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Digitale Übertragungstechnik
Teubner Studienskripte Technik
Peter Gerdsen

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Produktbeschreibung

1. Einleitung.- 1.1 Signalklassen.- 1.2 Digitale Signale.- 1.2.1 Zeitmultiplex.- 1.2.2 Störungen.- 1.2.3 Genauigkeit.- 2. Signalbeschreibung.- 2.1 Elementarsignale.- 2.2 Deterministische Methoden.- 2.2.1 Dirac-Impuls als Aufbauelement.- 2.2.2 Sinusschwingung als Aufbauelement.- 2.2.3 Periodische Signale.- 2.3 Statistische Methoden.- 2.3.1 Wahrscheinlichkeitsfunktionen.- 2.3.2 Mittelwerte.- 2.3.3 Korrelationsfunktionen.- 2.3.4 Wiener-Khintchine-Theorem.- 2.4 Digitales Übertragungssignal.- 2.4.1 Markoff-Prozeß.- 2.4.2 Potenzen einer stochastischen Matrix.- 2.5 Leistungsdichtespektrum.- 2.5.1 Autokorrelationsfunktion.- 2.5.2 Fourier-Transformation.- 2.5.3 Linienspektrum.- 2.5.4 Diskussion.- 2.6 Beispiele.- 3. Zeitquantisierung.- 3.1 Abtastvorgang.- 3.2 Theoretisches Modell.- 3.3 Formfilter.- 3.4 Spektrum.- 3.5 Abtasttheorem.- 3.6 Signalinterpolation.- 3.7 Entzerrung.- 3.8 Schaltungen.- 3.9 Beispiele.- 4. Verzerrungsfreie Übertragung.- 4.1 Analoge Übertragungssysteme.- 4.2 Zeitdiskretes Übertragungssystem.- 4.3 Erstes Nyquist-Kriterium.- 4.3.1 Zeitbereich.- 4.3.2 Frequenzbereich.- 4.4 Abtasttheorem und Nyquistkriterium.- 4.5 Kontrollierte Nachbarzeichenbeeinflussung.- 4.6 Regenerativverstärker.- 4.7 Beispiel.- 5. Amplitudenquantisierung.- 5.1 Quantisierungskennlinie.- 5.2 Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion.- 5.3 Quantisierungsverzerrungen.- 5.4 Begrenzungsverzerrungen.- 5.5 Kanaldynamik.- 5.6 Quantisiertes Signal.- 5.7 Klirrfaktor.- 5.8 Kompandierung.- 5.9 Kompandergewinn.- 5.10 Signal-Geräusch-Abstand.- 5.11 Beispiele.- 6. Quellencodierung.- 6.1 Übertragungssystem.- 6.2 Nachrichtenebene.- 6.3 Codes.- 6.4 Verfahren.- 6.4.1 Codierung.- 6.4.2 Differenzcodierung.- 6.4.3 Lauflängencodierung.- 6.5 Leistungsdichtespektrum.- 6.6 Beispiele.- 7. Kanalcodierung.- 7.1 Aufgabe der Kanalcodierung.- 7.2 Codierung mit Redundanzerhöhung.- 7.2.1 Formung des Leistungsdichtespektrums.- 7.2.1.1 Formatierung.- 7.2.1.2 Korrelative Codierung.- 7.2.1.3 Spezielle Codes.- 7.2.1.4 Nullfolgen.- 7.2.2 Fehlersicherung.- 7.2.2.1 Klassifikation der Codes.- 7.2.2.2 Systematische Codes.- 7.2.2.3 Matrixverfahren.- 7.2.2.4 Polynomverfahren.- 7.3 Codierung ohne Redundanzerhöhung.- 7.3.1 Mehrfachausnutzung.- 7.3.2 Erniedrigung der Schrittfrequenz.- 7.4 Beispiele.- 8. Entzerrung.- 8.1 Entzerrung und Codierung.- 8.2 Entzerrung im Frequenzbereich.- 8.3 Entzerrung im Zeitbereich.- 8.4 Transversalfilter.- 8.5 Quantisierte Rückkopplung.- 8.6 Beispiele.- 9. Signalregeneration.- 9.1 Regenerativverstärker.- 9.2 Entscheidung im Signalbereich.- 9.3 Störbefreiung.- 9.4 Integrationsmethode.- 10. Zeitregeneration.- 10.1 Anforderungen an das Signal.- 10.2 Methoden der Taktübertragung.- 10.3 Anforderungen an den Kanal.- 10.3.1 Zweites Nyquist-Kriterium im Zeitbereich.- 10.3.2 Zweites Nyquist-Kriterium im Frequenzbereich.- 10.4 Methoden der Taktrückgewinnung.