Offene Bachelor-, Master-, Studien- und Diplomarbeiten

Beschreibung: Algorithmen zur Sprachsignalverbesserung (speech enhancement), wie z.B. die akustische Echokompensation (acoustic echo cancellation) oder die Störgeräuschreduktion (noise reduction), verbessern bereits die Qualität heutiger Telefonsysteme. Allerdings wird dabei die begrenzte Telefonsprachbandbreite von 300 bis 3400 Hz nicht erhöht. Die Sprachverständlichkeit bleibt daher weiter beeinträchtigt. Mithilfe einer künstlichen Sprachbandbreitenerweiterung auf Empfangsseite kann man hierfür Abhilfe schaffen. Zudem kann der Kunde davon selbst profitieren und nicht nur sein Gesprächspartner. In Zeiten aufkommender breitbandiger Sprachdienste wie HD Voice bietet die künstliche Sprachbandbreitenerweiterung zudem eine
Fallback-Lösung, falls Gesprächspartner nicht breitbandfähig ausgestattet sind und das Gespräch somit in den Schmalbandmodus zurückfallen würde. Das ist für Endgerätehersteller angesichts der langsamen Marktdurchdringung von breitbandfähigen Mobilfunknetzen aber auch Endgeräten ein strategischer Vorteil zur Steigerung der Kundenakzeptanz.

In dieser Arbeit soll der Algorithmus zur künstlichen Sprachbandbreitenerweiterung analysiert und verbessert werden. Dabei ist insbesondere die zeitliche Einhüllende der bandbreitenerweiterten Sprachrahmen bzw. die spektrale Neigung der Anregungssignale zu untersuchen. Die Realisierung erfolgt in MATLAB. Neben Programmierkenntnissen werden Kenntnisse im Bereich der digitalen Signalverarbeitung vorausgesetzt. Weiterführende Kenntnisse in der Sprachkommunikation sind von Vorteil.

Beschreibung: Aktuelle Rundfunksysteme wie DVB-T oder DVB-T2 setzen einen fest definierten Empfangspegel für die erfolgreiche Decodierung der Programme voraus. Wird dieser Empfangspegel unterschritten, treten schwere Artefakte im Bild auf oder die Decodierung ist überhaupt nicht mehr möglich.

In der Literatur wurden in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Verfahren vorgeschlagen, die mit diesem Paradigma brechen und die sogenannte Quality of Experience verbessern. Ein bekanntes Verfahren ist das Scalable Video Coding (SVC), bei dem der Videostrom in mehrere voneinander abhängige Ebenen aufgeteilt wird, die mit unterschiedlicher Robustheit übertragen werden (siehe Grafik). Abhängig davon wieviele Ebenen erfolgreich empfangen werden, verändert sich die Bildqualität stufenweise beim Empfänger. Beim Multiple Description Coding (MDC) werden gar vollständig unabhängige Repräsentationen übertragen, die einen weichen Qualitätsübergang abhängig von der Anzahl erfolgreich empfangener descriptions ermöglichen. Ein weiteres Verfahren ist ?SoftCast?, bei dem es sich um einen sogenannten cross-layer Ansatz handelt, der auch den Physical Layer des Übertragungssystems mit berücksichtigt und so eine vollständig fließende Degradation der Videoqualität bei abnehmendem Empfangspegel ermöglicht.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Funktionsweisen der verschiedenen in der Literatur beschriebenen Verfahren vorgestellt und ausführlich miteinander verglichen werden. Dabei sind insbesondere die Unterschiede zur herkömmlichen Übertragung darzustellen. Die Arbeit richtet sich dabei insbesondere an Studierende der Studiengänge MuK, IST und MeWi.

