Grundlagen der Nachrichtentechnik

Vorwort

Inhalt

1 Einführung

1.1 Nachrichtentechnik – ein Überblick

1.2 Digitale und analoge Übertragung

1.3 Standardisierung

1.4 Zum Inhalt dieses Buches

2 Signalübertragung

2.1 Lineare zeitinvariante Systeme

2.1.1 Impulsantwort und Faltung

2.1.2 Fourier-Transformation

2.1.3 Übertragungsfunktion

2.1.4 Verzerrungsfreies System

2.1.5 Der ideale Tiefpass

2.1.6 Der ideale Bandpass

2.2 Energie- und Leistungssignale

2.2.1 Normierte Energie und normierte Leistung

2.2.2 Korrelation von Energie- und Leistungssignalen

2.2.3 Energie- und Leistungsdichtespektrum

2.3 Zufallssignale

2.3.1 Beschreibung von Zufallssignalen durch Erwartungswerte

2.3.2 Verteilungsfunktion und Wahrscheinlichkeitsdichte

2.3.3 Leistungsdichtespektrum von Zufallssignalen

2.3.4 Übertragung von Zufallssignalen über LTI-Systeme

2.3.5 Weißes Rauschen, Rauschbandbreite und additives Rauschen

2.4 Weiterführende Hinweise

2.5 Übungsaufgaben

3 Signalabtastung undQuantisierung

3.1 Abtasttheorem

3.2 Abtastung von Bandpasssignalen

3.3 Lineare Quantisierung

3.4 Nichtlineare Quantisierung und Pulscodemodulation (PCM)

3.5 Weiterführende Hinweise

3.6 Übungsaufgaben

4 Digitale Signalverarbeitung in der Nachrichtentechnik

4.1 Zeitdiskrete Signale und Systeme

4.1.1 Energie, Leistung und Korrelationsfunktion

4.1.2 Diskrete Faltung

4.1.3 Fourier-Transformation zeitdiskreter Signale

4.1.4 Diskrete Fourier-Transformation

4.2 Digitale Filter

4.3 Weiterführende Hinweise

4.4 Übungsaufgaben

5 Digitale Nachrichtenübertragung im Basisband

5.1 Basisbandsignale und Leitungscodes

5.2 Intersymbol-Interferenz undNyquist-Pulsformung

5.2.1 Nyquist-Bandbreite

5.2.2 Das erste Nyquist-Kriterium

5.2.3 Kosinus-roll-off-Filter

5.2.4 Das Augendiagramm

5.2.5 Leistungsdichtespektrum digitaler Basisbandsignale

5.3 Fehlerwahrscheinlichkeit

5.3.1 Fehlerwahrscheinlichkeit bei binärer Übertragung

5.3.2 Signalangepasstes Filter

5.3.3 Fehlerwahrscheinlichkeit bei Mehrpegelübertragung

5.4 Kanalverzerrungen

5.4.1 Symboltaktentzerrer

5.4.2 Entzerrer mit Doppelabtastung

5.4.3 Vergleich der verschiedenen Empfängerkonzepte

5.4.4 Adaptive Entzerrung

5.5 Scrambling

5.6 Synchronisation

5.6.1 Symboltaktsynchronisation

5.6.2 Rahmensynchronisation

5.7 Weiterführende Hinweise

5.8 Übungsaufgaben

6 Modulationsverfahren

6.1 Bandpasssignale

6.1.1 Bandpasssignal und äquivalentes Tiefpasssignal

6.1.2 Äquivalentes Tiefpasssystem

6.1.3 Leistungsdichtespektrum von Bandpassrauschen

6.2 Analoge Modulationsverfahren

6.2.1 Amplitudenmodulation

6.2.2 Frequenz- und Phasenmodulation

6.3 Digitale Modulationsverfahren

6.3.1 Quadraturmodulator

6.3.2 Amplitudenumtastung

6.3.3 Phasenumtastung

6.3.4 Quadratur-Amplitudenmodulation

6.3.5 Frequenzumtastung

6.4 Demodulation und Fehlerwahrscheinlichkeit digitaler Modulationsverfahren

6.4.1 Kohärente Demodulation

6.4.2 Inkohärente Demodulation

6.5 Entzerrung von Bandpasssignalen

6.6 Multiträgersysteme und OrthogonalFrequency Division Multiplexing (OFDM)

6.7 Empfängerarchitekturen

6.8 Weiterführende Hinweise

6.9 Übungsaufgaben

7 Kanalcodierung

7.1 Kanalkapazität

7.2 Blockcodes

7.2.1 Eigenschaften von Blockcodes

7.2.2 Hamming-Codes

7.2.3 Codiergewinn

7.2.4 Zyklische Codes

7.3 Faltungscodes

7.3.1 Codierung

7.3.2 Viterbi-Decodierung

7.3.3 Decodierung mit/ohne Zuverlässigkeitsinformation

7.4 Interleaving

7.5 Turbo-Codes und LDPC-Codes

7.6 Weiterführende Hinweise

7.7 Übungsaufgaben

8 Kommunikationsnetze

8.1 Das OSI-Referenzmodell

8.2 Mehrfachzugriffsverfahren

8.2.1 Prinzipien des Mehrfachzugriffs

8.2.2 Dezentrale Zugriffssteuerung

8.3 Leitungs- und Paketvermittlung

8.4 Zuverlässige Datenübertragung

8.5 Weiterführende Hinweise

8.6 Übungsaufgaben

Anhang

Anhang 1: Kleine Formelsammlung

Anhang 2: Tabellen und Theoreme der Fourier-Transformation

Anhang 3: Die Hilbert-Transformation

Anhang 4: Die erfc-Funktion

Anhang 5: Lösungen zu den Übungsaufgaben

Verzeichnis der Beispiele

Verzeichnis der Symbole und Formelzeichen

Abkürzungsverzeichnis

Literatur

Index

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