LNTwww:Über LNTwww

Herzlich Willkommen bei LNTwww

Das  $\rm L$erntutorial für $\rm N$achrichten$\rm T$echnik im $\rm w$orld $\rm w$ide $\rm w$eb   ⇒   $\rm LNTwww$  wird vom  Lehrstuhl für Nachrichtentechnik  (LNT) der  Technischen Universität München  (TUM) angeboten. Dieses e-Learning-Projekt wurde 2001 begonnen und im Mai 2018 wurde die  neue Version 3  erstmalig bereit gestellt. Bis Ende 2019 sollten die meisten noch fehlenden Teile weitgehend implementiert sein.

• Nachfolgend finden Sie eine Art  „Bedienungsanleitung”  zu  $\rm LNTwww$  und dessen  „didaktisches Konzept”.
• Informationen zur  „Entstehungsgeschichte”  von  $\rm LNTwww$  finden Sie unter dem letzten Menüpunkt.
• Über die derzeitigen Einschränkungen informieren wir Sie über den Link  „Aktuelle Hinweise”.

Es würde uns freuen, wenn wir Ihr Interesse an unserem  $\rm LNTwww$  wecken könnten.

Wir wünschen Ihnen einen guten Lernerfolg.    Viel Spaß und gutes Gelingen!  

Günter Söder,  Tasnád Kernetzky  und  Gerhard Kramer

Konzept von LNTwww

Zu Beginn der Arbeiten zu  $\rm LNTwww$  im Jahre 2001 haben wir uns selbst die folgenden „Zehn Gebote” vorgegeben. Diese gelten auch für die vorliegende Version:

(1)   Das Lehrgebiet der Informations- und Telekommunikationstechnik einschließlich der zugehörigen Grundlagenfächer werden in didaktisch und multimedial aufbereiteter Form präsentiert.

(2)   Ausgewählt wurden neun Fachgebiete, die nach Fertigstellung von  $\rm LNTwww$  jeweils durch ein abgeschlossenes Buch etwa im Umfang einer einsemestrigen Lehrveranstaltung mit drei bis fünf Semesterwochenstunden behandelt werden.

(3)   Die Zielgruppe von  $\rm LNTwww$  sind Studierende der Informations- und Kommunikationstechnik, speziell der Nachrichtentechnik, sowie praktizierende Ingenieure („Berufliche Weiterbildung”).

(4)   Es sollen insbesondere auch die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Teilgebieten aufgezeigt werden, was durch eine in allen Büchern weitgehend konsistente Nomenklatur gefördert wird.

(5)   $\rm LNTwww$  bietet zwei Lernmodi an:   Anfänger sollten sequenziell vorgehen – für Fortgeschrittene eignet sich die Nutzung als Tutorial (zunächst Aufgaben bearbeiten, bei Defiziten Sprung zur Theorie).

(6)   Die Theorie wird wie in einem herkömmlichen Lehrbuch für Ingenieure durch Texte, Grafiken und Herleitungen erläutert. Zusätzlich beinhaltet jedes Kapitel mindestens ein multimediales Modul.

(7)   $\rm LNTwww$  bietet dem Benutzer vielfältige Interaktionsmöglichkeiten bezüglich der Darstellung und der Auswahl von Theorieblöcken,  Aufgaben  sowie  Multimedia- und Berechnungsmodulen.

(8)   Die Methodik der für das  world wide web  typischen Hyperlinks wird ausgiebig genutzt, auch deshalb, um die oft engen Zusammenhänge zwischen verschiedenen Lehrgebieten aufzuzeigen.

(9)   Um zu verhindern, dass sich ein Nutzer in seiner Lernumgebung verirrt und er  $\rm LNTwww$  nur zum „Surfen” nutzt, muss zu jeder Zeit trotz gewisser Freiheiten ein zielgerichteter Weg erkennbar sein.

(10)  Aus Gründen der Nachhaltigkeit bietet  $\rm LNTwww$ eine Ausdruckmöglichkeit, wohlwissend, dass viele der heutigen Studierenden dies als „Rückfall in das Analogzeitalter” abtun werden. Es ist gewährleistet, dass die bereitgestellte Druckversion zumindest inhaltlich mit der Online-Version übereinstimmt.

Wo findet man was im LNTwww?

