signals, auto- and cross-correlation and frame-by-frame processing. Students who are not confident in their knowledge from previous signal processing courses (especially the topics mentioned) are strongly advised to revise their previous course materials as quickly as possible to avoid difficulties in this course. Inhalt: Course Description We live in a noisy world! In all applications (telecommunications, hands-free communications, recording, human-machine interfaces, etc.) that require at least one microphone, the signal of interest is usually contaminated by noise and reverberation. As a result, the microphone signal has to be "cleaned" with digital signal processing tools before it is reproduced, transmitted, or stored. This course is about speech enhancement. Different well known and state-of-the-art methods for noise reduction and dereverberation, with one or multiple microphones, are discussed. The goal of this course is to provide a strong foundation for researchers, engineers, and graduate students who are interested in the problem of signal and speech enhancement. Relation to other courses This course is the most advanced course offered by the university on this topic, and serves as an excellent basis from which to commence research in the area. Various aspects of the course bring students up to date with the very latest developments in the field, as seen in recent international conferences and journals. This course builds on Sprach- und Audiosignalverarbeitung (by Prof. Kellermann), and is well complimented by Mensch-Maschine-Schnittstelle (by Prof. Rabenstein), Praxis der Audiodatenkompression (Dr. Grill) and Selected Topics in Perceptual Audio Coding (Prof. Herre), which deal with many other signal processing methods and gives an understanding of human auditory perception (also a key part of speech enhancement) and speech and audio compression techniques. Schlagwörter: speech, audio, signal processing, AudioLabs, Sprachverarbeitung