Die Informations- und Kommunikationstechnik bietet ein breites Spektrum an Themen. Derzeit stehen an der Universität Klagenfurt sieben Schwerpunktfächer (Module) zur Auswahl:

Studierende eines dieser Module als ihr persönliches Spezialisierungsfach und belegen darin mindestens fünf Lehrveranstaltungen und ein Forschungsseminar (24 ECTS). Weitere Lehrveranstaltungen können flexibel und nach Interessenslage aus den anderen Modulen gewählt werden.

 

Angewandte Mechatronik

Die Mechatronik beschäftigt sich mit dem Zusammenwirken mechanischer, elektronischer und informationstechnischer Systeme.

Sensoren und Aktuatoren stellen die Schnittstellen zwischen elektronischen Systemen und ihren realen Umgebungen dar. Die Forschungsgruppe Sensor- und Aktortechnik beschäftigt sich mit jenen Komponenten, die für die Umsetzung der Signale zwischen diesen Domänen erforderlich sind. Das sind insbesondere die physikalische Sensor- und Aktuatoreffekte, die Methoden zur Umwandlung zwischen physikalischen Größen und elektrischen Signalen sowie die analoge und digitale Signalaufbereitung und –auswertung. In der Modellierung und Optimierung von Sensoren und Aktuatoren stehen dabei Minimierung von Messunsicherheiten und Maximierung der Zuverlässigkeit im Vordergrund. In modernen Systemen werden häufig primäre Sensoren und Aktuatoren sowie die Signalaufbereitung in Einheiten integriert, so dass so genannte „Intelligente (Smart) Sensoren/Aktuatoren“ entstehen. Besonders interessant sind dabei autonome drahtlose Systeme, in denen zusätzlich Methoden zur drahtlosen Kommunikation sowie die Methoden der Energiebereitstellung integriert sind. Diese Systeme können vollständig ohne Kabelverbindung und (weitgehend) wartungsfrei arbeiten. Neben einer einfacheren Anwendung ergeben sich weitere Vorteile, da derartige Systeme oft besonders robust sind, da auf unzuverlässige elektrische Verbindungen verzichtet werden kann. Schwerpunkthemen der Forschungsgruppe für Sensor- und Aktortechnik sind energieeffiziente Sensor- und Aktuatoreffekte, energieeffiziente Signalverarbeitung sowie Energy Harvesting und Energy Management sowie Anwendungen in verschiedensten Bereichen von industrieller Messtechnik und „Condition Monitoring“ über Robotik bis hin zur automotiven Messtechnik.

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Mobile und drahtlose Kommunikationssysteme

Mobile Geräte wie Handy und Notebook sind in den letzten Jahren ständige Begleiter in unserem Alltag geworden. Wir telefonieren unterwegs mit Freunden und surfen über schnelle, drahtlose Verbindungen im Internet. In naher Zukunft werden nicht nur Handys und Computer miteinander vernetzt, sondern auch immer mehr Alltagsgegenstände: so werden sich zum beispiel Autos drahtlos vernetzen, um vor Unfällen und Staus zu warnen.

Im Modul "Mobile und drahtlose Kommunikationssysteme" lernen Studierende die Prinzipien und Konzepte mobiler und drahtloser Kommunikationstechnik. Dabei wird sowohl auf die Übertragungstechnik als auch auf Netzaspekte eingegangen. Es wird großer Wert auf die Erarbeitung von grundlegenden Prinzipien und Methodenkompetenzen, wie zum Beispiel die Performanzanalyse mittels Simulation und analytischen Methoden, gelegt. Begleitend erfolgt eine Einführung in moderne Technologien wie WLAN und UMTS.

Konkret werden in den Lehrveranstaltungen folgende Inhalte behandelt: Eigenschaften des Funkkanals, Herausforderungen der drahtlosen Übertragung, Informationstheorie, Kanalcodierung zur Fehlerkorrektur, Übertragungskonzepte, Multiplexing, zellulares Konzept, Kommunikationsprotokolle, MAC Protokolle, Funkresourcenmanagement, Netzarchitekturen, Mobilitätsmanagement und Routing, mobiles Internet, Sicherheit in Mobilfunknetzen, Technologien UMTS und WLAN, selbstorganisierende Adhoc-Netze, Relay-Kommunikation, Netzcodierung, Handy-Hardware, Basisband-Tranceiver, Entzerrung und Kanalschätzung, MIMO Konzepte, Simulation von Netzen.

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Multimediasysteme

Multimediale Inhalte – wie Videos und Tonaufnahmen – werden überall und in zunehmendem Ausmaß verwendet. Die Techniken, die das ermöglichen, sind zugleich interessant und komplex. Das Modul "Multimediasysteme" führt in diese Thematik ein und bietet einen umfassenden Einblick in die Theorie und Praxis von vernetzten Multimediasystemen.

Beispielfragestellungen sind: Wie werden multimediale Inhalte effizient komprimiert und über das Internet übertragen? Wie können die Inhalte trotz enormer Datenreduktion in guter Qualität präsentiert werden? Wie werden diese Inhalte an wechselnde Verhältnisse während der Übertragung und an unterschiedliche Endgeräte – vom Handy bis zur Videowand – bei der Darstellung angepasst? Wie werden wichtige Szenen in einem Video rasch gefunden, ohne dass sich ein Nutzer durch unwichtige Teile durchquälen muss?