- 10.4.1 Signalaufbereitung.- 10.4.2 Resonanzverfahren.- 10.4.3 Verfahren mit Phasenregelschleife.- 10.4.3.1 Integral- und Proportionalregelung.- 10.4.3.2 Digitale Phasenregelscnleife.- 10.5 Beispiel.- 11. Fehlerwahrscheinlichkeit.- 11.1 Einfluß des Regenerativverstärkers.- 11.2 Berechnung der Fehlerwahrscheinlichkeit.- 12. Nachrichtenquader.- 12.1 Informationsmenge.- 12.2 Digitale Signale.- 12.3 Kanalkapzität.- 12.4 Beispiel.- 13. Multiplexverfahren.- 13.1 Prinzip.- 13.2 Zeitmultiplex.- 13.3 Analoge und digitale Signale.- 13.4 Synchronisation.- 14. Modulation.- 14.1 Amplitudenmodulation.- 14.1.1 Zweiseitenbandamplitudenmodulation.- 14.1.2 Einseitenbandamplitudenmodulation.- 14.1.3 Quadraturamplitudenmodulation.- 14.1.4 Demodulationsverfahren.- 14.2 Phasenmodulation.- 14.2.1 Systeme.- 14.2.2 Modulation.- 14.2.3 Demodulation.- 14.3 Frequenzmodulation.- 14.3.1 Modulator.- 14.3.2 Demodulator.- 14.3.3 Spektrum.- 15. Meßtechnik.- 15.1 Signalgeneratoren.- 15.2 Eigenschaften der Übertragungswege.- 15.3 Signaleigenschaften.- 15.4 Regnerativverstärker.- A1 Wahrscheinlichkeitslehre.- A2 Verallgemeinerung der Kriterien von Nyquist.- A3 Kompander.- A4 Rechnung modulo M.- A5 Rückgekoppeltes Schieberegister.- A6 Transversalfilter.- A7 Phasenregelschleife.- Formelzeichen.- Schaltzeichen.
Die elektrische Nachrichtentechnik laGt sich in die beiden Ge biete der NachrichtenUbertragung und der Nachrichtenverarbei tung unterteilen. Ausgehend von den Methoden der Signal dar stellung kann man zwischen analoger und digitaler Nachrichten technik unterscheiden. Wahrend bisher die analogen Methoden die NachrichtenUbertragung und die digitalen Methoden die Nach richtenverarbeitung beherrschten, beginnen die digital en Metho den in zunehmendem MaGe in die NachrichtenUbertragungstechnik und allgemein weiter in die Gebiete der Nachrichtenverarbei tung einzudringen, die bisher analogen Methoden vorbehalten waren. Dieses Buch mochte den Leser in die grundlegenden Methoden und Betrachtungsweisen der digital en Ubertragungstechnik einfuh reno Dabei wird versucht, innerhalb der vielfaltigen Aspekte der digitalen Ubertragungstechnik gemeinsame und ubergeordne te Gesichtspunkte zu betonen. Die Beschrankung auf die wesentlichsten Zusammenhange solI es ermoglichen, durch sorgfaltige theoretische Ableitungen so weit in die Tiefe zu gehen, daG die Anwendungsnahe der Dar stellung durch eine Reihe von ausgefuhrten Berechnungsbeispie len sichtbar wird. Nach der Darstellung der Grundgesetze der Zeit- und Amplitu denquantisierung wird das Spektrum eines digitalen Signals hergeleitet. Die Kanalcodierung als Methode zur Verformung des Signalspektrums, um es an den Kanal anzupassen, wird ausfuhr lich dargestellt. Ausgehend von den Nyquist-Kriterien fur die verzerrungsfreie Ubertragung von Impulsen wird dem Entwurf und der Berechnung vQn Entzerrerfiltern breiter Raum gegeben. Der Regenerativver starker als Empfanger am Ende einer Ubertragungsstrecke wird unter besonderer Berucksichtigung der Methoden der Taktruck gewinnung beschrieben.
