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IEET > Personal > Wissenschaftliche Mitarbeitende > Tom Steffen, M.Sc.

Tom Steffen

M.Sc.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Kontakt

Tom Steffen, M. Sc.
E-6 Elektrische Energietechnik
  • Elektrische Energietechnik
Sprechzeiten
Nach Vereinbarung
Harburger Schloßstraße 22a,
21079 Hamburg
Gebäude HS22a, Raum 2.015
Tel: +49 40 42878 2734
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Forschungsprojekte

EffiziEntEE
Effiziente Einbindung hoher Anteile Erneuerbarer Energien in technisch-wirtschaftlich integrierte Energiesysteme

EffiziEntEE

Effiziente Einbindung hoher Anteile Erneuerbarer Energien in technisch-wirtschaftlich integrierte Energiesysteme

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit: 2022 bis 2025

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CyEntEE
I³-Lab Cyber Physical Energy Systems – Sustainability, Resilience and Economics

I³-Lab

CyEntEE

Cyber Physical Energy Systems – Sustainability, Resilience and Economics

Technische Universität Hamburg (TUHH); Laufzeit: 2020 bis 2023

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Publikationen

TUHH Open Research (TORE)

2024

2023

2022

2021

Lehrveranstaltungen

Stud.IP
link to course in Stud.IP Studip_icon
Digital Communications (Digitale Nachrichtenübertragung) (M.Sc.)
Subtitle:
This course is part of the module: Digital Communications
Semester:
WiSe 23/24
Course type:
Lecture
Course number:
lv444_w23
Lecturer:
Gerhard Bauch, M. Sc Leonard Paul Schulz, PD Dr.-Ing. habil. Rainer Grünheid, David Jonas Kopyto
Description:
  • Repetition: Baseband Transmission
    • Pulseshaping: Non-return to zero (NRZ) rectangular pulses, raised-cosine pulses,square-root raised-cosine pulses
    • Powerspectral density (psd) of baseband signals
    • Intersymbolinterference (ISI)
    • Firstand second Nyquist criterion
    • AWGNchannel
    • Matchedfilter
    • Matched-filterreceiver and correlation receiver
    • Noisewhitening matched filter
    • Discrete-timeAWGN channel model
  • Representationof bandpass signals and systems in the equivalent baseband
    • Quadratureamplitude modulation (QAM)
    • Equivalentbaseband signal and system
    • Analyticalsignal
    • Equivalentbaseband random process, equivalent baseband white Gaussian noise process
    • Equivalentbaseband AWGN channel
    • Equivalentbaseband channel model with frequency-offset and phase noise
    • Equivalentbaseband Rayleigh fading and Rice fading channel models
    • Equivalentbaseband frequency-selective channel model
    • Discretememoryless channels (DMC)
  • Bandpasstransmission via carrier modulation
    • Amplitudemodulation, frequency modulation, phase modulation
    • Lineardigital modulation methods
      • On-offkeying, M-ary amplitude shift keying (M-ASK), M-ary phase shift keying (M-PSK),M-ary quadrature amplitude modulation (M-QAM), offset-QPSK
      • Signalspace representation of transmit signal constellations and signals
      • Energyof linear digital modulated signals, average energy per symbol
      • Powerspectral density of linear digital modulated signals
      • Bandwidthefficiency
      • Correlationcoefficient of elementary signals
      • Errorprobabilities of linear digital modulation methods
        • Error functions
        • Graymapping and natural mapping
        • Biterror probabilities, symbol error probabilities, pairwise symbol errorprobabilities
        • Euclideandistance and Hamming distance
        • Exactand approximate computation of error probabilities
        • Performancecomparison of modulation schemes in terms of per bit SNR vs. per symbol SNR
      • Hierarchicalmodulation, multilevel modulation
      • Effectsof carrier phase offset and carrier frequency offset
      • Differentialmodulation
        • M-arydifferential phase shift keying (M-PSK)
        • Coherentand non-coherent detection of DPSK
        • p/M-differential phaseshift keying (p/M-DPSK)
        • Differentialamplitude and phase shift keying (DAPSK)
    • Non-lineardigital modulation methods
      • Frequencyshift keying (FSK)
      • Modulationindex
      • Minimumshift keying (MSK)
        • Offset-QPSKrepresentation of MSK
        • MSKwith differential precoding and rotation
        • Biterror probabilities of MSK
        • Gaussianminimum shift keying (GMSK)
        • Powerspectral density of MSK and GMSK
      • Continuousphase modulation (CPM)
        • Generaldescription of CPM signals
        • Frequencypulses and phase pulses
      • Coherentand non-coherent detection of FSK
    • Performancecomparison of linear and non-linear digital modulation methods
  • Frequency-selectivechannels, ISI channels
    • Intersymbolinterference and frequency-selectivity
    • RMSdelay spread
    • Narrowbandand broadband channels
    • Equivalentbaseband transmission model for frequency-selective channels
    • Receivefilter design
  • Equalization
    • Symbol-spacedand fractionally-spaced equalizers
    • Inversesystem
    • Non-recursivelinear equalizers
      • Linearzero-forcing (ZF) equalizer
      • Linearminimum mean squared error (MMSE) equalizer
    • Non-linearequalization:
      • Decisionfeedback equalizer (DFE)
      • Tomlinson-Harashimaprecoding
    • Maximuma posteriori probability (MAP) and maximum likelihood equalizer, Viterbialgorithm
  • Single-carriervs. multi-carrier transmission
  • Multi-carriertransmission
    • Generalmulticarrier transmission
    • Orthogonalfrequency division multiplex (OFDM)
      • OFDMimplementation using the Fast Fourier Transform (FFT)
      • Cyclicguard interval
      • Powerspectral density of OFDM
      • Peak-to-averagepower ratio (PAPR)
  • Multipleaccess
    • Principlesof time division multiple access (TDMA), frequency division multiple access(FDMA), code division multiple access (CDMA), non-orthogonal multiple access(NOMA), hybrid multiple access
  • Spreadspectrum communications
    • Directsequence spread spectrum communications
    • Frequencyhopping
    • Protectionagainst eavesdropping
    • Protectionagainst narrowband jammers
    • Shortvs. long spreading codes
    • Directsequence spread spectrum communications in frequency-selective channels
      • Rakereceiver
    • Codedivision multiple access (CDMA)
      • Designcriteria of spreading sequences, autocorrelation function and crosscorrelationfunction of spreading sequences
      • Intersymbolinterference (ISI) and multiple access interference (MAI)
      • Pseudonoise (PN) sequences, maximum length sequences (m-sequences), Gold codes,Walsh-Hadamard codes, orthogonal variable spreading factor (OVSF) codes
      • Multicodetransmission   
      • CDMAin uplink and downlink of a wireless communications system
      • Single-userdetection vs. multi-user detection
Performance accreditation:
611 - Digital Communications<ul><li>611 - Digital Communications: Klausur schriftlich</li><li>800 - Laboratory Digital Communications: schriftliche Ausarbeitung</li></ul>
ECTS credit points:
6
Stud.IP informationen about this course:
Home institute: Institut für Nachrichtentechnik (E-8)
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Betreute Abschlussarbeiten

