Lehre

Lehre und Vorlesungen

MIMO Communication and Space-Time Coding

Konventionelle drahtlose Kommunikationssysteme übertragen Informationen über Zeit- und Frequenzdimensionen. Diese Ressourcen sind jedoch teuer und knapp, was die Kapazität dieser Systeme grundlegend einschränkt. Moderne drahtlose Kommunikationssysteme nutzen eine dritte Dimension, nämlich den Raum, zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer unabhängiger Datenströme über dieselben Zeit- und Frequenzressourcen. Zu diesem Zweck müssen Sender und Empfänger mit mehreren Antennen ausgestattet sein (daher der Name MIMO-Systeme) und fortschrittliche Signalverarbeitungstechniken (bekannt als Raum-Zeit-Kodierung) verwenden. Diese Vorlesung führt in die Prinzipien von MIMO-Kommunikationssystemen ein, einschließlich der Modellierung und Schätzung von MIMO-Kanälen, der Raum-Zeit-Kodierung und MIMO-Detektionsverfahren, der grundlegenden Kapazitätsgrenzen von MIMO-Systemen und ihrer Integration in moderne Kommunikationsstandards.

Synthetic Molecular Communications

Synthetische molekulare Kommunikation (MK) ist ein neues Paradigma der Kommunikationstechnik, bei dem Informationen in den Eigenschaften von Molekülen kodiert werden, z. B. in ihrer Anzahl, ihrer Art und ihrem Freisetzungszeitpunkt. Das steht im Gegensatz zu herkömmlichen Hochfrequenz-Kommunikationssystemen, bei denen Informationen in die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen eingebettet werden, z. B. in ihre Amplitude, Frequenz und Phase. MK ist in natürlichen biologischen Systemen allgegenwärtig, was sein Potenzial für biomedizinische Anwendungen wie das Targeting von Substanzen, die intelligente Verabreichung von Medikamenten und die Entwicklung von Lab-on-a-Chip-Systemen unterstreicht. Ein Netzwerk von Nanomaschinen, die über MK miteinander kommunizieren, kann dazu beitragen, das Internet der Bio-NanoThings zu realisieren und Nanomaschinen in die Lage zu versetzen, komplexe Aufgaben zu erfüllen. In dieser Vorlesung werden die Schlüsselprinzipien synthetischer MKs, die mathematische Charakterisierung der zugrundeliegenden Prozesse (z.B. Diffusion, Advektion, Reaktion) und der Entwurf grundlegender Kommunikationsfunktionen (z.B. Modulation, Schätzung, Detektionsverfahren) vorgestellt. Modernste Implementierungen von synthetischen MK-Systemen werden diskutiert und analysiert. Neben dem Erlernen einer neuen Kommunikationstechnologie bietet diese Vorlesung den Studierenden die Möglichkeit, ihr Wissen über die Grundlagen digitaler Kommunikationssysteme erheblich zu vertiefen, indem sie Kommunikation in der aufregenden Welt der biologischen/chemischen Materialien reflektieren und „neu erlernen“.

Abschlussarbeiten (B. Sc./M. Sc.)

Studierende, die ihre Bachelor- oder Masterarbeit in unserer Arbeitsgruppe schreiben möchten, senden bitte eine E-Mail mit aktuellem Leistungsnachweis und Angaben zu ihren fachlichen Interessen. Auch ohne ausgeschriebene Themen besprechen wir mögliche Projekte, sofern Betreuungskapazitäten vorhanden sind.

  • Molecular Communication Across Time

    Bachelorarbeit, Masterarbeit, Arbeitstyp nach Absprache

    Betreuer/in: Bastian Heinlein

    Ausschreibung als PDF

Stellen für Studentische Hilfskräfte (HiWi)

Für HiWi-Tätigkeiten nehmen wir ganzjährig Bewerbungen entgegen. Bitte senden Sie eine E-Mail mit aktuellem Leistungsnachweis, einer Beschreibung Ihrer Fähigkeiten und Ihrer wöchentlichen Verfügbarkeit. Geeignete Bewerberinnen und Bewerber werden informiert, sobald eine passende Aufgabe frei ist oder um mögliche Tätigkeiten zu besprechen.

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