Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik - Übertragungstechnik - Signalverarbeitung - Netze
von: Carsten Roppel
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2006
ISBN: 9783446408791
Sprache: Deutsch
433 Seiten, Download: 24057 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
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Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik - Übertragungstechnik - Signalverarbeitung - Netze
Vorwort | 6 | ||
Inhaltsverzeichnis | 8 | ||
1 Einführung | 12 | ||
1.1 Digitale Übertragungssysteme | 13 | ||
1.2 Digitale Signalverarbeitung | 16 | ||
1.3 Digitale Netze | 17 | ||
2 Signalübertragung | 20 | ||
2.1 Lineare zeitinvariante Systeme | 20 | ||
2.1.1 Impulsantwort und Faltung | 21 | ||
2.1.2 Fourier-Transformation | 26 | ||
2.1.3 Übertragungsfunktion | 31 | ||
2.1.4 Verzerrungsfreies System | 34 | ||
2.1.5 Der ideale Tiefpass | 35 | ||
2.1.6 Der ideale Bandpass | 36 | ||
2.2 Energie- und Leistungssignale | 37 | ||
2.2.1 Korrelation von Energie- und Leistungssignalen | 38 | ||
2.2.2 Energie- und Leistungsdichtespektrum | 40 | ||
2.3 Zufallssignale | 42 | ||
2.3.1 Zufallsprozesse | 42 | ||
2.3.2 Verteilungsfunktion und Wahrscheinlichkeitsdichte | 45 | ||
2.3.3 Wichtige Verteilungsfunktionen | 47 | ||
2.3.4 Leistungsdichtespektrum von Zufallssignalen | 53 | ||
2.3.5 Übertragung von Zufallssignalen über LTI-Systeme | 57 | ||
2.3.6 Weißes Rauschen, Rauschbandbreite und additives Rauschen | 58 | ||
3 Signalabtastung und Quantisierung | 66 | ||
3.1 Abtasttheorem | 66 | ||
3.2 Abtastung von Bandpasssignalen | 71 | ||
3.3 Lineare Quantisierung | 73 | ||
3.4 Nichtlineare Quantisierung und PCM | 77 | ||
3.5 Differenzielle PCM und Sprachcodierung | 80 | ||
4 Digitale Nachrichtenübertragung im Basisband | 85 | ||
4.1 Elemente eines digitalen BasisbandÜbertragungssystems | 85 | ||
4.2 Leitungscodierung | 87 | ||
4.3 Intersymbol-Interferenz und Nyquist-Pulsformung | 90 | ||
4.3.1 Nyquist-Bandbreite | 90 | ||
4.3.2 Das erste Nyquist-Kriterium | 92 | ||
4.3.3 Kosinus-roll-off-Filter | 94 | ||
4.3.4 Das Augendiagramm | 96 | ||
4.3.5 Leistungsdichtespektrum digitaler Basisbandsignale | 97 | ||
4.3.6 Duobinäre Codierung | 101 | ||
4.4 Fehlerwahrscheinlichkeit | 104 | ||
4.4.1 Fehlerwahrscheinlichkeit bei binärer Übertragung | 105 | ||
4.4.2 Signalangepasstes Filter | 109 | ||
4.4.3 Fehlerwahrscheinlichkeit bei Mehrpegelübertragung | 114 | ||
4.5 Kanalverzerrungen | 118 | ||
4.6 Nebensprechen | 119 | ||
4.7 Scrambling | 121 | ||
4.8 Synchronisation | 125 | ||
4.8.1 Symboltaktsynchronisation | 126 | ||
4.8.2 Rahmensynchronisation | 131 | ||
5 Digitale Modulationsverfahren | 134 | ||
5.1 Bandpasssignale | 135 | ||
5.1.1 Bandpasssignal und äquivalentes Tiefpasssignal | 135 | ||
5.1.2 Äquivalentes Tiefpasssystem | 139 | ||
5.1.3 Hilbert-Transformation | 144 | ||
5.1.4 Leistungsdichtespektrum von Bandpasssignalen | 145 | ||
5.2 Grundlegende Modulationsverfahren | 147 | ||
5.2.1 Amplitudenumtastung | 147 | ||
5.2.2 Phasenumtastung | 149 | ||
5.2.3 Quadratur-Amplitudenmodulation | 156 | ||
5.2.4 Frequenzumtastung | 158 | ||
5.3 Demodulation und Fehlerwahrscheinlichkeit | 169 | ||
5.3.1 Kohärente Demodulation | 169 | ||
5.3.2 Inkohärente Demodulation | 180 | ||
5.4 Multiträgersysteme | 186 | ||
5.5 Empfängerarchitekturen | 194 | ||
6 Kanalcodierung | 197 | ||
6.1 Blockcodes | 198 | ||
6.1.1 Eigenschaften von Blockcodes | 198 | ||
6.1.2 Hamming-Codes | 202 | ||
6.1.3 Codiergewinn | 206 | ||
6.1.4 Zyklische Codes | 208 | ||
6.2 Faltungscodes | 213 | ||
6.2.1 Codierung | 213 | ||
6.2.2 Viterbi-Decodierung | 218 | ||