Aufbau von LNTwww

1.   Das Lerntutorial  $\rm LNTwww$  ist in Buchform organisiert.
2.   Man erreicht die neun Fachbücher und Bibliografie/Biografien über den Link „Büchersammlung”.
3.   Von dieser Oberfläche gelangt man zu den einzelnen Büchern, z. B. über den Link  „Signaldarstellung”  (es gibt auch andere Wege dorthin).
4.   Das beispielhafte Buch  „Signaldarstellung”  beinhaltet fünf  Hauptkapitel, unter anderem  „Grundbegriffe der Nachrichtentechnik”.
5.   Durch Anklicken des ersten Hauptkapitels gelangt man zu drei  Kapiteln, u. a. zum Kapitel  „Prinzip der Nachrichtenübertragung”.
6.   Das Kapitel  „Prinzip der Nachrichtenübertragung”  entspricht einer abgespeicherten MediaWiki–Datei und beinhaltet zehn  Seiten.
7.   Die beiden letzten Seiten sind nahezu in allen Kapiteln gleich, nämlich  „Aufgaben zum Kapitel”  sowie  „Quellenverzeichnis”.

Aufgaben in LNTwww

1.   Sie finden die Aufgabenübersicht  (alle Bücher, ca.  $640$  Aufgaben, ca.  $3100$  Teilaufgaben)  auf der Startseite über den Link  „Aufgaben”.
2.   Zu den  $58$  Aufgaben des Buches „Signaldarstellung” gelangt man über den Link  „Aufgaben zu Signaldarstellung”.
3.   Von dort aus geht es dann weiter zu den einzelnen Aufgaben.   Beispiel  „Aufgabe 1.1: Musiksignale”.

$\text{Einige Hinweise und Tipps zu den Aufgaben:}$ 

•   Wir unterscheiden zwischen  Aufgaben  (zum Beispiel „Aufgabe 1.1”) und  Zusatzaufgaben  (zum Beispiel „Aufgabe 1.1Z”).
•   Konnten Sie alle Aufgaben eines Kapitels problemlos lösen, so sind Sie nach unserer Einschätzung mit dem Kapitelinhalt vertraut.
•   Haben Sie eine Aufgabe falsch gelöst, so sollten Sie auch die folgende, meist etwas einfachere „Zusatzaufgabe” bearbeiten.
•   Jede Aufgabe besteht aus mehreren „Teilaufgaben”. Eine Aufgabe ist nur dann richtig gelöst, wenn alle Teilaufgaben richtig sind.
•   Zu jeder Aufgabe gibt es eine ausführliche  Musterlösung, manchmal auch mit der Angabe mehrerer Wege zum Ziel.
•   Als Aufgabentypen werden verwendet:

1.   Single Choice   ⇒   nur eine der  $n$  vorgegebenen Antworten ist richtig;
2.   Multiple Choice   ⇒   von den  $n$  vorgegebenen Antworten können zwischen Null und  $n$  Antworten richtig sein;
3.   Rechenaufgabe   ⇒   Zahlenwertabfrage, eventuell mit Vorzeichen,
       Format für reelle Zahlen:  $\rm xx\hspace{0.05cm}.\hspace{0.05cm}xxx$, Format für Integerzahlen: $\rm xx$.

Bitte beachten Sie auch:

•   Bei der Überprüfung reellwertiger Ergebnisse werden geringe Abweichungen  $($meist  $\pm 3\%)$  zugelassen.
•   Obwohl MediaWiki auch Rechenaufgaben als „Quiz” bezeichnet, ist deren Beantwortung meist deutlich schwieriger als bei „Jauch”.
•   Weil:  Bei einer Rechenaufgabe gibt es keine vorgegebenen Antworten, und zudem müssen oft vorher Integrale gelöst werden.
•   Wir empfehlen Ihnen:  Drucken Sie die Aufgabe zunächst aus und lösen Sie sie „offline”, bevor Sie die Kontrolle „online” vornehmen.

Ausdruckmöglichkeiten in LNTwww

1.   Für jede MediaWiki–Datei gibt es eine Druckmöglichkeit über den Link  Druckversion  in der Fußleiste.
2.   Möchten Sie einen Ausdruck einer Aufgabe mit Musterlösung, so müssen Sie letztere zuerst online aktivieren.

Bitte beachten Sie:

•   In der derzeitigen Version werden blaue bzw. graue Hinterlegungen für Definitionen und Beispiele nicht gedruckt.
•   Das Druckbild entspricht noch nicht unseren Vorstellungen, da derzeit Links nicht unterdrückt werden.