Beschreibung: Ausgehend von dem Voranschreiten der technischen Entwicklung ist schon heute absehbar, dass zukünftige kabellose Netzwerke Datenraten im Bereich mehrerer 10 Gbit/s bereitstellen müssen. Während zurzeit verfügbare WLANs bei 2,4 GHz bzw. 5 GHz unter Nutzung geringer Kanalbandbreiten von max. 20 MHz arbeiten, bietet die Erschließung des unregulierten Spektrums oberhalb von 300 GHz mit verfügbaren Bandbreiten von bis zu 47 GHz daher eine der vielversprechendsten Optionen zur Erreichung dieses Ziels.
Zwecks der Untersuchung des Kanalverhaltens bei 300 GHz wurde daher von der Physikalisch- Technischen Bundesanstalt Braunschweig (PTB) ein geeigneter Netzwerkanalysator sowie ein 300 GHz-Übertragungssystem beschafft, welche für diese Arbeit an der PTB zur Verfügung stehen. Im Rahmen des Terahertz Communications Lab (TCL), einer international im Bereich der THz-Kommunikation führenden Kooperation zwischen der TU Braunschweig und der PTB, wurden außerdem bereits umfassende Messungen von Materialparametern sowie erste Indoor-Kanalmessungen in einer Büroumgebung durchgeführt. Aufbauend auf diese Ergebnisse ergeben sich je nach persönlichen Interessen und Art/Umfang der Arbeit folgende mögliche thematische Schwerpunkte:

? Weiterführende Untersuchung der Ausbreitungseigenschaften bei 300 GHz (insbesondere Streuung/Beugung)
? Strahlabschattung durch menschliche Bewegung
? Doppler-Effekt bei Reflexion an bewegten Personen
? Kanalmessungen in unterschiedlichen Indoor-Szenarien
? Ray Tracing-Simulationen; Vergleich mit Messergebnissen
? Entwicklung eines empirischen Kanalmodells

Alle Aufgaben können selbstverständlich nach Rücksprache mit dem Betreuer individuell kombiniert, angepasst oder ergänzt werden.
Ziel ist es letztlich mit dieser Arbeit zur Standardisierung zukünftiger THz-Kommunikationssysteme auf internationaler Ebene beizutragen.

Beschreibung: In dem neuen Projekt BERTA wird die Leistungsfähigkeit von GPS untersucht. Die Genauigkeit der GPS-Lokalisierung ist von verschiedenen Parametern abhängig. Einer dieser Parameter ist die Mehrwegeausbreitung von GPS-Signalen in verschiedenen Szenarien. GPS-Empfänger berechnen ihre Position mittels Signalen von mindestens drei GPS-Satelliten, wobei sich die Signale im Idealfall nur auf einem Weg ausbreiten. So kann der GPS-Empfänger die Entfernungen zu den Satelliten richtig berechnen und durch Trilateration seine Position ermitteln. In der Realität breiten sich jedoch die Signale auf verschiedenen Pfaden aus, und die Überlagerung von verschiedenen Versionen der GPS-Signale führt zu einen Verfälschung bei der Berechnung der Entfernung zu den Satelliten. In dieser studentischen Arbeit sollen die folgenden Aufgabel durchgeführt werden:


1. Literaturstudie zu dem Thema.
2. Implementierung von verschiedenen Modellen, die den Einfluss von Mehrwegeausbreitung auf die Genauigkeit der GPS-Empfänger beschreiben.
3. Implementierung einer Simulationsumgebung zur Untersuchung der Signalausbreitung und des Empfangs des GPS-Signals auf Basis eines existierenden MATLAB GPS-Empfängers.
4. Simulation mit verschiedenen existierenden Kanalimpulsantworten.
5. Bewertung der Simulationsergebnisse.

Erforderliche Vorkenntnisse:
- Grundlagen der Kommunikationssysteme.
- MATLAB oder C/C++ Programmiersprachen.