6.2.3 Decodierung mit/ohne Zuverlässigkeitsinformation | 222 | ||
6.3 Interleaving | 223 | ||
7 Grundlagen der Informationstheorie | 227 | ||
7.1 Information und Entropie | 227 | ||
7.2 Quellencodierung | 230 | ||
7.3 Kanalkapazität | 233 | ||
7.3.1 Diskreter Kanal | 233 | ||
7.3.2 Kontinuierlicher Kanal | 236 | ||
7.4 Spektrale Effizienz digitaler Modulationsverfahren | 238 | ||
8 Digitale Signalverarbeitung | 241 | ||
8.1 Zeitdiskrete Signale und Systeme | 241 | ||
8.1.1 Diskrete Faltung | 244 | ||
8.1.2 Fourier-Transformation zeitdiskreter Signale | 248 | ||
8.1.3 Diskrete Fourier-Transformation | 250 | ||
8.1.4 Die z-Transformation | 255 | ||
8.2 Digitale Filter | 259 | ||
8.2.1 FIR-Filter | 261 | ||
8.2.2 IIR-Filter | 268 | ||
8.3 Entzerrer und adaptive Filter | 271 | ||
8.3.1 Lineare Entzerrung | 272 | ||
8.3.2 Adaptive Entzerrung | 276 | ||
9 Funktions- und Entwurfsprinzipien von Kommunikationsnetzen | 279 | ||
9.1 OSI-Referenzmodell | 279 | ||
9.2 Netztopologien | 282 | ||
9.3 Leitungsvermittlung und Paketvermittlung | 283 | ||
9.4 Zuverlässige Datenübertragung | 285 | ||
9.5 Dimensionierung | 292 | ||
9.5.1 Bediensysteme | 293 | ||
9.5.2 Paketvermittelte Netze | 295 | ||
9.5.3 Leitungsvermittelte Netze | 298 | ||
10 Dienstgüte und Verkehrsmanagement | 300 | ||
10.1 Qualitätsparameter | 300 | ||
10.2 Verkehrsmanagement | 305 | ||
10.2.1 Verkehrsparameter | 305 | ||
10.2.2 Verkehrssteuerung | 308 | ||
11 Mehrfachzugriffsverfahren | 313 | ||
11.1 Prinzipien des Mehrfachzugriffs | 313 | ||
11.2 Dezentrale Zugriffssteuerung | 317 | ||
11.2.1 ALOHA | 317 | ||
11.2.2 Carrier Sense Multiple Access | 320 | ||
11.3 Zentrale Zugriffssteuerung | 323 | ||
12 Transport- und Anschlussnetze | 326 | ||
12.1 Plesiochrone digitale Hierarchie (PDH) | 327 | ||
12.2 Synchrone digitale Hierarchie (SDH) | 329 | ||
12.3 Anschlussnetze | 332 | ||
12.3.1 xDSL-Systeme | 332 | ||
12.3.2 Kabelmodems | 335 | ||
13 Integrated Services Digital Network (ISDN) | 339 | ||
13.1 Grundlagen | 339 | ||
13.2 Netzzugänge | 341 | ||
13.2.1 Basisratenanschluss | 341 | ||
13.2.2 Primärratenanschluss | 346 | ||
13.3 Vermittlungstechnik | 347 | ||
13.4 Signalisierung | 350 | ||
14 Asynchronous Transfer Mode (ATM) | 355 | ||
14.1 Grundlagen | 355 | ||
14.2 Protokollreferenzmodell | 357 | ||
14.2.1 Physikalische Schicht | 357 | ||
14.2.2 ATM-Schicht | 359 | ||
14.2.3 ATM-Anpassungsschicht | 360 | ||
14.2.4 Betrieb und Wartung | 368 | ||
14.3 Vermittlungstechnik | 370 | ||
14.4 Verkehrsmanagement | 373 | ||
14.4.1 Diensteklassen | 373 | ||
14.4.2 Verkehrsparameter und Verkehrsüberwachung | 373 | ||
14.4.3 Verkehrssteuerung | 377 | ||
14.4.4 Qualitätsparameter der ATM-Schicht | 379 | ||
14.5 Signalisierung | 382 | ||
15 Internet Protocol (IP) | 384 | ||
15.1 Grundlagen | 385 | ||
15.2 Adressierung und Routing | 387 | ||
15.3 Transportprotokolle | 392 | ||
15.3.1 Transmission Control Protocol (TCP) | 392 | ||
15.3.2 User Datagram Protocol (UDP) | 396 | ||
15.4 Dienstgüte und Verkehrsmanagement | 397 | ||
15.4.1 Integrated Services | 397 | ||
15.4.2 Differentiated Services | 399 | ||
15.4.3 Multiprotocol Label Switching (MPLS) | 401 | ||
15.4.4 Qualitätsparameter der IP-Schicht | 402 | ||
15.5 Voice over IP | 403 | ||
15.5.1 Real-Time Transport Protocol | 403 | ||
15.5.2 Signalisierung | 406 | ||
15.6 IP Version 6 | 409 | ||
Anhang 1: Formelsammlung | 412 | ||
Anhang 2: Tabellen und Theoreme der Fourier- Transformation | 415 | ||
Anhang 3: Standardisierung | 417 | ||
Verzeichnis der Beispiele | 420 | ||
Literaturverzeichnis | 422 | ||
Sachwortverzeichnis | 427 |