Inhaltsübersichten zu LNTwww

1.   Eine Kurzübersicht über alle Bücher gibt es auf der Auswahloberfläche  „Büchersammlung”;
2.   Mehr Informationen liefern die „Titelseiten” der einzelnen Bücher, Beispiel:
       Buch  „Signaldarstellung”  mit folgenden Informationen:  Abstract, empfohlene Literatur, Autoren, Links zu den Hauptkapiteln, Aufgaben, Multimedia;
3.   Hauptkapitelinhalt im jeweils ersten Kapitel auf der jeweils ersten Seite.   Beispiel:   „# ÜBERBLICK ZUM ERSTEN HAUPTKAPITEL #”.

Interaktive Applets zu LNTwww

1.   Zu den von  $\rm LNTwww$  bereitgestellten interaktiven  Applets  gelangen Sie über den  gleichnamigen Link  auf der Startseite.
2.   Es erscheint eine  Liste  aller Applets, gruppiert nach den neun Fachbüchern. Derzeit (07/2019) gibt es insgesamt 15 solcher auf HTML5 basierender Applets.
3.   Nach Auswahl des Applets erscheint eine Wiki-Beschreibungsseite mit kurzer Inhaltsangabe und Bedienoberfläche. Beispiel:  Zur Verdeutlichung der grafischen Faltung.
4.   Am Anfang und Ende der Beschreibungsseite gibt es jeweils Links zum eigentlichen HTML5–Applet.   Beispiel:  Zur Verdeutlichung der grafischen Faltung.
5.   Alle HTML5–Applets sind in englischer Sprache verfasst, die hier aufgerufene Wiki-Beschreibungsseite ist aber in Deutsch.
6.   Zur englischsprachigen Wiki-Beschreibungsseite kommt man über den vorletzten Eintrag „English versions” in der Auswahlliste.

$\text{Einige Hinweise und Tipps zu den Applets:}$ 

• Bei der $\rm LNTwww$-Neugestaltung wurden einige interaktive Applets (bisher $\rm SWF$: Shockwave Flash von Adobe) nach HTML 5 konvertiert.
• Der Grund hierfür ist, dass $\rm SWF$–Anwendungen in der jetzigen Form für viele Systeme (Smartphones, Apple, Linux, ...) ungeeignet sind.
• Allerdings wurden bisher von den ca. 40 Applikationen erst sechs konvertiert.
• Die restlichen Applets sind unter dem letzten Menüpunkt $\text{alte Interaktionsmodule (SWF)}$ in der Auswahlliste zusammengeasst.
• Diese Anwendungen können derzeit noch unter $\rm Windows$ verwendet werden, wenn der $\text{Adobe Flash Player}$ installiert ist.
• Wir weisen Sie allerdings darauf hin, dass es hinsichtlich dieser Installation Sicherheitsbedenken gibt.
• Wir werden zeitnah die verbliebenen $\text{SWF–Module}$ nach $\text{HTML 5}$ konvertieren. Dies ist eine interessante, keinesfalls triviale Aufgabe.
• Sollten Sie im Bachelorstudiengang $\rm (BSEI)$ an der TU München studieren, so bieten wir Ihnen gerne eine entsprechende IP-Arbeit an.

Lernvideos zu LNTwww

1.   Zu den von $\rm LNTwww$ bereitgestellten Lernvideos gelangen Sie über den gleichnamigen Link auf der Startseite.
2.   Es erscheint eine Liste aller Lernvideos, gruppiert nach Fachbüchern. Manche Videos erscheinen bei mehreren Büchern.
3.   Nach Auswahl des gewünschten Videos erscheint eine Wiki-Beschreibungsseite mit kurzer Inhaltsangabe und Bedienoberfläche. Beispiel: Analoge und digitale Signale.
4.   Das hier ausgewählte Beispiel stellt ein zweiteiliges Video im mp4– und ogv–Format bereit. Ihr Browser sucht sich das passende Format.
5.   Jeder Videoteil kann durch Einfach-Klick gestartet werden und durch einen weiteren Klick angehalten werden.

$\text{Einige Hinweise und Tipps zu den Lernvideos:}$ 

• Im Zuge der $\rm LNTwww$-Neugestaltung (Version 3) wurden die Lernvideos in moderne Formate konvertiert.
• Sie können nun von möglichst vielen Browsern wie Firefox, Chrome und Safari, als auch von Smartphones wiedergegeben werden.
• Die Wiedergabegeschwindigkeit der Videos kann verändert werden:
  • Firefox bietet nach einem Rechtsklick aufs Video ein Untermenü an.
  • Für Google Chrome kann man z.B. das Plugin "Video Speed Controller" installieren.
• Mit http://www.lntwww.de/index.php?title=Spezial:MIME-Typ-Suche&mime=video/mp4 kann man Videos suchen und sie herunterladen.

