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Grundlagen der terrestrischen Kom.

Grundlagen der terrestrischen Kommunikations- und Ortungsverfahren (Modul 1173)

Studiengang: Luft- und Raumfahrttechnik Modultyp: Pflicht
Workload gesamt (h): 90 Stunden ECTS-Punkte: 3
-> Präsenzzeit (h): 36 Stunden Lehrformen: VL
-> Selbststudium (h): 54 Stunden TWS: 3 Stunden
 
Modulbestandteile:
11731 Grundlagen der terrestrischen Kommunikations- und
Ortungsverfahren ( Vorlesung ( PF) - 3 TWS )
 
Modulverantwortlicher:
Dr.-Ing. Guenter Heinrichs
 
Inhalt:
Im Modul "Grundlagen der terrestrischen Kommunikations- und Ortungsverfahren"
wird das Gebiet der satellitengestützte Positionierung
und Navigation im Hinblick auf die Hybridisierung mit Verfahren zur
Lokalisierung und Positionierung mittels terrestrischer Kommunikationssysteme
vertieft. Den Studierenden wird hierzu ein grundlegender
Einblick in die Nutzung der Kommunikation zur Lokalisierung und Positionierung
mittels terrestrischer Kommunikationssysteme gegeben.
Zunächst wird die Bedeutung der Kommunikation in der Geodäsie, sowie
der satellitengestützten Positionierung und Navigation erläutert.
Anschließend werden die notwendigen Grundlagen der Signalverarbeitung
für Kommunikationssysteme besprochen. Ein erster Schwerpunkt
bildet die Behandlung der Eigenschaften von Übertragungskanälen
anhand von Kanalmodellen. Anschließend werden verschiedene
Übertragungsverfahren zur Datenkommunikation dargestellt. Ein
weiterer Schwerpunkt ist die Betrachtung der Signalverarbeitung in
Datenkommunikationssystemen. Das Modul schließt ab mit den derzeit
bei terrestrischen Kommunikationssystemen verwendeten verfahren
zur Lokalisierung und Positionierung und der Hybridisierung mit externen Sensoren.
Gliederung des Moduls
• Einführung: Bedeutung, Abgrenzung und Grundbegriffe
• Terrestrische Kommunikation Heute und Morgen
• Grundlagen der Signalverarbeitung bei terrestrischen Kommunikationssystemen:
*Eigenschaften von Übertragungskanälen (Störeinflüsse, Rayleighund
  Rician-Fading, Rauschen, Kanalmodel, Kanalkodierung)
*Übertragungsverfahren zur Datenkommunikation (BPSK, QPSK,
  QAM, MSK, Spread-Spectrum, Quellenkodierung, PN Sequenzen,
  Walsh Funktionen)
• Signalverarbeitung in reinen Datenkommunikationssystemen:
*Grundlegende Sender- und Empfängerstrukturen (Datenmodems,
  Funkdatenmodems)
*Moderne Spread-Spectrum/CDMA Empfängerstrukturen (Korrelations-
  und RAKE-Empfänger, PN und Chip Matched Filter, Multipath
  Estimation und Kombination)
• Outdoor/Indoor Lokalisierung und Positionierung mittels terrestrischer
  Kommunikationssysteme:
*Einführung zur Lokalisierung und Positionierung mittels terrestrischer
  Kommunikationssysteme
*Lokalisierung und Positionierung mittels zellularer Mobilfunknetzen
*Lokalisierung und Positionierung mittels drahtloser lokaler Netzwerke
  (WLAN)
*Lokalisierung und Positionierung mittels drahtloser Kurzstrecken-
  Netzwerke(WPAN, Bluetooth, DECT)
*Lokalisierung und Positionierung durch Hybridisierung mit externen
  Sensoren(MEMS)
 
Qualifikationsziele:
• Die Studierenden verstehen die mathematischen Grundlagen der
  Signalverarbeitung für Kommunikationssysteme und lernen die
  wichtigsten Grundbegriffe kennen.
• Die Studierenden können die Funktion eines Datenkommunikationssystems
  anhand von Blockschaltbildern und Schaltplänen nachvollziehen
  und beurteilen.
• Sie kennen die physikalischen Hintergründe und Einschränkungen
  der verschiedenen Verfahren zur Lokalisierung und Positionierung
  mittels terrestrischer Kommunikationssysteme und können sie für
  die Systemimplementierung auswerten.
• Die Studierenden sollen zudem fähig sein, den Bezug zu verwandten
  Problemstellungen in Geodäsie sowie satellitengestützter Positionierung
  und Navigation zu erkennen.
 
Voraussetzungen:
Vorausgesetzt werden allgemeine ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
(Höhere Mathematik, Allgemeine Elektrotechnik, Technische
Mechanik) sowie Grundkenntnisse in der Signalverarbeitung.
 
Verwendbarkeit:
Voraussetzung für den Entwurf von Satellitennavigationsempfänger,
das Systemdesign und die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Ortungsverfahren.
 
Leistungsnachweis:
Schriftliche Prüfung 60 Minuten oder mündliche Prüfung 30 Minuten
 
Sonstige Bemerkungen:
Dieses Modul kann auch als Munich-Aerospace-Partnermodul belegt werden.
 
Literatur:
• Proakis John G.: Digital Communications. Mcgraw-Hill Publ. Comp.,
  5th Revised edition (REV), Januar 2008.
• Bensky Alen: Wireless Positioning Technologies and Applications.
  Artech House Inc., Dezember 2007.
 
Dauer und Häufigkeit:
Das Modul dauert ein Trimester, es findet im Herbsttrimester des 1.Master- Studienjahres statt.