700.106 (22W) Basic Lab: Communication Systems

Wintersemester 2022/23

Beginn der Anmeldefrist
29.08.2022 00:00

Erster Termin der LV
17.10.2022 13:00 - 17:00 B04a.1.02 On Campus
Nächster Termin:
24.10.2022 13:00 - 17:00 B04a.1.02 On Campus
Nächster gültiger Termin:
31.10.2022 13:00 - 17:00 B04a.1.02 On Campus

Überblick

Bedingt durch die COVID-19-Pandemie können kurzfristige Änderungen bei Lehrveranstaltungen und Prüfungen (z.B. Absage von Präsenz-Lehreveranstaltungen und Umstellung auf Online-Prüfungen) erforderlich sein.

Weitere Informationen zum Lehrbetrieb vor Ort finden Sie unter: https://www.aau.at/corona.
Lehrende/r
LV-Titel englisch Basic Lab: Communication Systems
LV-Art Kurs (prüfungsimmanente LV )
LV-Modell Präsenzlehrveranstaltung
Semesterstunde/n 2.0
ECTS-Anrechnungspunkte 2.0
Anmeldungen 0 (14 max.)
Organisationseinheit
Unterrichtssprache Englisch
LV-Beginn 17.10.2022
eLearning zum Moodle-Kurs

Zeit und Ort

Beachten Sie bitte, dass sich aufgrund von COVID-19-Maßnahmen die derzeit angezeigten Termine noch ändern können.
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LV-Beschreibung

Intendierte Lernergebnisse


Prerequisite courses: None

Summary

Communication devices/systems are all around us. Not understanding their working principles could lead to losses, such as in this video https://youtu.be/xHCUpLBGIKQ. By participating in this lab course on communication systems, you will gain practical knowledge of communication technologies. You will also use this knowledge to exploit vulnerabilities (hack) garage door openers and solve the mystery in this video https://youtu.be/TcnCm2X_4G8.

Detailed Description

This communication systems lab will give students practical knowledge of communication technologies. Specifically this lab will focus on:

  • Signal analysis, including signal sampling, reconstruction and filtering
  • Signal modulation and demodulation, and
  • Software Defined Radio (SDR)

On completing this lab course, students will be able to:

  • Practically demonstrate their understanding of the fundamental theories governing digital and analog communication systems
  • Implement signal sampling and reconstruction
  • Understand filters and apply them to signals
  • Practically implement signal modulation techniques such as, Amplitude Modulation (AM)*, Frequency Modulation (FM), On-Off Keying (OOK), and Amplitude-shift keying (ASK)
  • Understand Software Defined Radio (up to an intermediate level), and
  • Use concepts learned in this course to exploit vulnerabilities in keyless entry systems such as garage door opener or car key fobs.

Lehrmethodik

Course participants will work in groups of 2 to complete 4 units of this course. With the exception of Unit 4, all unit requires between 3 to 4 hours to complete. Therefore classes will be held at most 6 times for the entire semester.

If you have any questions regarding the course schedule (meeting days and times) please write me at rockson.agyeman@aau.at

Inhalt/e

Unit 1: Course Introduction

  • Course introduction (objective, outline, evaluation / examination, schedules)
  • (Review) basics of digital and analog communication systems
  • Introduction to Software Defined Radio and GNU radio companion
  • “hello world 1” – receiving and listening to FM radio signals
  • “hello world 2” – creating “mini” FM station


Unit 2: Signal Analysis 

  • Digital signal processing
  • Signal sampling and reconstruction
  • Filters and their applications


Unit 3: Signal modulation and demodulation 

  • Signal modulation
  • Amplitude Modulation (AM) *
  • Frequency Modulation (FM)
  • On-Off Keying (OOK)
  • Amplitude-shift keying (ASK)
  • Signal demodulation*


Unit 4: Course project - exploiting vulnerabilities in garage door openers

  • Introduction to remote keyless entry systems (KES)
  • Capturing and analyzing radio signals from KES (garage door opener)
  • Introduction to DSpectrumGUI
  • Decoding radio signals from KES
  • Implementing replay attack in KES

Prüfungsinformationen

Im Fall von online durchgeführten Prüfungen sind die Standards zu beachten, die die technischen Geräte der Studierenden erfüllen müssen, um an diesen Prüfungen teilnehmen zu können.