Offline–Programme des Lehrstuhl für Nachrichtentechnik der TU München

1.   In verschiedenen Praktika des LNT wurden Offline–Programme verwendet, die wir hier über den Download–Bereich anbieten.
2.   Die ZIP–Versionen der Programme finden Sie unter dem Link http://www.lntwww.de/downloads/Sonstiges/Programme/.
3.   Die dazugehörigen Praktikumsanleitungen (als PDF) finden Sie unter dem Link http://www.lntwww.de/downloads/Sonstiges/Texte/.

$\text{Einige Anmerkungen zu den Offline–Programmen:}$ 

• LNTsim: Lehrsoftware-Programmpaket (basierend auf DOS, lauffähig unter Windows) mit 24 Simulations- und Demo-Programmen für das Praktikum „Simulationsmethoden in der Nachrichtentechnik” von Günter Söder,
• LNTwin: Fünf Windows-Programme für das Praktikum „Simulation Digitaler Übertragungssysteme” von Günter Söder:
  • AMV:   Analoge Modulationsverfahren,
  • CDMA:   Code Division Multiple Access,
  • DKM:   Digitale Kanalmodelle,
  • MFK:   Mobilfunkkanal,
  • WDIT:   Wertdiskrete Informationstheorie

Zum Download–Bereich von LNTwww

Alle Texte zu LNTwww finden Sie als PDF unter dem Link   Zum Download-Verzeichnis

1.   Die bereitgestellten Dokumente beziehen sich auf die Vorgängerversion 2 (Stand: Dezember 2016). Die vorliegende Version 3 unterscheidet sich durch ein anderes Layout und einige redaktionelle Verbesserungen, ist aber inhaltlich (weitgehend) gleich. Die Bereitstellung neuer PDF-Dateien nach eventueller Aktualisierung ist derzeit nicht vorgesehen.
2.   In jedem Fachbuch-Directory finden Sie ein PDF-Dokument „ ... Vorbemerkungen” sowie in drei Unterverzeichnissen die Theorieseiten der verschiedenen Kapitel, die Aufgaben und die dazugehörigen Musterlösungen als PDF. Lernvideos und Interaktionsmodule liegen in den entsprechenden Unterverzeichnissen im SWF-Format vor bzw. komprimiert im ZIP-Format.
3.   Umbenannt werden mussten allerdings die Aufgaben- und Musterlösungsnummerierung. Beispielsweise finden Sie die jetzige „Aufgabe 1.1” im PDF als „Aufgabe A1.1” und die jetzige „Aufgabe 1.1Z” als „Zusatzaufgabe Z1.1”. Die Teilaufgabennummerierung (a), (b), (c), ... wurde in der vorliegenden Version in (1), (2), (3), ... geändert.

Entstehungsgeschichte, Autoren, weitere Beteiligte, Danksagung

Das $\rm L$erntutorial für die $\rm N$achrichten$\rm T$echnik im $\rm w$orld $\rm w$ide $\rm w$eb   ⇒   $\rm LNTwww$ wird vom Lehrstuhl für Nachrichtentechnik (LNT) der Technischen Universität München (TUM) angeboten. Dieses e-Learning-Projekt wurde 2001 von den langjährigen LNT-Mitarbeitern Günter Söder und Klaus Eichin initiiert. Das umfangreiche Autorensystem zur Eingabe und Darstellung der Lernangebote in der Version 1 (2001) und der Version 2 (2007) wurden von Martin Winkler und Yven Winter im Rahmen von Diplomarbeiten und in freier Mitarbeit geschaffen.

Im Herbst 2016 wurde die zweite Version unseres Lerntutorials genau in der Weise fertiggestellt, wie es die Initiatoren fünfzehn Jahre vorher geplant hatten – nachzulesen im Abschnitt Konzept.

• $\rm LNTwww$ umfasst neun Fachbücher, die das Lehrgebiet der Informations- und Telekommunikationstechnik einschließlich der zugehörigen Grundlagenfächer (weitgehend) abdecken.
• Diese Bücher sollten didaktisch und multimedial aufbereitet sein, eine Vielzahl von Aufgaben bereitstellen und es sollte stets ein Bezug zwischen den einzelnen Teilgebieten erkennbar sein.

