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Mobile Radio Communications

Lecturer

Prof. Dr.-Ing. habil. Tobias Weber

Study Program

Elektrotechnik, Informationstechnik/Technische Informatik

Schedule

Winter Semester 3L/2E

Prerequisites

finished modules: none

Examination

oral, 30min

ECTS credits

6

Content

Einleitung:

System- und Antennenarchitekturen, Duplexverfahren, kollisionsbasierter Vielfachzugriff, ALOHA und S-ALOHA, elementare Vielfachzugriffsverfahren (TDMA, FDMA und CDMA), Verkehrstheorie, Erlang-Formeln (Verlustsystem und Wartesystem), zellulares Konzept, Freiraumausbreitung, Zweiwegeausbreitung

Modellierung:

Bandpass-Tiefpass-Transformation, Abtastung, Basisfunktionen, lineare zeitinvariante Kanäle, Kanalfaltungsmatrix, frequenzselektive und nicht frequenzselektive Kanäle, MIMO-Kanäle, Basiswechsel, OFDM als einfache Anwendung der Diagonalisierung, Rauschen, Korrelationsmatrix, Gauß-Rauschen, Prewhitening Filter, signalangepasste Filterung, CDMA als Anwendung des signalangepassten Filters

Kanalkapazität:

Shannon-Formel, Waterfilling für parallele ungekoppelte Kanäle, Singulärwertzerlegung, Flachbandkabelkanalmodell, Multiplexinggewinn, Schlüssellochkanalmodell, Kanalkapazität stochastischer Kanäle

Deterministische Kanalmodelle:

geometrische MIMO-Kanalmodelle, Steuervektor, Gewichtsnetzwerk, Strahlformen, Kapazität des Kanals mit je einer Aus- und Einfallsrichtung, lineare zeitvariante Kanäle, vier Systemfunktionen

Stochastische Kanalmodelle:

Rayleigh-Kanal (Ausfallwahrscheinlichkeit, Kanalkapazität), Rice-Kanal, WSSUS-Kanalmodell, Pegelüberschreitungsrate, Kronecker-Kanalmodell

Kanalschätzen:

Systemmodell, Kanalschätzaufgabe, MAP- und ML-Schätzer, LS-Schätzer, Herleitung mit Wirtinger-Kalkül, MMSE-Schätzer

Datendetektion:

Systemmodell, Datendetektionsaufgabe, Minimierung der Fehlerwahrscheinlichkeit, ML-Detektor, Ungerböck- und Forney-Empfänger, Einzelsymbolfall, Bitfehlerkurve, lineares Datenschätzen, serielle Interferenzelimination

Vorcodieren:

Systemmodell, lineares Vorcodieren, THP

Diversität:

Diversitätsbegriff, Empfangsdiversität mit MRC, Ausfallwahrscheinlichkeit, Analyse von Diversitätskanälen mit Hilfe der der momenterzeugenden Funktion, Diversitätsgrad, Sendediversität mit MRC, Alamouti-Schema

Literature

Basics of Communications Engineering:

K.-D. Kammeyer: Nachrichtenübertragung. 5. Auflage, Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2011, ISBN 978-3-8348-0896-7.

J. Proakis, M. Salehi: Digital Communications. 5. Auflage, New York, NY: McGraw-Hill, 2008, ISBN 978-007-126378-8.

P. Tran-Gia: Einführung in die Leistungsbewertung und Verkehrstheorie. 2. Auflage, München: Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2005, ISBN 978-3-486-57882-9.

Mobile Communications:

A. Goldsmith: Wireless Communications. New York, NY: Cambridge University Press, 2005, ISBN 978-0-521-83716-3.

A. F. Molisch: Wireless Communications. 2. Auflage, Chichester, UK: John Wiley & Sons, 2011, ISBN 978-0-470-74186-3.

D. Tse, P. Viswanath: Fundamentals of Wireless Communication. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2005, ISBN 978-0-521-84527-0.

Further Reading:

T. K. Moon, W. C. Stirling: Mathematical Methods and Algorithms for Signal Processing. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2000, ISBN 0-201-36186-8.

S. M. Kay: Fundamentals of Statistical Signal Processing: Estimation Theory. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1993, ISBN 0-13-345711-7.

S. M. Kay: Fundamentals of Statistical Signal Processing: Detection Theory. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR, 1998, ISBN 0-13-504135-X.

M. Pätzold: Mobile Radio Channels. 2. Auflage, Chichester, UK: John Wiley & Sons, 2012, ISBN 978-0-470-51747-5.

Downloads

Script:

Mobilkommunikation (Stand: 21/11/18)

Exercises:

Übung 1

Übung 2

Übung 3

Übung 4

Übung 5

Übung 6

Übung 7

Übung 8

Übung 9

Übung 10

Übung 11

Übung 12

Übung 13

Übung 14

Matlab files:

Waterfilling-Algorithmus

 

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