6. Semester - Individuelle Vertiefung über Wahlplichtfächer
Im 6. Semester haben Sie die Möglichkeit, sich über die Auswahl von 4 Wahlpflichtfächern nach Ihren eigenen Interessen auf einem der Teilgebiete Kommunikationssysteme und -netze oder Audio- und Videotechnik stärker zu spezialisieren oder auch beide Gebiete gemischt weiterzuführen. Wollen Sie Ihr Studium inhaltlich noch breiter gestalten, so haben Sie auch die Möglichkeit, auf Antrag Wahlpflichtmodule aus einem anderen Studiengang zu absolvieren.
Liegen Ihre Interessen eher im Bereich des Mobilfunks, der Glasfaserübertragung oder der Internet- und Netzwerktechnik, so bietet sich die Wahl von Wahlpflichtfächern aus dem Fächerkatalog des Teilgebietes Kommunikationssysteme und -netze an. Tendieren Sie eher zum Multimedia-Bereich und haben Interesse an der analogen und digitalen Verarbeitung von Audio- und Videosignalen, so können Sie Module aus dem Fächerkatalog des Teilgebietes Audio- und Videotechnik wählen.
Wahlpflichtmodule im Bereich Kommunikationssysteme und -netze
Der Mobilfunk hat das alltägliche Leben der Menschen in den letzten Jahrzehnten grundlegend verändert und ermöglicht uns inzwischen wie selbstverständlich die bequeme Kommunikation und Erreichbarkeit zu jeder Zeit und an jedem Ort. Nach einer kurzen Einführung zur Geschichte des Mobilfunks werden im Modul zunächst allgemeine Grundlagen zu zellular aufgebauten Netzen behandelt, wie z. B. die gegenseitige Störung benachbarter Zellen und die Gesprächsübergabe bei Zellwechseln (Handover). Im Folgenden werden dann – aufbauend auf bereits bekanntem Wissen aus den vorherigen Semestern – die konkrete Funktionsweise üblicher Mobilfunksysteme wie GSM, UMTS und LTE sowie aktuelle Entwicklungen bei 5G diskutiert. Dies umfasst sowohl Aspekte der Netzarchitektur als auch die Betrachtung von Übertragungsverfahren zwischen Basis- und Mobilstation. Im Übungsteil werden zudem weitere Funktechnologien (z. B. WLAN, Bluetooth) thematisiert und praktische Projekte zur Funkübertragung mittels Software Defined Radio durchgeführt.
Von einfachen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen bis hin zu hochkomplexen Netzen auf unterschiedlichen Ebenen sind heute zahlreiche anwendungsspezifische optische Kommunikationssysteme im Einsatz, beispielsweise in passiven Zugangsnetzen, terrestrischen Weitverkehrsnetzen, transozeanischen Glasfaserverbindungen oder freistrahloptischen Satellitenverbindungen. In diesem Wahlpflichtmodul lernen Sie wie typische Systeme im Detail funktionieren und erarbeiten Möglichkeiten, die Systeme analytisch zu berechnen und zu planen. Außerdem erhalten Sie einen Überblick über typische Netztechniken und -architekturen. Wichtige Übertragungsaspekte, aber auch Netzaspekte wie „Quality of Service“ und Ersatzwegeschaltung werden durch Computer-Simulationen und praktische Versuche und Messungen an realistischen aktuellen Systemen vertieft.
Kaum eine aktuelle Software kommt heute ohne die Anbindung an das Internet aus. Daten müssen übertragen, Konfigurations- und Steuerbefehle empfangen werden. Im Rahmen eines selbstgewählten Programmierprojekts erwerben und vertiefen Sie Kenntnisse der Protokolle in IP-Netzen und deren Anwendung. Dazu ist es wichtig, die Grundfunktionen von Betriebssystemen bei der Netzwerkkommunikation zu verstehen. In dem Modul lernen Sie die Grundfunktionen der BSD Socket-Schnittstelle (API) in den Programmiersprachen C und Python kennen. Ihr Programm nutzt die Transportschichtprotokolle des Internets (TCP&UDP) und wendet bekannte Kommunikationsmuster (Client/Server, Publish/Subscribe) zur Datenübertragung an.
Hier wird das Verständnis von Kommunikationsnetzen vertieft, indem aktuelle Technologien und Entwicklungen im Zugangsnetzbereich (z. B. VoIP/xDSL-Teilnehmeranschluss über Kupferdoppelader, Breitband-Anschluss über Koax, PON-Anbindung über Glasfaser,) und Weitverkehrsbereich (Zeitmultiplexsysteme, WDM-Systeme, optisches Transportnetz, Migration von Leitungs- zu Paketvermittlung) behandelt werden. Über Laborübungen werden diese Inhalte weiter untermauert.
Zum ersten Mal innerhalb Ihres Studiums werden hier Antennen detailliert behandelt. Sie lernen verschiedene Grund- und Bauformen von Antennen kennen sowie deren wichtigste Kenngrößen und die Interpretation von Antennendiagrammen. Auch Grundlagen zur Wellenausbreitung und die Dimensionierung von einfachen Funkstrecken gehören zu den Inhalten dieses Moduls. In der Übung sammeln Sie praktische Erfahrungen, indem Sie eine Antenne entwerfen und vermessen. Zudem führen Sie numerische Simulationen von Antennen durch.