1. Einleitung.- 1.1 Signalklassen.- 1.2 Digitale Signale.- 1.2.1 Zeitmultiplex.- 1.2.2 Störungen.- 1.2.3 Genauigkeit.- 2. Signalbeschreibung.- 2.1 Elementarsignale.- 2.2 Deterministische Methoden.- 2.2.1 Dirac-Impuls als Aufbauelement.- 2.2.2 Sinusschwingung als Aufbauelement.- 2.2.3 Periodische Signale.- 2.3 Statistische Methoden.- 2.3.1 Wahrscheinlichkeitsfunktionen.- 2.3.2 Mittelwerte.- 2.3.3 Korrelationsfunktionen.- 2.3.4 Wiener-Khintchine-Theorem.- 2.4 Digitales Übertragungssignal.- 2.4.1 Markoff-Prozeß.- 2.4.2 Potenzen einer stochastischen Matrix.- 2.5 Leistungsdichtespektrum.- 2.5.1 Autokorrelationsfunktion.- 2.5.2 Fourier-Transformation.- 2.5.3 Linienspektrum.- 2.5.4 Diskussion.- 2.6 Beispiele.- 3. Zeitquantisierung.- 3.1 Abtastvorgang.- 3.2 Theoretisches Modell.- 3.3 Formfilter.- 3.4 Spektrum.- 3.5 Abtasttheorem.- 3.6 Signalinterpolation.- 3.7 Entzerrung.- 3.8 Schaltungen.- 3.9 Beispiele.- 4. Verzerrungsfreie Übertragung.- 4.1 Analoge Übertragungssysteme.- 4.2 Zeitdiskretes Übertragungssystem.- 4.3 Erstes Nyquist-Kriterium.- 4.3.1 Zeitbereich.- 4.3.2 Frequenzbereich.- 4.4 Abtasttheorem und Nyquistkriterium.- 4.5 Kontrollierte Nachbarzeichenbeeinflussung.- 4.6 Regenerativverstärker.- 4.7 Beispiel.- 5. Amplitudenquantisierung.- 5.1 Quantisierungskennlinie.- 5.2 Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion.- 5.3 Quantisierungsverzerrungen.- 5.4 Begrenzungsverzerrungen.- 5.5 Kanaldynamik.- 5.6 Quantisiertes Signal.- 5.7 Klirrfaktor.- 5.8 Kompandierung.- 5.9 Kompandergewinn.- 5.10 Signal-Geräusch-Abstand.- 5.11 Beispiele.- 6. Quellencodierung.- 6.1 Übertragungssystem.- 6.2 Nachrichtenebene.- 6.3 Codes.- 6.4 Verfahren.- 6.4.1 Codierung.- 6.4.2 Differenzcodierung.- 6.4.3 Lauflängencodierung.- 6.5 Leistungsdichtespektrum.- 6.6 Beispiele.- 7. Kanalcodierung.- 7.1 Aufgabe der Kanalcodierung.- 7.2 Codierung mit Redundanzerhöhung.- 7.2.1 Formung des Leistungsdichtespektrums.- 7.2.1.1 Formatierung.- 7.2.1.2 Korrelative Codierung.- 7.2.1.3 Spezielle Codes.- 7.2.1.4 Nullfolgen.- 7.2.2 Fehlersicherung.- 7.2.2.1 Klassifikation der Codes.- 7.2.2.2 Systematische Codes.- 7.2.2.3 Matrixverfahren.- 7.2.2.4 Polynomverfahren.- 7.3 Codierung ohne Redundanzerhöhung.- 7.3.1 Mehrfachausnutzung.- 7.3.2 Erniedrigung der Schrittfrequenz.- 7.4 Beispiele.- 8. Entzerrung.- 8.1 Entzerrung und Codierung.- 8.2 Entzerrung im Frequenzbereich.- 8.3 Entzerrung im Zeitbereich.- 8.4 Transversalfilter.- 8.5 Quantisierte Rückkopplung.- 8.6 Beispiele.- 9. Signalregeneration.