Informationstechnik Kompakt: Theoretische Grundlagen

ISBN-13: 9783528038717 / Niemiecki / Miękka / 1999 / 368 str.

O. Mildenglishberger; Otto Mildenberger; Martin Werner

Opis

Das Buch wendet sich an Studenten der Elektrotechnik im Hauptstudium und auch an bereits berufstatige Ingenieure, daruber hinaus an alle diejennigen, die einen Einblick in die moderne Informationstechnik suchen. Zur Einarbeitung in viele Gebiete der Informationstechnik sind umfangreiche und oft mehrbandige Lehrbucher erforderlich. Der in den letzten Jahren beobachtbare Trend zur Digitalisierung, der noch fortdauert und bei weitem noch nicht abgeschlos- sen ist, hat viele der fruher sinnvoll ziehbaren Grenzen zwischen verschiedenen Ge- bieten der Nachrichtentechnik verwischt. Durch diese Situation entsteht ein Bedarf an ubergreifenden Darstellungen zur Informationstechnik. Ein Buch, das alle wichtigen Bereiche der Informationstechnik fundiert behan- delt, ist nicht vorstellbar. Allein die Frage, welche Themen in einem solchen Buch berucksichtigt werden muten, ist nur subjektiv zu beantworten. Das vorliegende Buch enthalt eine Auswahl besonders wichtiger Teilgebiete der Informationstechnik. Die einzelnen Beitrage werden in kompakter Form von Fachleuten auf diesen Ge- bieten dargestellt, sie konnen getrennt voneinander gelesen werden. Obschon es sich um eigenstandige Darstellungen verschiedener Autoren handelt, bestehen Querver- bindungen zwischen den einzelnen Beitragen. Alle Abschnitte enthalten Literatur- hinweise fur ein vertieftes Weiterstudium.