laufende

2024

  • Beskronych, Sergej (2024). Entwicklung und Simulation einer Methode zur effizienten kurativen Netzengpassbehebung mittels Steuerbarer Verbrauchseinheiten nach EnWG §14a.

  • Gerstein, Manuel (2024). Analyse und Bewertung der Netzkapazität von Niederspannungsnetzen gegenüber hohen Durchdringungen an elektrischen Wärmepumpen und Elektroautos (extern).

  • Malpricht, Marlin (2024). Entwicklung und Simulation eines kurativen Engpassmanagements für zellulare Verteilnetze und Bewertung potentieller Vorteile bei Kooperation von Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern.

  • Mülke, Luca (2024). Online-Optimierung von kurativem Netzengpassmanagement in sektorgekoppelten Nie-derspannungsnetzen unter Einbezug von kurzfristigen Netzzustandsprognosen.

beendete

2024

  • Ahrens, Daniel (2024). Entwicklung und Bewertung von Sensitivitätsanalysen innerhalb zellularer Niederspannungsnetze für ein zukünftiges Engpassmanagement nach EnWG §14a.

2023

  • Buse, Alexander (2023). Entwicklung und Simulation eines kurativen Engpassmanagements für Niederspannungszellen innerhalb eines zellularen Energiesystems.

  • Merling, Stefan (2023). Analyse und Bewertung von Energieangeboten in zellular betriebenen Niederspannungsnetzen mit lokalem Markt.

  • Mülke, Luca (2023). Verbesserung von verteilten Kurzfrist-Netzzustandsprognosen mit maschinellem Lernen für kuratives Engpassmanagement in zukünftigen modernen sektorgekoppelten Niederspannungsnetzen.

2022

  • Fahrenkrug, Finn (2022). Entwicklung und Verifikation eines thermisch-elektrischen Leitungsmodells für das Engpassmanagement im elektrischen Verteilnetz.

  • Hoegel, N. (2022). Untersuchung und Bewertung von Netzzustandschätzung und -Prognosen unter Berücksichtigung von Fehlerszenarien bezüglich der Informations- und Kommunikationstechnik.

  • Hoegel, N. (2022). Entwicklung und Simulation eines verteilten Netzzustandsprognoseverfahrens für zellulare elektrische Energiesysteme. [pdf]

  • Rogoll, H. (2022). Entwicklung und Simulation von sozialen Beziehungen benachbarter Zellen zur Eigenverbrauchsoptimierung innerhalb eines zellularen Energiesystems mittels eines Multiagentensystem. [pdf]

  • Westphal, J. (2022). Implementierung und Bewertung einer Co-Simulation mit der Plattform Mosaik zur Kopp-lung von Modelica mit einem in Python implementierten Optimierungsalgorithmus.

2021

  • Luo, K. (2021). Entwicklung und Simulation eines Wechselrichtermodells für die Stabilitätsuntersuchung im winkelgeregelten Betrieb zukünftiger Stromnetze.

  • Schenk, C. (2021). Entwicklung und Optimierung der Beschaffungsstrategie für abzuregelnde Energie im Redispatch 2.0-Kontext basierend auf einer Vorhersagbarkeitsanalyse von Netzengpässen.

TU Hamburg
Institut für Elektrische Energietechnik (ieet) E-6
Prof. Dr.-Ing. Christian Becker
Harburger Schloßstraße 22a
21079 Hamburg
E-Mail : ieet(at)tuhh.de
Tel : +49 40 42878 3213
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