Beschreibung: Innerhalb der letzten Jahre sind immer mehr Fernsehgeräte mit Zugang zum Internet ausgerüstet worden. Dieser neue Ausbreitungsweg wird derzeit genutzt, um dem Zuschauer zusätzliche Dienste über den üblichen DVB-T Rundfunk hinaus anzubieten. Ein Beispiele für solche Dienste sind Mediatheken oder interaktive Quiz. Das Internet kann jedoch auch dazu verwendet werden, um die Empfangsqualität des DVB-T oder DVB-T2 Rundfunksignals zu verbessern. Dieses am IfN entwickelte Verfahren wird als "Redundancy on Demand" (RoD) bezeichnet. Dabei werden abhängig von der Signalqualität im Empfänger (RoD-Terminal), zusätzliche Paritätsdaten von einem speziellen Internetserver (RoD-Server) angefordert, die die fehlerfreie Decodierung des Signals im Empfänger auch unter widrigen Empfangsbedingungen ermöglichen.

Im Rahmen dieser Arbeit soll am Beispiel von DVB-T2 ein Demonstrator bestehend aus einem RoD-Terminal und einem RoD-Server entwickelt werden. Terminal und Server sollen dabei abhängig von der Signalqualität unterstützende Daten miteinander über das IP-Protokoll austauschen. Ausgangslage für das RoD-Terminal ist ein bereits vollständig in Software implementierter DVB-T2 Empfänger, der um entsprechende Algorithmen zur Verarbeitung der Paritätsdaten erweitert werden soll. Die entsprechenden Algorithmen wurden bereits am IfN entwickelt. Darüber hinaus soll der RoD-Server, der für die Übertragung der Paritätsdaten via IP an den DVB-T2 Empfänger zuständig ist, implementiert werden. Die benötigte Hardware wie ein USRP2 Softwareradio, DVB-T2 Modulatorkarten und PCs wurden bereits beschafft. Kenntnisse in Grundlagen der Programmierung sind für die Bearbeitung der Arbeit von Vorteil.

Beschreibung: Am Institut für Nachrichtentechnik wird derzeit an einem Tower Overlay für LTE (Long Term Evolution) geforscht. Dabei wird ein zelluläres LTE-Mobilfunknetz um ein Netz mit leistungsstarken Sendetürmen erweitert, deren Zellradien deutlich über den im Mobilfunk üblichen Radien liegen. Die großen Zellen eignen sich so insbesondere für eine sehr kosteneffiziente Verbreitung von Medieninhalten wie klassischen Rundfunkprogrammen an mobile Endgeräte wie Smartphones und Tablets.
Um die angestrebten größeren Zellradien nutzen zu können sind jedoch Änderungen an der physikalischen Übertragungsschicht von LTE nötig. Dies betrifft auch die sogenannten Referenzsymbole, mit deren Hilfe LTE-Empfänger die Einflüsse des Übertragungskanals schätzen und kompensieren können, um anschließend die Empfangssignale erfolgreich zu decodieren.
In dieser Arbeit sollen daher geeignete Referenzsymbol-Strukturen erarbeitet und deren Leistungsfähigkeit für die Kanalschätzung untersucht werden. Dazu soll eine geeignete Testumgebung z. B. in MATLAB implementiert werden, mit der neuartige Referenzsymbol-Strukturen für einen LTE-Overlay-Träger getestet und bewertet werden können.

Beschreibung:

Beschreibung: Die Bundesregierung hat mit der Energiewende für Deutschland einen Wandel beschlossen, welcher über viele Jahrzehnte stetige Veränderungen in vielen Lebensbereichen fordert. Entscheidend für dieses Vorhaben ist, dass insbesondere die Bürgerinnen und Bürger diese Veränderungen verstehen und Maßnahmen auch in ihrem Umfeld umsetzen.

Damit Bürgerinnen und Bürger jedoch zum Beispiel selbst Energie einsparen können, müssen sie erkennen können welche Geräte zu welchen Zeitpunkten Energie nutzen. Moderne, sogenannte intelligente Stromzähler können die insgesamt genutzte Energie eines Haushalts grafisch darstellen. Jedoch ist es für Bürgerinnen und Bürgern nur schwer möglich daraus Rückschlüsse auf ihre eigenen Geräte zu ziehen. Deshalb wurde am Institut für Nachrichtentechnik ein Geräte-Erkenner entwickelt, der einzelne Geräte aus den aufsummierten Daten eines intelligenten Stromzählers extrahieren kann. Für die Erkennung wurden in der Spracherkennung etablierte Verfahren und Algorithmen eingesetzt.