Spis treści

1 Signale und Systeme.- 1.1 Einführung.- 1.1.1 Klassifizierung von Signalen.- 1.1.2 Systeme — Definition und einige Eigenschaften.- 1.2 Determinierte Signale und lineare, zeitinvariante Systeme.- 1.2.1 Zeitkontinuierliche Signale und Systeme.- 1.2.2 Zeitdiskrete Signale und Systeme.- 1.2.3 Abtasttheorem und Simulationstheorem.- 1.3 Zufällige Signale.- 1.3.1 Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung.- 1.3.2 Zufallsvariable, Verteilung und Dichte.- 1.3.3 Zufallsprozesse.- 1.3.4 LZI-Systeme bei stationärer stochastischer Erregung.- 1.4 Literatur.- 2 Filter.- 2.1 Überblick.- 2.1.1 Einführung.- 2.1.2 Analyse von Digitalfiltern.- 2.1.3 Zielsetzung.- 2.2 Synthese von Digitalfiltern.- 2.2.1 Allgemeines.- 2.2.2 Direktstrukturen.- 2.2.3 Kaskadenstruktur, Parallelstruktur.- 2.2.4 Wellendigitalfilter.- 2.3 Filterentwurf.- 2.3.1 Tiefpaßentwurf.- 2.3.2 Hochpaßentwurf.- 2.3.3 Bandpaßentwurf.- 2.3.4 Linearphasige FIR-Filter.- 2.3.5 IIR-Filter mit näherungsweise linearem Phasenanstieg.- 2.4 Literatur.- 3 Hochfrequenzsystemtechnik.- 3.1 Elemente der Hochfrequenzsystemtechnik.- 3.1.1 Systemkonzept.- 3.1.2 Überlagerungsempfang.- 3.1.3 Wichtige Hochfrequenzsystemkomponenten.- 3.2 Nichtlineare Verzerrungen.- 3.2.1 Harmonische.- 3.2.2 Kompression.- 3.2.3 Blocking.- 3.2.4 Kreuzmodulation.- 3.2.5 Intermodulation.- 3.2.6 Kaskadierung nichtlinearer Übertragungsstufen.- 3.3 Rauschen.- 3.3.1 Thermisches Rauschen und äquivalente Rauschtemperatur.- 3.3.2 Rauschen linearer Übertragungssysteme und Rauschzahl.- 3.3.3 Antennenrauschen.- 3.3.4 Kaskadierung rauschender Zweitore.- 3.3.5 Empfängerempfindlichkeit.- 3.4 Oszillatorrauschen.- 3.4.1 Rauschseitenbänder.- 3.4.2 Einseitenbandphasenrauschen.- 3.5 Punkübertragung.- 3.5.1 Systemaspekte von Antennen.- 3.5.2 Ausbreitung von Funkwellen.- 3.5.3 Leistungsbilanz.- 3.6 Literatur.- 4 Informationstheorie und Quellencodierung.- 4.1 Begriffe und Modell.- 4.2 Diskrete Quellen und Kanäle.- 4.2.1 Quellen mit unabhängigen Symbolen.- 4.2.2 Quellen mit abhängigen Symbolen.- 4.2.3 Codierung der Quellensymbole.- 4.2.4 Optimalcodierung.- 4.2.5 Die Entropie der deutschen Sprache.- 4.2.6 Diskrete Übertragungskanäle.- 4.2.7 Kanalkapazität und Hauptsatz der Informationstheorie.- 4.3 Kapazität kontinuierlicher Kanäle.- 4.4 Quellencodierung.- 4.4.1 Prinzipien und Möglichkeiten.- 4.4.2 Huffman-Codierung.- 4.4.3 Lauflängencodierung.- 4.4.4 Prädiktionsverfahren.- 4.4.5 Codierung mit adaptiven Wörterbüchern.- 4.4.6 Weitere relevante Verfahren.- 4.5 Literatur.- 5 Kanalcodierung.- 5.1 Lineare Codes.- 5.1.1 Aufbau eines Codewortes.- 5.1.2 Fehlervektor und Empfangsvektor.- 5.1.3 Linearität.- 5.1.4 Hamming-Gewicht und Mindestdistanz.- 5.1.5 Gewichtsverteilung linearer Codes.- 5.1.6 Berechnung der Fehlerwahrscheinlichkeit.- 5.1.7 Schranken für lineare Codes.- 5.1.8 Das Standard Array.- 5.1.9 Generatormatrix und Prüfmatrix.- 5.1.10 Der Duale Code.- 5.1.11 Längenänderungen linearer Codes.- 5.1.12 Syndrom und Fehlerkorrektur.- 5.1.13 Hamming-Codes.- 5.1.14 MacWilliams-Identität.- 5.2 Zyklische Codes.- 5.2.1 Generator- und Prüfpolynom.- 5.2.2 Generatormatrix und Prüfmatrix.- 5.2.3 Codierung und Decodierung von zyklischen Codes.- 5.2.4 Die Golay Codes.- 5.2.5 Bündelfehler korrigierende Codes.- 5.3 Reed-Solomon-Codes.- 5.3.1 Definition der RS-Codes.- 5.3.2 Die Verfahren zur Codierung.- 5.3.3 Gewichtsverteilung von RS-Codes.- 5.3.4 Das Syndrom.- 5.4 BCH-Codes.- 5.4.1 Binäre BCH-Codes.- 5.4.2 Definition der BCH-Codes.- 5.5 Literatur.- 6 Basisbandübertragung.- 6.1 Einführung.- 6.2 Datenkommunikation: Protokolle und Schnittstellen.- 6.3 Digitale Basisbandübertragung.- 6.4 Matched-Filter-Empfänger.- 6.5 Übertragung im Tiefpaß-Kanal.- 6.6 Nyquistbandbreite und Impulsformung.- 6.7 Mehrstufige Pulsamplitudenmodulation.- 6.8 Kanalkapazität.- 6.9 Entzerrer.- 6.10 Leitungscodierung.- 6.11 Zusammenfassung.- 6.12 Literatur.- 7 Modulation.- 7.1 Digitale Modulation.- 7.1.1 Beschreibung digitaler Modulationssignale.- 7.1.2 Prinzipien zur Realisierung digitaler Modulationssignale.- 7.1.3 Spektrale Eigenschaften digitaler Modulationssignale.- 7.1.4 Demodulationsverfahren.- 7.1.5 Einfluß von Störungen.- 7.2 Analoge Modulation.- 7.3 Literatur.- 8 Transformationen.- 8.1 Einführung.- 8.2 Die Fourier-Reihe (FR).- 8.3 Die Fourier-Transformation (FT).- 8.3.1 Herleitung der Transformation.- 8.3.2 Die Eigenschaften der Fourier-Transformation.- 8.3.3 Die Fourier-Transformation von periodischen Signalen.- 8.3.4 Tabelle einiger Fourier-Korrespondenzen.- 8.4 Die Laplace-Transformation (LT).- 8.4.1 Definition der Laplace-Transformation und Beziehung zur FT.- 8.4.2 Die Eigenschaften der Laplace-Transformation.- 8.4.3 Die inverse Laplace-Transformation.- 8.4.4 Tabelle einiger Laplace-Korrespondenzen (einseitige Transformation).- 8.5 Die Fourier-Transformation für Abtastsignale (FTA).- 8.6 Die diskrete Fourier-Transformation (DFT).- 8.6.1 Die Herleitung der DFT.- 8.6.2 Verwandtschaft mit der komplexen Fourier-Reihe.- 8.6.3 Die Eigenschaften der DFT.- 8.6.4 Die schnelle Fourier-Transformation (FFT).- 8.7 Die z-Transformation (ZT).- 8.7.1 Definition der z-Transformation und Beziehung zur FTA.- 8.7.2 Eigenschaften der z-Transformation.- 8.7.3 Die inverse z-Transformation.- 8.7.4 Tabelle einiger z-Korrespondenzen.- 8.8 Praktische Spektralanalyse mit der DFT/FFT.- 8.8.1 Periodische Signale.- 8.8.2 Quasiperiodische Signale.- 8.8.3 Nichtperiodische, stationäre Leistungssignale.- 8.8.4 Nichtstationäre Leistungssignale.- 8.8.5 Transiente Signale.- 8.8.6 Messung von Frequenzgängen.- 8.9 Die Hilbert-Transformation.- 8.9.1 Herleitung der Hilbert-Transformation.- 8.9.2 Eigenschaften der Hilbert-Transformation.- 8.10 Literatur.- Formelzeichen und Abkürzungen.- Sachwortverzeichnis.

O autorze

Der Herausgeber Prof. Dr.-Ing. Otto Mildenberger lehrt an der Fachhochschule Wiesbaden in den Bereichen Elektrotechnik und Informatik.
Die Autoren lehren an Hoch- und Fachhochschulen.