Advanced Topics in Information Theory (Lecture with exercise)

Lecturer (assistant)
Duration3 SWS
TermWintersemester 2015/16
Position within curriculaSee TUMonline

Dates

Admission information

Objectives

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung sind die Studenten mit den Grundkonzepten der Informationstheoretischen Sicherheit vertraut und können sie entsprechend anwenden. Sie kennen die wichtigsten Kommunikationsszenarien und Kanalmodelle sowie die dazugehörigen optimalen Kodierungsverfahren zur Unterstützung der Informationstheoretischen Sicherheit. Diese Kenntnisse erlauben ihnen, die erlernten Konzepte weiterzuentwickeln und selbstständig auf neue Kommunikationsszenarien zu anzuwenden.

Description

Die Vorlesung behandelt Inhalte der informationstheoretischen Sicherheit insbesondere für drahtlose Kommunikationssysteme. Dazu werden in der Vorlesung zuerst informationstheoretische Modelle für Sicherheit eingeführt und diskutiert. Im Hauptteil der Vorlesung wird speziell auf die Anwendung solcher Sicherehitskonzepte für drahtlose Kommunkationssysteme eingegangen. Es werden vor allem die für den Mobilfunk relevanten Kommunikationsszenarien des "multiple access channels" (Uplink im Mobilfunk) und des "broadcast channels" (Downlink im Mobilfunk) diskutiert und optimale Codierungsstrategien erarbeitet. Anschließend werden diese Sicherheitskonzepte auf Mehrantennensysteme (sogenanntes MIMO) erweitert und optimale Sendestrategien erarbeitet. Abschließend werden für diese Konzepte realistische Kanalmodelle diskutiert, wo der Kanal sich schnell ändert oder wo Sender und Empfänger nur ungenaue Kanalkenntnisse besitzen.

Prerequisites

Voraussetzungen: - Grundlagen der Nachrichtentechnik und Informationstheorie - Grundlagen der Wahrscheinlichkeitstheorie - Mathematisches Interesse Es wird empfohlen folgende Fächer zuvor abgelegt zu haben: - Nachrichtentechnik - Information Theory - Mathematik 1-4

Teaching and learning methods

Die Inhalte werden präsentiert mittels: - Präsentation an der Tafel - Vorlesungsskript - Übungsblätter

Examination

Die Inhalte der Vorlesung und der Übung werden im Rahmen einer 90 minütigen Klausur überprüft (bei geringer Teilnehmerzahl ist die Abschlussprüfung mündlich) Die Fähigkeit zur individuellen Problemlösung wird im Rahmen problembezogener Übungsaufgaben semesterbegleitend geprüft. Die Bearbeitung und Abgabe dieser Übungsaufgaben ist freiwillig und kann zur Notenverbesserung herangezogen werden. Die Endnote setzt sich aus folgenden Prüfungselementen zusammen: - 100% Abschlussprüfung - Die abgegebenen und beurteilten Übungsaufgaben werden mit 20% bei der Modulbote gewichtet, falls damit eine Verbesserung der Modulnote erreicht wird.

Recommended literature

Matthieu Bloch und Joao Barros, "Physical-Layer Security: From Information Theory to Security Engineering," Cambridge University Press, 2011 Abbas El Gamal und Young-Han Kim, "Network Information Theory," Cambridge University Press, 2011 Imre Csiszár und János Körner, "Information Theory: Coding Theorems for Discrete Memoryless Systems," 2. Auflage, Cambridge University Press, 2011