In dieser Arbeit soll das am IfN entstandene Framework für die Geräte-Erkennung erweitert und verbessert werden. Insbesondere sollen bessere Merkmale für die Erkennung modelliert und weitere Modifikationen an den Algorithmen die Erkennungsergebnisse noch weiter verbessern. Auch die Aufnahme realistischer Daten und die Aufbereitung des Erkenners als Demonstrator können Teil dieser Arbeit sein.

Beschreibung: Bei der Entwicklung neuer Übertragungstechnik wie z.B. DVB-T2 oder Toweroverlay über LTE-A wird heutzutage statt des klassischen Hardware-Entwurfes ein wesentlich flexiblerer und schneller zu entwickelnder Software-Ansatz verwendet (Software-Defined-Radio, SDR). Am Institut für Nachrichtentechnik (IfN) wurde zu diesem Zweck einen 'Software-Werkzeugkasten' entwickelt, welcher beispielsweise erfolgreich für die weltweit ersten DVB-T2-Mobilmessungen eingesetzt wurde.
Bei der Weiterentwicklung und Erweiterung dieses Werkzeugkastens, beispielsweise für einen Toweroverlay über LTE-A Demonstrator, müssen häufig neue Algorithmen entwickelt und bestehende geändert und neue Funktionen implementiert werden.
Eine mögliche Erweiterung des Werkzeugskastens ist die Bereitstellung von Logging-Funktionalität, sodass das Debugging aber auch die normale Statusausgabe übersichtlicher und filterbar wird. Eine andere Erweiterung ist der Vergleich von Datenströmen. Derzeit muss dies per Hand erfolgen und entsprechende Automatismen sind auch hier wünschenswert.
Natürlich sind auch noch weitere Erweiterungen denkbar. Komm im Zweifel bei mir im Büro vorbei und wir sprechen über eine mögliche Arbeit.

Beschreibung: In klassischen Mobilfunknetzen wie GSM werden die verfügbaren Frequenzen zwischen allen Zellen aufgeteilt, sodass nahe beieinander liegende Zellen nicht auf der gleichen Frequenz senden. Bei UMTS erfolgt die Trennung der Zellen über einen Codemultiplex mit einer begrenzten Anzahl an Codes. Um auch hier die Interferenz gering zu halten, müssen besonders die Neigungswinkel der Antennen entsprechend geplant werden und Zellen mit gleichen Codes einen möglichst großen Abstand zueinander haben.

In der Arbeit sollen für ein bereits existierendes, realistisches Netzwerk für GSM die Frequenzen und für UMTS die Codevergabe und Neigungswinkel der Antennen geplant werden.

Beschreibung: In dem neuen Projekt BERTA wird die Leistungsfähigkeit von GPS untersucht. Die Genauigkeit der GPS-Lokalisierung ist von verschiedenen Parametern abhängig. Einer dieser Parameter ist die Mehrwegeausbreitung von GPS-Signalen in verschiedenen Szenarien. GPS-Empfänger berechnen ihre Position mittels Signalen von mindestens drei GPS-Satelliten, wobei sich die Signale in Idealfall nur auf einen Weg ausbreiten. So kann der GPS-Empfänger die Entfernungen zu den Satelliten richtig berechnen und durch trilateration seine Position ermitteln. In der Realität breiten sich jedoch die Signale auf verschieden Pfaden aus, und die Überlagerung von verschiedenen Versionen der GPS-Signale führt zu eine Verfälschung bei der Berechnung der Entfernung zu den Satelliten. Diese studentische Arbeit wird bestehen aus:


1. Literaturstudie zu den Thema.
2. Erläuterung der verschiedenen GPS-Empfängernarchitekturen.
3. Implementierung eines GPS-Empfängers in MATLAB/Simulink.
4. Integration des GPS-Empfängers in eine bereits getestete, am IfN entwickelte Simulationsumgebung.
5. Bewertung der Simulationsergebnisse.