Wahlpflichtmodule im Bereich Audio- und Videotechnik
In diesem Modul steigen wir tief in die Details der Audiosignalverarbeitung ein. Sie erfahren, wie die in der Audiotechnik eingesetzten Analog-Digital- und Digital-Analog-Umsetzer nach dem Delta-Sigma-Verfahren arbeiten und werden Begriffe wie Quantisierungsrauschen, Dither und Noise-Shaping verstehen. Sie lernen Algorithmen zur Dynamikbeeinflussung von Audiosignalen und zur Klangbeeinflussung kennen. Sie werden verstehen, wie Signale gezielt „verhallt“ werden können. In einem kleinen Projekt werden Sie ausgewählte Verfahren (z. B. einen Effekt o. ä.) simulieren und/oder in Echtzeit realisieren.
Die digitale Bildverarbeitung umfasst alle algorithmischen Schritte intelligenter, kamerabasierter Verarbeitungssysteme, die der Anpassung der Bilddarstellung zur nachfolgenden menschlichen oder maschinellen Auswertung dienen. Sie wird heutzutage wie selbstverständlich in vielen Wissenschafts- und Ingenieursdisziplinen eingesetzt, wie beispielsweise der medizinischen Diagnostik, der Qualitätssicherung in Fertigungs- und Produktionsprozessen, der Übertragungstechnik, der Robotik oder der Fernerkundung. Im Wahlpflichtmodul digitale Bildverarbeitung beschäftigen Sie sich vertiefter mit der Verarbeitung von Signalen, die Bilder repräsentieren. Hierbei betrachten wir sowohl den Aufbau von Einzelbildern als auch Bildfolgen (Videos), erweitern viele Methoden, die aus der digitalen Signalverarbeitung bereits bekannt sind (z.B. Filter und Fouriertransformation) auf zweidimensionale Signale und beschäftigen uns mit bildspezifischen Verfahren wie der Bildsegmentierung und morphologischen Operatoren. In der Laborübung lernen Sie, wie Sie diese Verfahren in einer Programmierumgebung umsetzen und im Rahmen von ausgewählten Projekten auf ausgewählte Aufgabenstellungen (Fahrspurerkennung, Gestensteuerung, o.ä.) anwenden.
Das Wahlpflichtmodul „Embedded Systems“ ist eine Vertiefung des Moduls „Mikrocomputertechnik“ aus dem dritten Fachsemester. Es befasst sich mit Computern, die in Systeme eingebaut („embedded“) sind. Wir konzentrieren uns in diesem Modul auf relativ leistungsfähige Computer (wie den Rapberry Pi), welche mit Anschlussmöglichkeiten z. B. für einen Touchscreen, mit Internet-Konnektivität und mit einer Fülle verfügbarer Software spannende Anwendungen ermöglichen. Lehrinhalte sind u. a. die Funktionsweise und die Anwendung eines Betriebssystems (z. B. Linux), die Nutzung von verfügbarer Software (z. B. Webserver) und Programmierthemen (z. B. C und Python).
Das Wahlpflichtmodul Audioschaltungstechnik wird im Studienschwerpunkt elektronische Systeme angeboten. Es findet jedoch im selben Semester statt und kann somit problemlos im Studienschwerpunkt Kommunikationstechnik gewählt werden, um bei Interesse das Wissen im Bereich der elektronischen Schaltungstechnik von Audio-Systemen zu vertiefen.
Das Wahlpflichtmodul akustische Messtechnik wird im Studienschwerpunkt elektronische Systeme angeboten. Es findet jedoch im selben Semester statt und kann somit problemlos im Studienschwerpunkt Kommunikationstechnik gewählt werden, um bei Interesse das Wissen im Bereich der akustischen Messtechnik zu vertiefen.
Neben den Wahlpflichtmodulen finden im 6. Semester noch zwei Pflichtmodule statt, deren Inhalte Ihre Ausbildung zum Bachelor of Engineering komplettieren:
Pflichtmodule des 6. Semesters
Schnelle und komplexere digitale Verarbeitungssysteme, wie sie beispielsweise in der Video- und Übertragungstechnik notwendig sind, basieren im Prinzip auf der Nutzung einfacher digitaler Logik, wie sie den Studierenden aus den ersten Semestern des Studiengangs Elektrotechnik bereits bekannt ist. Dieses Modul erweitert diese Kenntnisse durch die Einführung in den systematischen Entwurf komplexerer Schaltungsdesigns und den Test solcher Systeme. Das Modul umfasst die Einführung in eine Hardwarebeschreibungssprache (VHDL oder Verilog). Sie erlernen den Design- und Testflow digitaler Systeme (FPGAs, ASICs) inklusive der Verifikation des Schaltungsdesigns. Darüber hinaus sprechen wir über Aspekte des System-Level-Designs wie die Integration von vorgefertigten Schaltungskomponenten (IP Cores) und den gemeinsamen Entwurf von Hardware- und Softwarekomponenten (HW/SW-Codesign). Der Fokus des Moduls liegt auf der praktischen Umsetzung dieser Aspekte im Labor in Form kleiner Projektaufgaben mit wechselnden Themenstellungen.
Dieses Modul beinhaltet die beiden Teilbereiche BWL und Englisch für Elektrotechniker und bereitet Sie darauf vor, betriebswirtschaftliche Verantwortung zu übernehmen und der Internationalisierung sprachlich gewachsen zu sein. Im Bereich BWL lernen Sie die Grundlagen der betrieblichen Funktionen, der Zielbildung und der Entscheidungsfindung kennen und erhalten einen Überblick über die für Absolventen der Elektrotechnik relevanten Branchen. Im Bereich Englisch erweitern Sie Ihr allgemeines und fachbezogenes Vokabular und Ihr grammatikalisches Verständnis. Zudem behandeln Sie Fachtexte aus dem Gebiet der Kommunikationstechnik.
