Software Defined Radio Laboratory

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Nummer0000005393
ArtPraktikum
Umfang4 SWS
SemesterSommersemester 2020
UnterrichtsspracheEnglisch
Stellung in StudienplänenSiehe TUMonline
TermineSiehe TUMonline

Termine

Teilnahmekriterien

Lernziele

Am Ende des Praktikums sind die Studierenden mit den Grundlagen der Entwicklungssprache LabVIEW vertraut und können die Sprachfeatures und Funktionsblöcke, die im Zusammenhang mit der Nachrichtenübertragung stehen, in eigenen Programmen einsetzen. Sie sind damit in der Lage, die SDRs anzusteuern, fremde Programme zu verstehen, sowie eigene Signalverarbeitungsalgorithmen und Programme zu schreiben. Darüber hinaus können die Studenten mit der SDR-Hardware umgehen und die Verbindung mit dem Steuercomputer herstellen. Durch die Bearbeitung der obligatorischen Vorbereitungsaufgaben haben die Studierenden die theoretischen Grundlagen der oben genannten Methoden der Nachrichtentechnik (Modulation, Synchronisation, Kanalkodierung, Kanalschätzung, Mehrantennenkonfigurationen (MIMO) und Sicherheit) verstanden und können deren Vor- und Nachteile bewerten. Nach Durchführung der Experimente sind sie zudem in der Lage diese Methoden auf ähnliche Szenarien anzuwenden und in eigene Programme einzubauen.

Beschreibung

Ziel des Praktikums ist es, den Teilnehmern ausgewählte Themen der Nachrichtentechnik praktisch mit Hilfe des Einsatzes von Software Defined Radios (SDRs) zu vermitteln. Dazu werden als Erstes die Grundlagen der visuellen Programmiersprache LabVIEW, mit der die SDRs programmiert werden können, gelehrt. Im Labor werden die wesentlichen Funktionsblöcke von modernen Kommunikationssystemen in LabVIEW implementiert und auf den SDRs ausgeführt. Der Kurs beinhaltet Versuche zu den Themen Modulation, Synchronisation, Kanalkodierung, Kanalschätzung, Mehrantennenkonfigurationen (MIMO) und Sicherheit. Zu jedem Versuch gibt es Vorbereitungsaufgaben, die bearbeitet werden müssen. Nach Abschluss eines Termins wird von den Studierenden ein Versuchsprotokoll erstellt, in dem die Ergebnisse dokumentiert werden.

Inhaltliche Voraussetzungen

Nachrichtentechnik 1, Kenntnisse in den Grundlagen der Nachrichtenübertragung, sowie über Signale und Systeme, insbesondere Signalbeschreibungen im Zeit- und Frequenzbereich.

Lehr- und Lernmethoden

Vor jeden Termin bearbeiten die Studierenden die Vorbereitungsaufgaben. Nach einer kurzen Einführung in das Thema des aktuellen Versuchs durch den Dozenten unter Verwendung von Tafel und elektronischen Präsentationsmethoden werden die Vorbereitungsaufgaben besprochen. Danach führen die Studierenden eigenständig die Versuche durch. Es erfolgt dabei eine individuelle Betreuung durch den Dozenten. Anschließend wird von den Studierenden ein Protokoll erstellt.

Studien-, Prüfungsleistung

Im Modul sind zwei Prüfungsleistungen zu erbringen: Eine Laborleistung und eine mündliche Prüfung. Die Modulnote ergibt sich aus der Note der Laborleistung (60%) und der Note der Prüfung (40%). Im Rahmen der Laborleistung müssen die Studierenden Vorbereitungsaufgaben lösen, Versuche durchführen, und zu jedem Einzelversuch ein Versuchsprotokoll anfertigen. Im Protokoll werden die Zielsetzung, der Ablauf des Versuchs, sowie die Versuchsergebnisse dokumentiert. Die Vorbereitungsaufgaben sind schriftlich zu lösen und als Teil des Protokolls abzugeben. In der mündlichen Prüfung (30 bis max. 50 min) werden die theoretischen Grundlagen der behandelten Themen der drahtlosen Nachrichtenübertragung geprüft, sowie die Implementierungsdetails der in den Versuchen implementierten Algorithmen abgefragt. Die Studierenden sollen alle wichtigen Funktionsblöcke einer Funkübertragungsstrecke nennen und deren Zweck erklären können.

Empfohlene Literatur

D. Tse und P. Viswanath, “Fundamentals of Wireless Communication”, Cambridge University Press. Zusätzliches Lesematerial wird bei Bedarf auf Moodle bereitgestellt.

Links