Beschreibung: Durch die von der Bundesregierung beschlossene Energiewende wird sich das Energienetz stärker als je zuvor verändern. Zahlreiche neue Technologien werden Einzug in das Energienetz erhalten. Insbesondere werden noch mehr erneuerbare Energiequellen in das Netz integriert. Diese besitzen ein variables Erzeugerprofil, welches von anderen Kraftwerken ausgeglichen werden muss. Durch die starken Veränderungen steigt jedoch auch die Gefahr von Stromausfällen.

Das Energienetz von morgen braucht zuverlässige Kommunikationsverbindungen um seine Energieerzeuger, seine Energieverbraucher und seine Betriebsmittel zu überwachen und zu steuern.
In dieser Arbeit sind Kommunikationskonzepte zur Anbindung dezentraler Energiesysteme zu erarbeiten, die aus einer Basisverbindung über das Internet und einem zweiten, ausfallsicheren Übertragungsweg (z.B. über Langwelle) bestehen. Durch intelligente, vorkonfigurierte Szenarien soll durch dieses "hybride" Konzept sogar ein simultaner Schwarzstart des Energienetzes nach einem Stromausfall ermöglicht werden. Ziel der Arbeit ist es das Konzept mit einer Simulation oder einem Demonstrator zu visualisieren.

Beschreibung: tbd

Beschreibung: Die Klassifikation mit Hilfe von Gaußschen Prozessen ist ein relativ neues Paradigma in der Mustererkennung. Es handelt sich hierbei um einen nicht-parametrischen, diskriminativen Ansatz. Ähnlich zu den "Support Vector Machines" werden selbst für komplexe Datenmengen sehr praktische, flexible Modelle ermöglicht.
Nach einer Einarbeitungsphase in diese Thematik, sollen Algorithmen aus diesem Bereich implementiert werden und anhand von verschiedenen künstlichen und realen Datenmengen getestet werden. Die Algorithmen sollen anschließend auf ein aktuelles Problem aus der Qualitätskontrolle angewendet werden, in dem es darum geht Fehler in Laserlötnähten zu detektieren.

Benötigte Vorkenntnisse: Grundwissen Statistik, Mustererkennung
Kenntnisse in Programmierung mit Matlab sind von Vorteil

Beschreibung: Bei der Entwicklung neuer Übertragungstechnik wie z.B. DVB-T2 oder Toweroverlay über LTE-A wird heutzutage statt des klassischen Hardware-Entwurfes ein wesentlich flexiblerer und schneller zu entwickelnder Software-Ansatz verwendet (Software-Defined-Radio, SDR). Am Institut für Nachrichtentechnik (IfN) wurde zu diesem Zweck einen 'Software-Werkzeugkasten' entwickelt, welcher beispielsweise erfolgreich für die weltweit ersten DVB-T2-Mobilmessungen eingesetzt wurde.
Dafür und für die Entwicklung neuartiger Übertragungssysteme wie DVB-NGH, Dynamic Broadcast oder Toweroverlay über LTE-A wird eine Vielzahl an Simulationsrechner eingesetzt. Historisch bedingt haben diese häufig ein anderes Betriebssystem, es sind andere Programme und Bibliotheken installiert, etc.. Dies führte in der Vergangenheit häufig zu Problemen und Inkompatibilitäten.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen deshalb die zahlreichen am IfN verwendeten Linux-Rechner vereinheitlicht werden. Dabei muss auf einige Rahmenbedingung Rücksicht genommen werden, wie von einigen Programmen benötigte Bibliotheks-Versionen. Um eine erneute Differenzierung der einzelnen Rechner in Zukunft zu verhindern und die Wartung zu vereinfachen, soll das so entwickelte Linux-System als Netzwerk-Bootsystem den einzelnen Rechner zur Verfügung gestellt werden.