- 9.1 Regenerativverstärker.- 9.2 Entscheidung im Signalbereich.- 9.3 Störbefreiung.- 9.4 Integrationsmethode.- 10. Zeitregeneration.- 10.1 Anforderungen an das Signal.- 10.2 Methoden der Taktübertragung.- 10.3 Anforderungen an den Kanal.- 10.3.1 Zweites Nyquist-Kriterium im Zeitbereich.- 10.3.2 Zweites Nyquist-Kriterium im Frequenzbereich.- 10.4 Methoden der Taktrückgewinnung.- 10.4.1 Signalaufbereitung.- 10.4.2 Resonanzverfahren.- 10.4.3 Verfahren mit Phasenregelschleife.- 10.4.3.1 Integral- und Proportionalregelung.- 10.4.3.2 Digitale Phasenregelscnleife.- 10.5 Beispiel.- 11. Fehlerwahrscheinlichkeit.- 11.1 Einfluß des Regenerativverstärkers.- 11.2 Berechnung der Fehlerwahrscheinlichkeit.- 12. Nachrichtenquader.- 12.1 Informationsmenge.- 12.2 Digitale Signale.- 12.3 Kanalkapzität.- 12.4 Beispiel.- 13. Multiplexverfahren.- 13.1 Prinzip.- 13.2 Zeitmultiplex.- 13.3 Analoge und digitale Signale.- 13.4 Synchronisation.- 14. Modulation.- 14.1 Amplitudenmodulation.- 14.1.1 Zweiseitenbandamplitudenmodulation.- 14.1.2 Einseitenbandamplitudenmodulation.- 14.1.3 Quadraturamplitudenmodulation.- 14.1.4 Demodulationsverfahren.- 14.2 Phasenmodulation.- 14.2.1 Systeme.- 14.2.2 Modulation.- 14.2.3 Demodulation.- 14.3 Frequenzmodulation.- 14.3.1 Modulator.- 14.3.2 Demodulator.- 14.3.3 Spektrum.- 15. Meßtechnik.- 15.1 Signalgeneratoren.- 15.2 Eigenschaften der Übertragungswege.- 15.3 Signaleigenschaften.- 15.4 Regnerativverstärker.- A1 Wahrscheinlichkeitslehre.- A2 Verallgemeinerung der Kriterien

Inhaltsverzeichnis



1. Einleitung.- 1.1 Signalklassen.- 1.2 Digitale Signale.- 1.2.1 Zeitmultiplex.- 1.2.2 Störungen.- 1.2.3 Genauigkeit.- 2. Signalbeschreibung.- 2.1 Elementarsignale.- 2.2 Deterministische Methoden.- 2.2.1 Dirac-Impuls als Aufbauelement.- 2.2.2 Sinusschwingung als Aufbauelement.- 2.2.3 Periodische Signale.- 2.3 Statistische Methoden.- 2.3.1 Wahrscheinlichkeitsfunktionen.- 2.3.2 Mittelwerte.- 2.3.3 Korrelationsfunktionen.- 2.3.4 Wiener-Khintchine-Theorem.- 2.4 Digitales Übertragungssignal.- 2.4.1 Markoff-Prozeß.- 2.4.2 Potenzen einer stochastischen Matrix.- 2.5 Leistungsdichtespektrum.- 2.5.1 Autokorrelationsfunktion.- 2.5.2 Fourier-Transformation.- 2.5.3 Linienspektrum.- 2.5.4 Diskussion.- 2.6 Beispiele.- 3. Zeitquantisierung.- 3.1 Abtastvorgang.- 3.2 Theoretisches Modell.- 3.3 Formfilter.- 3.4 Spektrum.- 3.5 Abtasttheorem.- 3.6 Signalinterpolation.- 3.7 Entzerrung.- 3.8 Schaltungen.- 3.9 Beispiele.- 4. Verzerrungsfreie Übertragung.- 4.1 Analoge Übertragungssysteme.