Diese und ähnliche Fragestellungen werden in einer Reihe von Lehrveranstaltungen behandelt: Verteilte Multimedia-Systeme; Multimedia-Kommunikation und Dienstgüte im Internet; Multimedia-Informationssysteme; Maschinelle Wahrnehmung in Sensor- und in Verkehrssystemen.

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Pervasive Computing

Im Schwerpunkt Pervasive Computing lernen Studierende Methoden und Technologien kennen, die den Einsatz von Computersystemen im alltäglichen Leben ermöglichen. Typische Herausforderungen in diesem Umfeld sind die selbstständige Anpassung an die Umgebung, die effiziente Nutzung von Ressourcen und die Spontanität in der Kommunikation. Der Schwerpunkt liegt einerseits auf dem Verständnis des Zusammenwirkens von Hardware und Software auf allen Abstraktionsebenen, andererseits auf der praktischen Umsetzung in digitalen Signalprozessoren und Sensornetzwerken. Durch Ausarbeitung tagesaktueller Themen, Entwicklungen und Trends erlernen Studierende die wissenschaftliche Arbeitsweise in diesem zukunftsträchtigen Wissensgebiet.

Konkret werden in den Lehrveranstaltungen folgende Inhalte behandelt: Kontext-Sensitive Computersysteme, Sensor-Lokalisierung, Wearable Computing, Middleware für Sensornetzwerke, Intelligente Kamerasysteme, Sensor Fusion, Green IT und Energieeffizienz, Programmierung verteilter Applikationen in Sensornetzwerken, Digitale Signalprozessoren, Speicherhierarchien, Programmierung und Optimierung von Digitalen Signalprozessoren, Einführung in Bildverarbeitung und maschinelles Sehen.

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Regelungs- und Mess-Systeme

Studierende werden mit den Konzepten moderner Regelungssysteme vertraut. Dabei wird zunächst auf die Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik eingegangen. Weiterführende Lehrveranstaltungen vermitteln die Fähigkeit, selbständig leistungsfähige Regelkreise zu entwerfen. Voraussetzung hierfür ist ein fundiertes Wissen auf den Gebieten der Ingenieurswissenschaften (Mechanik, Elektrotechnik, Antriebstechnik etc.) und der Mathematik.

In den angebotenen Lehrveranstaltungen wird thematisch auf lineare Systeme, Signaltransformationen, Nichtlineare Systeme, Modellbildung, Prozessidentifikation, Digitale Regelung und Optimale Regelungen eingegangen. Praktische Übungen im Labor ergänzen die Theorie aus den Vorlesungen.

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Signalverarbeitung und Nachrichtentechnik

Studierende lernen die Prinzipien und Konzepte der modernen Signalverarbeitung mit einem speziellen Fokus auf hochintegrierte digitale Übertragungssysteme (Beispiel: Mobiltelefon, WLAN). Die in den Vorlesungen und Übungen behandelten Methoden und Konzepte werden in den Laborübungen von den Studierenden auf entsprechenden Plattformen (FPGAs, DSPs, µCs) implementiert und getestet.

Konkret werden in den Lehrveranstaltungen folgende Inhalte behandelt: Hard- und Software- Architekturen der digitalen Signalverarbeitung; DSP-Hardware; Signalverarbeitung auf FPGAs inkl. Programmierung von FPGAs; Signalverarbeitung auf Signalprozessoren inkl. Programmierung von DSPs; Statistische Signalverarbeitung; Adaptive Filter. Herausforderungen der drahtlosen Übertragung; Eigenschaften des Funkkanals; Übertragungskonzepte; zellulares Konzept; Handy-Hardware: Radio Frequency Transceiver, Basisband-Transceiver; Physical Layer Konzepte: Entzerrung und Kanalschätzung, OFDM, MIMO Konzepte; Kanalcodierung zur Fehlerkorrektur.

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Verkehrstelematik

Studierende erhalten zunächst einen Überblick und darauffolgend tiefer gehende Einsichten in Grundprinzipien und Systemkonzepte moderner, intelligenter Verkehrs- und Logistik-Systeme und Fahrassistenzsysteme. Dabei werden grundlegende Aspekte der Modellierung, Simulation, Datenerfassung bzw. -vorhersage und adaptiven Steuerung dieser Systeme behandelt. Neben der software-basierten Simulation wird in praktischen Laboren und Projekten die ultraschnelle hardware-basierte Simulation erprobt.

Es werden folgende Lehrinhalte behandelt: Ortung und Navigation, Architekturen intelligenter Verkehrssysteme, Verkehrsdatenerfassung, adaptive Verkehrssteuerung, robustes maschinelles Sehen für die Verkehrsdatenerfassung und Umgebungswahrnehmung für Fahrassistenzsysteme, Logistik und intelligente Mobilitätsdienste, Supply Chain Management, Geographische Informationssysteme, Mathematische Methoden der Verkehrstelematik, Dynamische Systeme im Verkehrsbereich, Bildverarbeitung, komplexe Simulations- und Optimierungsprozesse.

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