Beschreibung: Eine leistungsfähige Plattform für Simulationen im Mobilfunkbereich ist durch die stetig steigenden Anforderungen an die Mobilfunknetze immer wichtiger. Insbesondere sind Berechnungen in realistischen Großraum-Szenarien oder Outdoor-Indoor-Szenarien sehr zeitaufwendig und bedürfen vielerlei Optimierung um die riesigen Datenmengen zu verarbeiten. Unsere derzeit vorwiegend in MATLAB geschriebenen Algorithmen sind hierbei zwar leicht zu verstehen und zu warten, allerdings von der Laufzeit und vom Speicherbedarf her nicht weiter verbesserbar, u.a. dadurch, dass die Parallelausführung in MATLAB bei großen Datenmengen nicht effizient genutzt werden kann.

Die wesentliche Aufgabe dieser Arbeit besteht daher in der Entwicklung eines Frameworks in C#, dass von MATLAB aus genutzt werden kann (als .NET DLL) und sowohl laufzeit- als auch speicherintensive Berechnungen für Prädiktionen auslagert. Eine Überprüfung der erzielten Ergebnisse und ein Vergleich mit den bisherigen Mechanismen sollen durchgeführt werden.

Beschreibung: Die Spezifikation und das Design aller Geräte bzw. Komponenten zur drahtlosen Datenübertragung wie beispielsweise Wireless LAN-Adaptern erfordert eine detaillierte Kenntnis der Funkkanaleigenschaften in der jeweiligen Einsatzumgebung. Aufgrund der hohen Kosten sowie des großen Zeitaufwandes von Messkampagnen werden diese heutzutage mit Hilfe von zunehmend komplexen Modellen ermittelt.
Zwecks der Untersuchung der Funkkanäle von herkömmlichen WLANs mit Frequenzen von bis zu 60 GHz wurde am IfN eine leistungsfähige Ray Tracing-Software entwickelt, welche nun auch für wesentlich höhere Trägerfrequenzen jenseits der 300 GHz, den sog. Terahertz-Frequenzen, eingesetzt werden soll. Die Erschließung dieses Frequenzbereichs ermöglicht die kabellose Datenübertragung mit Datenraten von mehr als 40 Gbit/s und ist aktuell Gegenstand intensiver Forschungen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll der Ray Tracing-Algorithmus im ersten Schritt um alle bei 300 GHz im Vergleich zu geringeren Frequenzen zusätzlich relevanten Ausbreitungsmechanismen ergänzt werden, sodass im zweiten Teil umfassende, realistische Ray Tracing-Simulationen in verschiedensten Innenraumumgebungen durchgeführt werden können. Ziel ist, detaillierte Kenntnisse der Übertragungseigenschaften von 300 GHz-Funkkanälen für die Standardisierung zukünftiger ultra-schneller WLANs zu erwerben. Alle Ergebnisse sollen auf internationaler Ebene in die IEEE 802.15 Terahertz Interest Group eingebracht werden.

Beschreibung: Der Möglichkeit von Rundfunkübertragungen innerhalb von Mobilfunknetzen wird eine immer größer werdende Aufmerksamkeit gewidmet. Die Einführung von LTE, und die damit verbundene Effizienzsteigerung des neuen 3GPP Standards gegenüber UMTS/HSPA+, bietet das notwendige Potential, das Gesamtangebot von Netzbetreibern um Dienste wie z.B. TV Ausstrahlungen zu erweitern. Die dadurch entstehende Konkurrenzsituation zwischen dem Mobilfunk und dem klassischen digitalen terrestrischen Rundfunk, wie z.B. DVB-T in Deutschland, gibt Grund zu einem Vergleich beider Technologien in Bezug auf eine flächendeckende und effiziente Rundfunkversorgung.
Im Laufe dieser, vom Institut für Nachrichtentechnik angebotenen, Arbeit sollen zunächst Möglichkeiten der Platzierung von LTE-Basisstationen zur Rundfunkübertragung in einem Gleichwellennetz in Bezug auf Betriebs- und Investitionskosten untersucht werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die hierbei gewonnen Erkenntnisse um DVB-T/T2 Parameter zu erweitern, um einen Kostenvergleich zwischen den unterschiedlichen Technologien ziehen zu können.
Kenntnisse der Grundlagen des Mobilfunks und der Planung terrestrischer Funknetze können bei der Bearbeitung dieser Aufgabe ebenso hilfreich sein wie der Umgang mit MATLAB.