- 4.2 Zeitdiskretes Übertragungssystem.- 4.3 Erstes Nyquist-Kriterium.- 4.3.1 Zeitbereich.- 4.3.2 Frequenzbereich.- 4.4 Abtasttheorem und Nyquistkriterium.- 4.5 Kontrollierte Nachbarzeichenbeeinflussung.- 4.6 Regenerativverstärker.- 4.7 Beispiel.- 5. Amplitudenquantisierung.- 5.1 Quantisierungskennlinie.- 5.2 Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion.- 5.3 Quantisierungsverzerrungen.- 5.4 Begrenzungsverzerrungen.- 5.5 Kanaldynamik.- 5.6 Quantisiertes Signal.- 5.7 Klirrfaktor.- 5.8 Kompandierung.- 5.9 Kompandergewinn.- 5.10 Signal-Geräusch-Abstand.- 5.11 Beispiele.- 6. Quellencodierung.- 6.1 Übertragungssystem.- 6.2 Nachrichtenebene.- 6.3 Codes.- 6.4 Verfahren.- 6.4.1 Codierung.- 6.4.2 Differenzcodierung.- 6.4.3 Lauflängencodierung.- 6.5 Leistungsdichtespektrum.- 6.6 Beispiele.- 7. Kanalcodierung.- 7.1 Aufgabe der Kanalcodierung.- 7.2 Codierung mit Redundanzerhöhung.- 7.2.1 Formung des Leistungsdichtespektrums.- 7.2.1.1 Formatierung.- 7.2.1.2 Korrelative Codierung.- 7.2.1.3 Spezielle Codes.- 7.2.1.4 Nullfolgen.- 7.2.2 Fehlersicherung.- 7.2.2.1 Klassifikation der Codes.- 7.2.2.2 Systematische Codes.- 7.2.2.3 Matrixverfahren.- 7.2.2.4 Polynomverfahren.- 7.3 Codierung ohne Redundanzerhöhung.- 7.3.1 Mehrfachausnutzung.- 7.3.2 Erniedrigung der Schrittfrequenz.- 7.4 Beispiele.- 8. Entzerrung.- 8.1 Entzerrung und Codierung.- 8.2 Entzerrung im Frequenzbereich.- 8.3 Entzerrung im Zeitbereich.- 8.4 Transversalfilter.- 8.5 Quantisierte Rückkopplung.- 8.6 Beispiele.- 9. Signalregeneration.- 9.1 Regenerativverstärker.- 9.2 Entscheidung im Signalbereich.- 9.3 Störbefreiung.- 9.4 Integrationsmethode.- 10. Zeitregeneration.- 10.1 Anforderungen an das Signal.- 10.2 Methoden der Taktübertragung.- 10.3 Anforderungen an den Kanal.- 10.3.1 Zweites Nyquist-Kriterium im Zeitbereich.- 10.3.2 Zweites Nyquist-Kriterium im Frequenzbereich.- 10.4 Methoden der Taktrückgewinnung.- 10.4.1 Signalaufbereitung.- 10.4.2 Resonanzverfahren.- 10.4.3 Verfahren mit Phasenregelschleife.- 10.4.3.1 Integral- und Proportionalregelung.- 10.4.3.2 Digitale Phasenregelscnleife.- 10.5 Beispiel.- 11. Fehlerwahrscheinlichkeit.- 11.1 Einfluß des Regenerativverstärkers.- 11.2 Berechnung der Fehlerwahrscheinlichkeit.- 12. Nachrichtenquader.- 12.1 Informationsmenge.- 12.2 Digitale Signale.- 12.3 Kanalkapzität.- 12.4 Beispiel.- 13. Multiplexverfahren.- 13.1 Prinzip.- 13.2 Zeitmultiplex.- 13.3 Analoge und digitale Signale.- 13.4 Synchronisation.- 14. Modulation.- 14.1 Amplitudenmodulation.- 14.1.1 Zweiseitenbandamplitudenmodulation.