Digitale Übertragungssysteme: Theorie, Optimierung und Dimensionierung der Basisbandsysteme

ISBN-13: 9783540138129 / Niemiecki / Miękka / 1984 / 284 str.

Günter Söder;Karlheinz Tröndle

Opis

VIII 8. 5) und Herrn Dr. -Ing. Michael Dippold (Kapite1 g) mitverwenden durften. Ihnen danken wir eben so wie Herrn Dip1. -Ing. Klaus Graf und Herrn Dip1. -Ing. Martin Maier fUr das sorgfa1tige Korrektur1esen. Sch1ieB1ich ist es uns mehr a1s eine Pf1icht, all denjenigen unseren ganz beson deren Dank auszusprechen, die an der auBeren Gestaltung des vorliegenden Buches mit groBer Hingabe mitgewirkt haben: Frau Alida Kauschinger fUr das Schreiben der vie len Forme1n, Frau Brigitte Berghofer und Frau Inge Kraus fUr das Schreiben des Tex tes, Herrn Hartl fUr das Zeichnen der Bilder, Herrn Dipl. -Ing. Anton Huber fUr das Anfertigen der P1otterbilder, sowie Frau Monika Stryczek, Frl. Sabine Schunk und Herrn Rainer Gebhart fUr das sorgfa1tige Redigieren des Manuskripts. MUnchen, im Oktober 1984 Karlheinz Trondle GUnter Soder Inhaltsverzeichnis Seite 1. Ein1eitung 2. Komponenten eines digita1en Ubertragungssystems 3 2. 1 Prinzip der digita1en Ubertragung 3 2. 2 Digita1e Que11e 6 2. 3 Sender 8 2. 3. 1 KenngroBen des Sendesigna1s 8 2. 3. 2 Ersatzscha1tbi1d fUr den Sender (Sendeimpu1sformer) 10 2. 3. 3 Spektra1e Eigenschaften des Sendesigna1s 11 2. 3. 4 Spektra1e Eigenschaften redundanzfreier Sendesigna1e 14 2. 4 Ubertragungskana1 16 2. 4. 1 Kana1-Frequenzgang und seine KenngroBen 16 17 2. 4. 2 Impu1santwort und Empfangsnutzsigna1 2. 4. 3 Storungen auf dem Ubertragungskana1 18 2. 4. 4 Koaxia1kabe1systeme 19 2. 5 Entzerrer (Empfangsfi1ter) 23 2. 5. 1 Einf1uB des Entzerrers auf das Nutzsigna1 23 2. 5. 2 Detektionsstorsigna1 und Stor1eistung 24 2. 5."