Beschreibung: Bei der Entwicklung neuer Übertragungstechnik wie z.B. DVB-T2 oder Toweroverlay über LTE-A wird heutzutage statt des klassischen Hardware-Entwurfes ein wesentlich flexiblerer und schneller zu entwickelnder Software-Ansatz verwendet (Software-Defined-Radio, SDR). Am Institut für Nachrichtentechnik (IfN) wurde zu diesem Zweck einen 'Software-Werkzeugkasten' entwickelt, welcher beispielsweise erfolgreich für die weltweit ersten DVB-T2-Mobilmessungen eingesetzt wurde.
Ein Nachteil dieses SDR-Ansatzes gegenüber des klassischen Hardwareentwurfes ist die geringere Geschwindigkeit. Der SDR-basierte DVB-T2-Empfänger ist daher noch nicht in allen Szenarien echtzeitfähig und es laufen daher im Moment Arbeiten, um den SDR-Ansatz hinsichtlich der Laufzeit zu optimieren.
Ein möglicher Optimierungsschritt ist, die Berechnungen nicht mehr lokal sondern in einem Rechencluster in der Cloud durchzuführen. Neben kommerziellen Anbietern wie Amazon bietet Software wie OpenStack die Möglichkeit, eine eigene Cloud zu betreiben. Dies hat den Vorteil, dass sie sich an die eigenen Bedürfnisse anpassen lässt und dass die Daten nicht ins Internet übertragen werden müssen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll deshalb zunächst geprüft werden, welche Software für eine solche Aufgabe in Frage kommt. Anschließend soll eine eigene Cloud aufgesetzt und dabei evaluiert werden, ob sich der Einsatz lohnt oder ob dadurch zu viel Overhead entsteht.

Beschreibung: Bei der digitalen Nachrichtenübertragung wird für die Übertragung mehrer Bits pro Sendesymbol bei modernen Übertragungssystem wie DVB-T2 oder DVB-C2 die sogenannte Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM) verwendet. Dabei wird die Eingangsbitfolge einem Konstellationspunkt aus einer gleichmäßigen und gitterförmigen Sendekonstellation in der komplexen Ebene, dem QAM-Konstellationsdiagramm, zugeordnet (siehe linke Grafik).

Gleichmäßige QAM-Konstellationen sind zwar weit verbreitet, sind aus informationstheoretischer Sicht jedoch suboptimal. Um die Shannon-Kapazität zu erreichen ist ein Sendesignal notwendig, dessen Verteilung mit der Verteilung des Übertragungskanals übereinstimmt. Als typischer Kanal für Kabelsysteme wird zum Beispiel der sog. AWGN-Kanal mit weißem gaußschen Rauschen angenommen, dessen Gaußverteilung deutlich von der Verteilung gleichmäßiger QAM-Konstellationen abweicht.

Am IfN wurden auf Grundlage nichtlinearer Optimierungsverfahren ungleichmäßige QAM-Konstellationen bestimmt (siehe rechte Grafik), die eine deutlich bessere Leistungsfähigkeit als bisher bekannte QAM-Konstellationen aufweisen. Im Rahmen dieser Arbeit soll die Leistungsfähigkeit der am IfN optimierten Konstellationen mit aus der Literatur bekannten Konstellationen verglichen werden und weitergehende Untersuchungen angestellt werden. Die Arbeit richtet sich dabei insbesondere an Studierende der Elektrotechnik und Informations-Systemtechnik. Kenntnisse der Vorlesung Signalübertragung sind für die Bearbeitung hilfreich, aber keine Voraussetzung.

