1. Lehrveranstaltung Optische Freiraumübertragung (Dr. rer. nat. Marcus Knopp, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)
   
   Die Studierenden erhalten in dieser Lehrveranstaltung eine Einführung in die optischen Kommunikationssysteme. Neben der Motivation für diese Technologien werden praktische Randbedingungen wie Bandbreitenbedarf, Glasfaser vs. Optische Freiraumübertragung (FSO) und sonstige Systemdefinitionen erlernt. Die Studierenden setzen sich mit den physikalischen Grundlagen wie Elektromagnetismus, geometrische Optik und der Frage nach dem Licht auseinander. Die Studierenden werden mit der Funktionsweise der optischen Freiraumübertragung, den Lichtquellen, den Modulatoren, den Detektoren, optischen Komponenten und Pointing, Acquisition & Tracking (PAT) als technologische Grundlagen vertraut gemacht. Sie erlernen die Atmosphäre, das Wetter, die Sichtbarkeit und die Link-Budget Analyse als Einflussfaktoren bei der Signalausbreitung in optischen Freiräumen. Die Studierenden machen mit den Übertragungsverfahren wie Modulationsverfahren und Codierung für Optik sowie mit optischen Kanalmodellen Bekanntschaft. Zum Abschluss setzen sie sich mit Anwendungsfeldern in der Raumfahrt, darunter SATCOM (ISL, SGL, Data Relay), Deep-Space-Communications und optische Bodenstationen für den Up- und Downlink auseinander.
   
   
2. Lehrveranstaltung Parameterschätzung für Kommunikationssysteme (Prof. Dr.-Ing. Andreas Knopp)
   
   Die Studierenden erlernen in dieser Lehrveranstaltung die Grundlagen der Parameterschätzung und Synchronisation im AWGN Kanal. Sie machen mit dem Signalmodell und der statistischen Beschreibung von Signalen und Signalparametern Bekanntschaft. Die Studierenden setzen sich mit der pilotsymbol-basierten Schätzung, der entscheidungsgestützten Schätzung und den Feedforward/Feedback Strukturen als Einflussfaktoren in der Klassifizierung von Schätzverfahren und Schätzern auseinander. Sie diskutieren die Bedeutung, Berechnung und Interpretation der Cramer-Rao-Grenze als theoretisches Vergleichsmaß zur Einordnung der Leistungsfähigkeit von Schätzern. Die Studierenden werden mit der Darstellung der wesentlichen Synchronisationsaufgaben in Übertragungssystemen (Träger/Takt, Frequenz und Phase, Kanalschätzung, Rahmensynchronisation) vertraut gemacht. Sie erlernen beispielhafte Schätzverfahren für die unterschiedlichen Synchronisationsparameter in Abhängigkeit des Modulverfahrens (PSK, QAM) zur Darstellung der Verfahren, Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Analyse des praktischen Aufwands. Die Studierenden erhalten eine Einführung zu Phasenregelschleifen zur Nachregelung von Parameterabweichungen in der Synchronisation und deren Funktionsweise, Stellgrößen und Performancekriterien.

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1. Course Optical Free-Space Transmission (Dr. rer. nat. Marcus Knopp, German Aerospace Center)
   
   In this course, students are given an introduction to optical communication systems. In addition to the motivation for these technologies, practical boundary conditions such as bandwidth requirements, fiber optics vs. free space optical transmission (FSO) and other system definitions are learned. The students deal with the physical basics such as electromagnetism, geometric optics and the question of light. Students are familiarized with the functionality of optical free-space transmission, light sources, modulators, detectors, optical components and pointing, acquisition & tracking (PAT) as technological basics. They learn about the atmosphere, weather, visibility and link budget analysis as factors influencing signal propagation in optical free spaces. Students become familiar with transmission methods such as modulation methods and coding for optics as well as optical channel models. Finally, they deal with fields of application in space travel, including SATCOM (ISL, SGL, Data Relay), deep space communications and optical ground stations for uplink and downlink.
   
   
2.  Course Parameter Estimation for Communication Systems (Prof. Dr.-Ing. Andreas Knopp)
   
   In this course, students learn the basics of parameter estimation and synchronization in the AWGN channel. They become familiar with the signal model and the statistical description of signals and signal parameters. The students deal with pilot symbol-based estimation, decision-based estimation and feedforward/feedback structures as influencing factors in the classification of estimation methods and estimators. They discuss the significance, calculation and interpretation of the Cramer-Rao limit as a theoretical benchmark for classifying the performance of estimators. Students are familiarized with the presentation of the essential synchronization tasks in transmission systems (carrier/clock, frequency and phase, channel estimation, frame synchronization). They learn exemplary estimation methods for the different synchronization parameters depending on the module method (PSK, QAM) to illustrate the methods, assess the performance and analyze the practical effort. Students receive an introduction to phase-locked loops for the readjustment of parameter deviations in synchronization and their mode of operation, manipulated variables and performance criteria.