- 14.1.2 Einseitenbandamplitudenmodulation.- 14.1.3 Quadraturamplitudenmodulation.- 14.1.4 Demodulationsverfahren.- 14.2 Phasenmodulation.- 14.2.1 Systeme.- 14.2.2 Modulation.- 14.2.3 Demodulation.- 14.3 Frequenzmodulation.- 14.3.1 Modulator.- 14.3.2 Demodulator.- 14.3.3 Spektrum.- 15. Meßtechnik.- 15.1 Signalgeneratoren.- 15.2 Eigenschaften der Übertragungswege.- 15.3 Signaleigenschaften.- 15.4 Regnerativverstärker.- A1 Wahrscheinlichkeitslehre.- A2 Verallgemeinerung der Kriterien von Nyquist.- A3 Kompander.- A4 Rechnung modulo M.- A5 Rückgekoppeltes Schieberegister.- A6 Transversalfilter.- A7 Phasenregelschleife.- Formelzeichen.- Schaltzeichen.


Klappentext



Die elektrische Nachrichtentechnik laGt sich in die beiden Ge­ biete der NachrichtenUbertragung und der Nachrichtenverarbei­ tung unterteilen. Ausgehend von den Methoden der Signal dar­ stellung kann man zwischen analoger und digitaler Nachrichten­ technik unterscheiden. Wahrend bisher die analogen Methoden die NachrichtenUbertragung und die digitalen Methoden die Nach­ richtenverarbeitung beherrschten, beginnen die digital en Metho­ den in zunehmendem MaGe in die NachrichtenUbertragungstechnik und allgemein weiter in die Gebiete der Nachrichtenverarbei­ tung einzudringen, die bisher analogen Methoden vorbehalten waren. Dieses Buch mochte den Leser in die grundlegenden Methoden und Betrachtungsweisen der digital en Ubertragungstechnik einfuh­ reno Dabei wird versucht, innerhalb der vielfaltigen Aspekte der digitalen Ubertragungstechnik gemeinsame und ubergeordne­ te Gesichtspunkte zu betonen. Die Beschrankung auf die wesentlichsten Zusammenhange solI es ermoglichen, durch sorgfaltige theoretische Ableitungen so weit in die Tiefe zu gehen, daG die Anwendungsnahe der Dar­ stellung durch eine Reihe von ausgefuhrten Berechnungsbeispie­ len sichtbar wird. Nach der Darstellung der Grundgesetze der Zeit- und Amplitu­ denquantisierung wird das Spektrum eines digitalen Signals hergeleitet. Die Kanalcodierung als Methode zur Verformung des Signalspektrums, um es an den Kanal anzupassen, wird ausfuhr­ lich dargestellt. Ausgehend von den Nyquist-Kriterien fur die verzerrungsfreie Ubertragung von Impulsen wird dem Entwurf und der Berechnung vQn Entzerrerfiltern breiter Raum gegeben. Der Regenerativver­ starker als Empfanger am Ende einer Ubertragungsstrecke wird unter besonderer Berucksichtigung der Methoden der Taktruck­ gewinnung beschrieben.


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