Modulhandbuch

Signalverarbeitung

Empf. Vorkenntnisse
  • Kenntnisse von Lehrveranstaltungen aus dem Bereich „Signale und Systeme", insbesondere Beherrschung der Fourier- und der z-Transformation
  • Grundkenntnisse der digitalen Signalverarbeitung, wie z.B. aus der Vorlesung "Digitale Signalverarbeitung I" in Bachelor-Studiengängen der Fakultät E+I
  • Elementare Programmierkenntnisse
Lehrform Vorlesung
Lernziele
  • Sichere Beherrschung des Entwurfs und der Implementierung von digitalen Filtern
  • Fähigkeit zur Anpassung des Entwurfs an die Struktur bzw. Architektur der einzusetzenden Hardware und/oder des dafür vorgesehenen integrierten DSPs
  • Gespür für Einsatzmöglichkeiten von Multiratenfiltern und der damit verbundenen Reduzierung von erforderlichen Ressourcen und deren Rechenlast
Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:210 h
Leistungspunkte und Noten

7 CP. Die Modulnote ergibt sich aus dem gewichteten Mittel der Noten aus der Klausur Digitale Signalverarbeitung II (K90, Gewicht: 5/7) und der Klausur Multi-User Information Theory (K60, Gewicht: 2/7)

ECTS 7.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Digitale Signalverarbeitung II: Klausur (K90)
Multi-User Information Theory: Klausur K60

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Werner Reich

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Master-Studiengang EIM; Vertiefungsmodul

Veranstaltungen Digitale Signalverarbeitung II
Art Vorlesung
Nr. E+I2232
SWS 4.0
Lerninhalt

ENTWURF UND REALISIERUNG REKURSIVER (IIR-)FILTER
Filterentwurf:
- impulsinvariante, sprunginvariante, bilineare Transformation
Filterstrukturen:
- nichtkanonische, kanonische und transponierte Direktform
- Kaskadenform, Parallelform

DFT/FFT-ALGORITHMEN
Definition, Anwendung auf einfache Folgen
Interpretationsmöglichkeiten der Ergebnisse:
- abgetastete Version der FT bei zeitbegrenzten Signalen
- Fourier-Reihe bei periodischen Signalen
- Komplexe Mischer- und Filterbank

FFT-Algorithmen
- Zirkulare Faltung, Segmentierung, Overlap-Methoden

MULTIRATENVERARBEITUNG
Idealer zeitkontinuierlicher Abtastratenumsetzer
Dezimation:
- Beschreibung in Zeit- und Frequenzbereich
- Aliasing, kontrolliertes Aliasing
- mehrstufige Dezimation
- Ökonomische Realisierung von Dezimationsfiltern
- Kaskadierte MTAs.
Interpolation:
- Beschreibung in Zeit- und Frequenzbereich
- Unterdrückung von Spiegelkomponenten
- Ökonomische Realisierung von Interpolationsfiltern
- Konstante und lineare Interpolation als Spezialfall

ADAPTIVE FILTER
- Vektorielle Beschreibung
Einsatzfelder:
- Prädiktor, Systemidentifikation
- Entzerrung, Kompensation
Optimallösung im Sinne der Minimierung des MQF
LMS-Algorithmus:
- Stochastische Approximation
- Konvergenzbedingung

WAVELETS UND FILTERBÄNKE
- Haar Wavelets, Daubechies Wavelets
- Perfekte Rekonstruktion
- Polyphasenfilter
- Anwendungen

Literatur

Kammeyer, K.D., Kroschel, K., Digitale Signalverarbeitung, Filterung und Spektralanalyse mit MATLAB-Übungen, Vieweg+Teubner, 8. Auflage, 2012

Oppenheim, A. V., Schafer, R. W., Discrete-Time Signal Processing, Pearson Prentice Hall, 3rd edition, 2009

 

 

Multi-User Information Theory
Art Vorlesung
Nr. E+I2237
SWS 2.0
Lerninhalt

Entropy and Mutual Information

  • Entropy and redundancy
  • Source coding theorem
  • Conditional and joint entropy
  • Mutual information
  • Chain rules and data processing theorem

Channel Models and their Capacity

  • Channel coding theorem
  • Discrete memoryless channels: BSC, BEC
  • AWGN channel
  • Vector channels: OFDM and water-filling
  • Fading channels
  • AWGN channel with discrete input
  • Adaptive coding and modulation

Multiple Access and Broadcast Channels

  • Multiple access channel
  • Broadcast channel
  • Uplink-downlink duality

Network Coding

  • Canonical examples
  • Linear network coding
  • Physical-layer network coding

Applications

  • Link-to-system interface
  • Belief propagation
Literatur

Benedetto, S., Biglieri, E., Principles of Digital Transmission, Kluwer Academic, Plenum Publishers, 1999
Tse, D., Viswanath, P., Fundamentals of Wireless Communication, Cambrigde University Press, 2005
Höher, P., A., Grundlagen der Informationsübertragung, Springer-Vieweg, 2013
Goldsmith, A., Wireless Communications, Cambrigde University Press, 2005

 


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