Inhaltlich wurde von den Unterrichtsmaterialien von Klaus Eichin und Günter Söder sowie von Norbert Hanik (Professur „Leitungsgebundene Übertragungstechnik”) ausgegangen. Berücksichtigt wurden auch andere Vorlesungsunterlagen, die am Lehrstuhl für Nachrichtentechnik unter den letzten vier Lehrstuhlinhabern entstanden sind:

• Professor Hans Marko (1962– 1993),
• Professor Joachim Hagenauer (1993– 2006),
• Professor Ralf Kötter (2007–2009) und
• Professor Gerhard Kramer (seit 2010).

Parallel zur Fertigstellung der Version 2 haben sich jüngere Kollegen am LNT – Joschi Brauchle (2015), Markus Stinner (bis Ende 2016) und Tasnád Kernetzky (ab Anfang 2017) – Gedanken über eine zeitgemäßere Darstellung unseres Lerntutorials gemacht und diese Gedanken mit großem Elan, Kreativität und etlichen Arbeiten von Studierenden (Ingenieurspraxis, Bachelorarbeit, als Werkstudent) umgesetzt. Hierbei haben mitgewirkt:

• David Ginthör (hat in seiner IP die Grundlagen unserer MediaWiki–Applikation geschaffen), Mohamed Ben Ahmed, Mohamed Nabil Babai, Marwen Ben Ammar, Wael Chaouch, Safwen Dridi, Jimmy He, David Jobst, Mohamed Mansoor, Ayush Patel, Basian Siebenwirth, Lukas Wolf

Nach einigen Kontroll– und Korrektur–Iterationen durch Günter Söder ist das nun vorliegende $\text{neue LNTwww}$ (Version 3) entstanden, basierend auf MediaWiki. Inhaltlich unterscheidet sich diese neue Version nicht (oder nur unwesentlich) von der Version 2, doch wurde die Überarbeitung zu wesentlichen Verbesserungen in der Darstellung der Texte, Lernvideos und interaktiven Applets genutzt.

Nach endgültiger Beendigung der Portierung der Version 2 in die Version 3 – voraussichtlich Ende 2018 – werden wir das LNTwww als echtes „WIKI” freigeben, das heißt, jeder Leser kann dann die vorhandenen Texte korrigieren und auch neue Beiträge einbringen. Der Lehrstuhl für Nachrichtentechnik behält es sich vor, über die Übernahme eingereichter Texte zu entscheiden. Die Richtlinien hierfür finden Sie zu gegebener Zeit unter Aktuelle Hinweise.

Der noch immer $\rm LNTwww$–Verantwortliche Günter Söder bedankt sich auch im Namen des Lehrstuhls für Nachrichtentechnik der TU München und dessen Leiter Gerhard Kramer bei den vielen an der Entstehung von $\rm LNTwww$ Beteiligten,

• beim Co–Autor Prof. Norbert Hanik (Professur „Leitungsgebundene Übertragungstechnik”) und seinem Doktoranden Dr. Bernhard Göbel;

• bei den ehemaligen LNT-Kollegen Dr. Ronald Böhnke, Dr. Joschi Brauchle, Dr. Klaus Eichin, Dr. Thomas Hindelang, Dr. Christian Kuhn, Dr. Tobias Lutz, Dr. Michael Mecking, Dr. Thomas Stockhammer, Dr. Johannes Zangl und Dr. Georg Zeitler, die als Co–Autoren oder Experten bei einzelnen Kapiteln mitwirkten oder studentische Arbeiten betreuten;
• bei einigen externen Beteiligten am LNTwww, die ihr Fachwissen zu speziellen Themen eingebracht haben;
• bei vielen Studierenden, die Teilgebiete bearbeitet, multimediale Elemente gestaltet oder die Portierung zur Version 3 umgesetzt haben;
• bei Yven Winter (Erstellen unseres Autorensystems zur Version 2 und ehrenamtliche Wartung und Erweiterung über mehr als 10 Jahre);
• bei Dr. Markus Stinner und dem Studenten David Ginthör für die Initiative zur Neugestaltung und die Vorarbeiten für deren Umsetzung;
• bei Tasnád Kernetzky, der die Lernvideos portiert und die erforderliche Neuprogrammierung der interaktiven Applets geleitet hat;
• insbesondere bei Frau Doris Dorn, die unzählige Texte und Gleichungen in der komplizierten LNTwww–Syntax eingegeben hat.

In den Jahren 2016 und 2017 wurden unsere Arbeiten von MoliTUM zur Finanzierung studentischer Hilfskräfte unterstützt.