Spis treści

1. Einleitung.- 2. Komponenten eines digitalen Übertragungssystems.- 2.1 Prinzip der digitalen Übertragung.- 2.2 Digitale Quelle.- 2.3 Sender.- 2.3.1 Kenngrößen des Sendesignals.- 2.3.2 Ersatzschaltbild für den Sender (Sendeimpulsformer).- 2.3.3 Spektrale Eigenschaften des Sendesignals.- 2.3.4 Spektrale Eigenschaften redundanzfreier Sendesignale.- 2.4 Übertragungskanal.- 2.4.1 Kanal-Frequenzgang und seine Kenngrößen.- 2.4.2 Impulsantwort und Empfangsnutzsignal.- 2.4.3 Störungen auf dem Übertragungskanal.- 2.4.4 Koaxialkabelsysteme.- 2.5 Entzerrer (Empfangsfilter).- 2.5.1 Einfluß des Entzerrers auf das Nutzsignal.- 2.5.2 Detektionsstörsignal und Störleistung.- 2.5.3 Entzerrer mit gaußförmigem Impulsformer.- 2.6 Detektor.- 2.7 Taktgewinnungseinrichtung.- 3. Fehlerwahrscheinlichkeit eines digitalen Übertragungssystems.- 3.1 Fehlerwahrscheinlichkeit einer gegebenen Binärfolge.- 3.1.1 Definition der Fehlerwahrscheinlichkeit.- 3.1.2 Impulsinterferenzen.- 3.2 Augendiagramm binärer Signale.- 3.2.1 Eigenschaften des Augendiagramms.- 3.2.2 Augenöffnung und ungünstigste Fehlerwahrscheinlichkeit.- 3.2.3 Vertikale Augenöffnung bei redundanzfreien Signalen.- 3.3 Mittlere Fehlerwahrscheinlichkeit eines Binärsystems.- 3.4 Fehlerwahrscheinlichkeit eines mehrstufigen Übertragungssystems.- 3.4.1 Mehrstufige Nyquist-Systeme.- 3.4.2 Einfluß der Impulsinterferenzen bei Mehrstufensystemen.- 3.4.3 Mittlere Fehlerwahrscheinlichkeit eines Mehrstufensystems.- 3.5 Näherungen für die mittlere Fehlerwahrscheinlichkeit.- 3.5.1 Zusammenstellung der Näherungslösungen.- 3.5.2 Vergleich der angegebenen Näherungen.- 4. Codierte Übertragungssysteme (Übertragungscodes).- 4.1 Prinzip der codierten Übertragung.- 4.1.1 Symbol- und blockweise Codierung.- 4.1.2 Coderedundanz.- 4.1.3 Spektrale Leistungsdichte eines codierten Signals.- 4.2 Codes zur symbolweisen Codierung.- 4.2.1 Blockschaltbild des Pseudoternärcoders.- 4.2.2 Spektrale Leistungsdichte der Pseudoternärcodes.- 4.2.3 Fehlerwahrscheinlichkeit der Pseudoternärcodes.- 4.2.4 Modifizierte AMI-Codes.- 4.3 Codes zur blockweisen Codierung.- 4.3.1 Redundanzfreie Codes.- 4.3.2 4B3T-Codes.- 5. Quantisierte Rückkopplung.- 5.1 Prinzip der Quantisierten Rückkopplung.- 5.1.1 Augenöffnung bei einem System mit Quantisierter Rückkopplung.- 5.1.2 Ideale Quantisierte Rückkopplung.- 5.1.3 Nichtideale Quantisierte Rückkopplung.- 5.2 Realisierungsbeispiele für die Quantisierte Rückkopplung.- 5.2.1 Quantisierte Rückkopplung bei gaußförmigem Detektions-Grundimpuls.- 5.2.2 Realisierung der Quantisierten Rückkopplung mit einem Transversalfilter.- 5.3 Gleichsignalwiedergewinnung.- 5.3.1 Gleichsignalwiedergewinnung bei Hochpaßsystemen.- 5.3.2 Gleichsignalwiedergewinnung bei Bandpaßsystemen.- 5.4 Fehlerfortpflanzung durch Quantisierte Rückkopplung.- 5.4.1 Fehlerwahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung der Fehlerfortpflanzung.- 5.4.2 Fehlerfortpflanzungsfaktor.- 6. Optimale Digitalempfänger.- 6.1 Empfangsstrategie des optimalen Empfängers.- 6.2 Optimale Empfänger zur Detektion der gesamten Nachricht.- 6.2.1 Korrelationsempfänger.- 6.2.2 Matched-Filter-Empfänger.