Prüfungsmethode/n

Course Grading: Total points - 100

  • Unit 1: exercise completion – 10 points
  • Unit 2: exercise completion – 15 points
  • Unit 3: exercise completion – 15 points
  • Unit 4: project completion   – 35 points
  • Exam: answering theoretical questions behind implemented project – 25 points

Prüfungsinhalt/e

Topics discussed during the course

Beurteilungskriterien/-maßstäbe

  • Completing course units
  • Completing course project
  • Participating in the final exam

Beurteilungsschema

Note Benotungsschema

Position im Curriculum

  • Bachelorstudium Informationstechnik (SKZ: 289, Version: 22W.1)
    • Fach: Grundlagenlabor Informationstechnik (Wahlfach)
      • 10a Ausgewählte 5 Laborübungen aus den angebotenen Grundlagenlaborübungen der Informationstechnik (zu jeweils 2 ECTS-AP) ( 0.0h KS / 10.0 ECTS)
        • 700.106 Basic Lab: Communication Systems (2.0h KS / 2.0 ECTS)
          Absolvierung im 3., 4., 5., 6. Semester empfohlen
  • Bachelorstudium Informationstechnik (SKZ: 289, Version: 22W.1)
    • Fach: Informationstechnische Vertiefung sowie mathematische Ergänzung (Wahlfach)
      • 10b.1 Ausgewählte 2 Laborübungen aus den angebotenen Grundlagenlaborübungen der Informationstechnik (zu jeweils 2 ECTS-AP) ( 0.0h KS / 4.0 ECTS)
        • 700.106 Basic Lab: Communication Systems (2.0h KS / 2.0 ECTS)
          Absolvierung im 3., 4., 5., 6. Semester empfohlen
  • Bachelorstudium Informationstechnik (SKZ: 289, Version: 22W.1)
    • Fach: Informationstechnische Vertiefung sowie mathematische Ergänzung (Wahlfach)
      • 10b.2 Zwei weitere Grundlagenlabore der Informationstechnik, welche in (10b.1) nicht gewählt wurden ( 0.0h KS / 4.0 ECTS)
        • 700.106 Basic Lab: Communication Systems (2.0h KS / 2.0 ECTS)
          Absolvierung im 3., 4., 5., 6. Semester empfohlen
  • Bachelorstudium Informationstechnik (SKZ: 289, Version: 17W.1)
    • Fach: Grundlagenlabor Informationstechnik (Wahlfach)
      • 9a.1 Grundlagenlaborübungen der Informationstechnik ( 0.0h KS / 12.0 ECTS)
        • 700.106 Basic Lab: Communication Systems (2.0h KS / 2.0 ECTS)
          Absolvierung im 4., 5., 6. Semester empfohlen
  • Bachelorstudium Informationstechnik (SKZ: 289, Version: 17W.1)
    • Fach: Informationstechnische Vertiefung sowie mathematische Ergänzung (Wahlfach)
      • 10b.1 Wahl von 2 Laborübungen aus den angebotenen Grundlagenlaborübungen der Informationstechnik ( 0.0h KS / 4.0 ECTS)
        • 700.106 Basic Lab: Communication Systems (2.0h KS / 2.0 ECTS)
          Absolvierung im 3. Semester empfohlen
  • Bachelorstudium Robotics and Artificial Intelligence (SKZ: 295, Version: 22W.1)
    • Fach: Labs Robotics and AI (Wahlfach)
      • 7.1 Wahl von Laborübungen aus dem Angebot der Informationstechnik, sowie zu Robotics & AI ( 0.0h KS / 12.0 ECTS)
        • 700.106 Basic Lab: Communication Systems (2.0h KS / 2.0 ECTS)

Gleichwertige Lehrveranstaltungen im Sinne der Prüfungsantrittszählung

Sommersemester 2021
  • 700.106 KS Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)
Sommersemester 2020
  • 700.106 KS Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)
Sommersemester 2019
  • 700.106 KS Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2017/18
  • 700.106 KS Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2016/17
  • 700.106 KS Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2015/16
  • 700.106 KS Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2014/15
  • 700.106 KU Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2013/14
  • 700.106 KU Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)
Wintersemester 2012/13
  • 700.106 KU Grundlagenlabor: Drahtlose Sensornetze (2.0h / 2.0ECTS)