Informationstechnologie

Informationstechnologie

Informationstechnik gilt als eine wesentliche  Grundlage für den in unserem Alltagsleben wahrnehmbaren technischen Fortschritt. Seien es das Internet, Mobilkommunikation oder autonome Systeme (z.B. Roboter oder Drohnen)  – die Informationstechnik bietet die Plattform, um Informationen als Grundlage für eine Mensch-zu-Mensch, Mensch-zu- Maschine und Maschine-zu-Maschine Kommunikation zu erfassen, zu verarbeiten, zu übermitteln oder zu reproduzieren.

Das Technische Anwendungsfach Informationstechnik zielt darauf ab, den fachlichen Hintergrund für die Weiterentwicklung dieser Technologien zu vermitteln.

Was wird gelehrt?

• Digitale Signalverarbeitung: Die Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung, wie sie in den Einführungskursen gelehrt wurden, werden ausgeweitet; dabei werden u.a. folgende zentrale Themen behandelt: Entwurf digitaler Filter, Transformationen, Filterbänke, Effekte endlicher Wortlänge, statistische Signalverarbeitung und adaptive Systeme.
• Anwendungen digitaler Signalverarbeitung für Text, Sprache, Audio, Bilder und Video. Dies beinhaltet Quellencodierverfahren für alle genannten Arten von Signalen, sowie z.B. Sprachverbesserung, Geräuschreduktion und medizinische Bildverarbeitung.
• Informationstheorie beschreibt z.B., wie viele Bits nötig sind, um eine bestimmte Nachricht darzustellen, und wie diese bei der Übermittlung über einen gestörten Kanal geschützt werden muss. Dabei liefert sie den theoretischen Hintergrund für Quellencodierung, Kanalcodierung und die Signalübertragung.
• Nachrichtenübertragung: Das Grundmodell bestehend aus Informationsquelle, Sender, Kanal, Empfänger und Informationssinke lässt sich auf alle Probleme der Nachrichtenübertragung anwenden. Der Entwurf von entsprechenden Verfahren und Komponenten wird anhand von modernen Kommunikationssystemen diskutiert, einschließlich des Internets der Dinge (Internet of Things) sowie Mobilfunknetzen der 5. und 6. Generation (5G/6G). In den fortgeschrittenen Kursen werden z.B. auch Netzwerkarchitekturen, Protokolle, Codier- und Entzerrverfahren sowie maschinelles Lernen für Kommunikationssysteme behandelt.
• Praktische Kurse in digitaler Signalverarbeitung und Nachrichtenübertragung: Die Studierenden vertiefen hier ihr theoretisches Wissen in Experimenten und Projekten, in denen mächtige Simulationswerkzeuge (z.B. Python und Matlab) sowie echtzeitfähige Hardware zum Einsatz kommen.

Die Hauptziele dieses TAFs liegen in einem grundlegenden Verständnis der Methodologie, die zur Entwicklung neuer Technologien gebraucht wird und der Vermittlung eines fundierten Fachwissens über die aktuelle Technik.

Welches Vorwissen wird erwartet?

Das Vorwissen, das nach dem abgeschlossenen Bachelorstudiums erwartet wird, sind Grundkenntnisse in Mathematik für Ingenieure (einschließlich linearer Algebra, Funktionen von komplexen Variablen, Wahrscheinlichkeitstheorie) und eine Vertrautheit mit den grundlegenden theoretischen Konzepten zur Beschreibung von Signalen und Systemen (siehe z.B. A.V. Oppenheim and A.S. Willsky, Signals and Systems, Prentice Hall, 1983; S. Haykin, B. van Veen, Signals and Systems, Wiley, 1999). Darüber hinaus werden Grundkenntnisse in Nachrichtenuebertragung (siehe z.B., Haykin, Communication Systems, Wiley, 4th edition, 2000) und digitaler Signalverarbeitung (siehe z.B., Oppenheim/Schafer/Buck, Discrete-time Signal Processing, Prentice-Hall, 2nd edition, 1998) erwartet.

Zukünftige Studierende sollten nicht nur sehr gut in Matlab, Python oder  C/C++ programmieren können, sondern sie sollten in der Lage sein, den Computer als Werkzeug zur Lösung numerischer Probleme (z.B. durch die Nutzung von Matlab) zu gebrauchen.

TAF-Betreuer