- 6.2.3 Empfänger mit Störenergie-Detektor.- 6.3 Optimale Empfänger z. Detektion v. Teilnachrichten (Viterbi-Empfänger).- 6.3.1 Optimale Maximum-Likelihood-Detektion mit periodischer Abtastung.- 6.3.2 Iterative Fehlergrößenberechnung.- 6.3.3 Bestimmung der bedingt detektierten Tei1symbolfolgen.- 6.3.4 Ablaufdiagramm eines Viterbi-Empfängers.- 6.3.5 Modifizierte Viterbi-Empfänger.- 6.4 Fehlerwahrscheinlichkeit des Maximum-Likelihood-Empfängers.- 6.4.1 Exakte Berechnung der mittleren Fehlerwahrscheinlichkeit.- 6.4.2 Näherungen für die mittlere Fehlerwahrscheinlichkeit.- 6.4.3 Berechnung des minimalen Energieabstandes.- 6.4.4 Minimaler Energieabstand bei einem Koaxialkabel.- 7. Leistungsmerkmale und Grenzen digitaler Übertragungssysteme.- 7.1 Optimierungskriterien und Systemparameter.- 7.2 Systemtheoretische Grundlagen für den Systemvergleich.- 7.2.1 Definition der Systemwirkungsgrade.- 7.2.2 Empfängerwirkungsgrad.- 7.2.3 Kanalwirkungsgrad.- 7.2.4 Senderwirkungsgrad.- 7.2.5 Berechnung und Interpretation der Systemwirkungsgrade.- 7.3 Maximal zulässige Bitrate und Regeneratorfeldlänge.- 7.4 Informationstheoretische Grenzen der Digitalübertragung.- 7.4.1 Kanalkapazität eines diskreten Nachrichtenkanals.- 7.4.2 Kanalkapazität eines wertkontinuierlichen Kanals.- 7.4.3 Kanalkapazität bei frequenzabhängigem Kanal und korrelierten Störungen.- 8. Optimierung und Vergleich digitaler Übertragungssysteme.- 8.1 Optimierung der Empfänger-Kenngrößen.- 8.1.1 Redundanzfreie Systeme mit gaußförmigem Impulsformer.- 8.1.2 Codierte Systeme mit gaußförmigem Impulsformer.- 8.1.3 Empfangsseitige Pseudoternärcodierung.- 8.1.4 Einfluß der unteren Bandbegrenzung.- 8.1.5 Cosinus-roll-off-Impulsformer.- 8.1.6 Einfluß von Phasenverzerrungen.- 8.1.7 Optimierung der Pol-Nullstellenverteilung.- 8.2 Optimierung der Sender-Kenngrößen.- 8.2.1 Einfluß der Sendeimpulsdauer.- 8.2.2 Einfluß der Flankensteilheit.- 8.2.3 Unsymmetrischer Sende-Grundimpuls mit Unterschwinger.- 8.3 Optimierung des Entzerrers von impulsinterferenzfreien Systemen.- 8.3.1 Nyquist-Bedingungen im Zeit- und Frequenzbereich.- 8.3.2 Optimaler Nyquist-Entzerrer bei einem System ohne QR.- 8.3.3 Optimaler Entzerrer bei einem System mit QR.- 8.4 Gegenseitige Optimierung von Sender und Entzerrer.- 8.4.1 Gegenseitige Optimierung bei Leistungsbegrenzung.- 8.4.2 Gegenseitige. Optimierung bei Spitzenwertbegrenzung.- 8.5 Optimierung der Codierung.- 8.5.1 Optimale Codierung bei einem optimalen Empfänger (Viterbi-Empfänger).- 8.5.2 Optimale Codierung bei einem Schwellwertempfänger.- 8.6 Vergleich der optimierten Systeme.- 8.7 Systemoptimierung bei Berücksichtigung von Toleranzen.- 9. Optische Übertragungssysteme.- 9.1 Systemkomponenten eines optischen Digital systems.- 9.2 Fehlerwahrscheinlichkeit bei signalabhängiger Störung.- 9.3 Optimales optisches Übertragungssystem und Systemwirkungsgrad.- 9.4 Optimierung der Kenngrößen von Sender und Empfänger.- 9.4.1 Optimierung der mittleren Lawinenverstärkung.- 9.4.2 Optisches System mit gaußförmigem Empfangsfilter.- 9.4.3 Optisches Übertragungssystem mit Quantisierter Rückkopplung.- 10. Literaturverzeichnis.