Beschreibung: In der modernen Mobilkommunikation ist die Nutzung einer Vielzahl von Diensten zu jeder Zeit und an jedem Ort möglich. Unter anderem hat die Einführung der Smartphones und Datenflatrates dazu geführt, dass diese Dienste immer intensiver genutzt werden. Für die Mobilfunksysteme ist die Versorgung mobiler Nutzer, die in der Bewegung anspruchsvolle Dienste wie z.B. Live Streams nutzen, besonders herausfordernd, da sich die Interferenzsituation für diese Nutzer ständig verändert. In vielen Simulationen werden die Bewegungen der Nutzer durch einfache Bewegungsmodelle, die weder die Gebäude noch die Straßen in einem Simulationsgebiet berücksichtigen, nachgebildet. Aufwändigere Bewegungsmodelle hingegen berücksichtigen neben den Straßenvektoren und Gebäudepolygonen beispielsweise auch Ampelschaltungen und Vorfahrtsregeln.

In dieser Abschlussarbeit soll der Einfluss der Mobilitätsmodellierung auf die nutzerspezifische Netzqualität untersucht werden. Dafür soll zunächst eine Simulationsumgebung mit einem einfachen Bewegungsmodell implementiert werden (State-of-the-Art). Nach der Definition typischer Dienste und der Ableitung entsprechender Anforderungen an das Mobilfunknetz sollen Systemsimulationen durchgeführt werden. Für die Systemsimulationen stehen am Institut ein LTE-Simulator und komplexere Bewegungsmodelle zur Verfügung.

Beschreibung: Im Dynamic Broadcast werden für die Fernsehübertragung neben dem terrestrischen Rundfunk auch IP-Verbindungen genutzt. Endgeräte müssen daher in der Lage sein, zwischen beiden Empfangswegen dynamisch zu wechseln ohne dass dabei für den Zuschauer sichtbare Störungen auftreten. Zu diesem Zweck wurde am Institut für Nachrichtentechnik bereits ein Verfahren entwickelt, das dies ermöglicht. Im Rahmen dieser Arbeit soll der zugrunde liegende Algorithmus mit Hilfe von Matlab implementiert und dessen Leistungsfähigkeit ermittelt werden. Ein Vergleich mit Handover-Algorithmen die in anderen Nutzungskontexten entwickelt wurden ist ebenso möglich.

Beschreibung: Innerhalb der letzten Jahre sind immer mehr Fernsehgeräte mit Zugang zum Internet ausgerüstet worden. Dieser neue Ausbreitungsweg wird dabei typischerweise genutzt, um dem Zuschauer zusätzliche Dienste über den üblichen Rundfunk hinaus anzubieten. Am IfN wird derzeit untersucht, in welchem Umfang die Robustheit bereits bestehender terrestrischer Rundfunksysteme wie DVB-T oder DVB-T2 mit Hilfe des zusätzlichen Übertragungswegs Internet verbessert werden können. Dazu werden bei Bedarf, abhängig von der Signalqualität im Endgerät, zusätzliche Redundanzdaten von einem speziellen Internetserver angefordert, um stets einen fehlerfreien Empfang zu ermöglichen.

Im Rahmen dieser Arbeit soll die Zuverlässigkeit der zur Schätzung der momentanen Signalqualität im Endgerät verwendeten Algorithmen untersucht werden. Ziel dieser Algorithmen ist es dabei die Menge anzufordernder Redundanz für jedes Codewort des verwendeten Fehlerschutzes zu bestimmen, um für jedes Codewort gerade eine fehlerfreie Decodierung zu ermöglichen. Erste Algorithmen wurden bereits im Rahmen des am IfN verwendeten Simulationstools Cocentric implementiert und sind auf Ihre Leistungsfähigkeit zu untersuchen und bei Bedarf zu verbessern. Die Arbeit richtet sich insbesondere an Studierende der Informationssystemtechnik und Elektrotechnik.

Beschreibung: tbd