Armin Wittneben: Katalogdaten im Herbstsemester 2020

NameHerr Prof. Dr. Armin Wittneben
LehrgebietDrahtlose Kommunikation
Adresse
Institut für Kommunikationstechnik
ETH Zürich, ETF F 109
Sternwartstrasse 7
8092 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 632 36 11
E-Mailwittneben@nari.ee.ethz.ch
DepartementInformationstechnologie und Elektrotechnik
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
227-0085-17LProjekte & Seminare: Bau eines drahtlosen Infrarot-Kopfhörers Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Nur für Elektrotechnik und Informationstechnologie BSc.

Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar.
2 KP4PA. Wittneben
KurzbeschreibungDer Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden
LernzielInhalt ist der Aufbau eines optischen Infrarot-Audioübertragungssystems. Wir machen uns mit wichtigen Messgeräten (Oszilloskop, Spektrumanalyser) und Messmethoden (Frequenzgang aufnehmen, S/N Verhältnis, nichtlineare Störungen)
vertraut. Der Einfluss der Modulation zur Unterdrückung von Störungen wird untersucht. Jeder Student baut für sich je einen Infrarot-Sender und -Empfänger zusammen und kann diese am Ende
mit nach Hause nehmen. Beim Zusammenbau sammeln wir praktische Erfahrungen mit dem Löten von konventionellen und SMD Bauteilen. Die fertigen Schaltungen werden in Betrieb genommen, abgeglichen und ausgemessen.

Das Praktikum wird an fünf Nachmittagen in Zweiergruppen jeweils Donnerstags durchgeführt. Absenzen werden nur in begründeten Ausnahmefällen erlaubt.

Die Daten der Praktikumsnachmittage, weitere Informationen sowie die Unterlagen für die Vorbereitung können auf unserer Homepage gefunden werden.
227-0121-00LKommunikationssysteme Information 6 KP2V + 2UA. Wittneben
KurzbeschreibungInformationstheorie, Signalraumanalyse, Basisbandübertragung, Passbandübertragung, Systembeispiel und Kanal, Sicherungsschicht, MAC, Beispiele Layer 2, Layer 3, Internet
LernzielZiel der Vorlesung ist die Einführung der wichtigsten Konzepte und Verfahren, die in modernen digitalen Kommunikationssystemen Anwendung finden, sowie eine Übersicht über bestehende und zukünftige Systeme.
InhaltEs werden die untersten drei Schichten des OSI-Referenzmodells behandelt: die Bitübertragungsschicht, die Sicherungsschicht mit dem Zugriff auf das Übertragungsmedium und die Vermittlung. Die wichtigsten Begriffe der Informationstheorie werden eingeführt. Anschliessend konzentrieren sich die Betrachtungen auf die Verfahren der Punkt-zu-Punkt-Übertragung, welche sich mittels der Signalraumdarstellung elegant und kohärent behandeln lassen. Den Methoden der Fehlererkennung und –korrektur, sowie Protokollen für die erneute Übermittlung gestörter Daten wird Rechnung getragen. Auch der Vielfachzugriff bei geteiltem Übertragungsmedium wird diskutiert. Den Abschluss bilden Algorithmen für das Routing in Kommunikationsnetzen und der Flusssteuerung.

Die Anwendung der grundlegenden Verfahren wird ausführlich anhand von bestehenden und zukünftigen drahtlosen und drahtgebundenen Systemen erläutert.
SkriptVorlesungsfolien
Literatur[1] Simon Haykin, Communication Systems, 4. Auflage, John Wiley & Sons, 2001
[2] Andrew S. Tanenbaum, Computernetzwerke, 3. Auflage, Pearson Studium, 2003
[3] M. Bossert und M. Breitbach, Digitale Netze, 1. Auflage, Teubner, 1999
227-0439-00LWireless Access Systems Information 6 KP2V + 2UA. Wittneben
KurzbeschreibungThe lecture course covers current and upcoming wireless systems for data communication and localization in diverse applications. Important topics are broadband data networks, indoor localization, internet-of-things, biomedical sensor networks and smart grid communications. The course consists of two tracks, the lecture part “Technology & Systems” and the group exercise part “Simulate & Practice”.
LernzielGeneral learning goals of the course:
By the end of this course, students will be able to

- understand and illustrate the physical layer and MAC layer limits and challenges of wireless systems with emphasis on data communication and localization
- understand and explain the functioning of the most widely used wireless systems
- model and simulate the physical layer of state-of-the-art wireless systems
- explain challenges and solutions of indoor localization
- understand research challenges of future wireless networks

Specific learning goals include:
- Understanding the principles of OFDM and analyzing its performance on the physical layer
- Understanding and evaluating the challenges regarding current applications of wireless networks, e.g. for the internet-of-things, smart grid communication, biomedical sensor communication
- Illustrating the characteristics of the wireless channel
- Simulation of localization and user tracking based on wireless systems
- Explaining the basics of smart grid communications approaches (including narrowband PLC, G3-PLC)
Inhalt- Introduction
- Wireless communication: fundamental Physical layer and MAC layer limits and challenges
- Basics of OFDM
- Wireless systems: WiFi / WLAN
- Wireless systems: Bluetooth, RFID (Radio Frequency Identification) and NFC (Near Field Communication)
- Indoor localization based on wireless systems
- Internet-of-things: Challenges and solutions regarding wireless data communication and localization
- Smart grid communications
- Biomedical sensor communication
- Next generation designs (glimpse on current research topics)

The goal of the course is to explain and analyze modern and future wireless systems for data communication and localization. The course covers designs for generic applications (e.g. WiFi, Bluetooth) as well as systems optimized for specific applications (e.g. biomedical sensor networks, smart grid communications).

The course consists of two parallel tracks. The track "Technology&Systems" is structured as regular lecture. In the introduction, we discuss the challenges and potential of wireless access and study some fundamental limits of wireless communications and localization approaches.

The second part of this track is devoted to the most widely used wireless systems, WiFi/WLAN, Bluetooth, RFID, NFC. Furthermore, we study the potential of using existing wireless communication systems for indoor localization.

The third part follows with an introduction to the internet-of-things, where we focus on data communication and localization challenges and solutions in wireless networks with a massive number of nodes. Next, we study communication technologies for the smart grid, which combine wireless as well as power line communication approaches to optimize availability and efficiency.

The track is completed by a comprehensive survey of short-range magneto-inductive micro sensor networks for communication and localization - as a promising technology for biomedical sensor communication (in-body, out-of-body).

In the track "Simulate&Practice" we form student teams to simulate and analyze functional blocks of the physical layer of advanced wireless systems (based on MATLAB simulations). The track includes combination tasks in which different teams combine their functional blocks (e.g. transmitter, receiver) in order to simulate the complete physical layer of a wireless system. The focus is on data communication and localization. The tasks include modeling and simulating of single-carrier systems (as, e.g., used in Bluetooth), multi-carrier OFDM systems (e.g. used in WiFi or power line communication), and indoor localization approaches (e.g. relevant for IoT and sensor networks).
SkriptLecture slides are available.
LiteraturWill be announced in the lecture.
Voraussetzungen / BesonderesEnglish