Nachrichtentechnik: Band II: Nachrichtenübertragung

ISBN-13: 9783540113522 / Niemiecki / Miękka / 1982 / 194 str.

Karl Steinbuch; Werner Rupprecht

Opis

1m Vorwort zum Gesamtwerk in Band 1 wurde festgestellt, daB die Weiterentwicklung der Elektrischen Nachrichtentechnik sich seit einigen J ahren verstarkt den digitalen Techniken zuwendet. Letztere gestatten eine einheitliche Realisierung von beinahe beliebigen Kommunikationsdiensten. Diese Entwicklung wird ermoglicht einesteils durch Fortschritte auf dem Gebiet der Nachrichtenverarbeitung, welche die Vermittlungs technik einschlieBt. Anderenteils wird sie ermoglicht durch Fort schritte auf dem Gebiet der integrierten Halbleiter-Schaltungstechnik. Dariiber hinaus ergeben sich wesentliche Griinde fUr eine Digitali sierung aber auch aus neueren Erkenntnissen der Nachrichten iibertragungstheorie. Digitale Ubertragungsverfahren erlauben den optimalen Austausch von Bandbreite und Storabstand. Die Moglichkeiten der verschiedenen Codierungen erlauben ferner Abhorsicherheit und eine ideale Anpassung von Sender und Empfanger an einen gegebenen Ubertragungsweg. Mit Signalregeneratoren lassen sich wiederum nahezu fehlerfreie Ubertragungswege realisieren. Es ist damit moglich, Ubertragungs systeme zu konzipieren, bei denen eine fast beliebig hohe Genauigkeit und eine fast belie big gute Ubertragungssicherheit vorgeschrieben werden konnen. Die Details der digitalen Signaliibertragung erfordern aber stets ana loge Betrachtungsweisen. Wegen unvermeidbarer Dispersionen gehen namlich bei der Ubertragung die diskreten Werte der KenngroBen von Digitalsignalen in kontinuierliche Werte iiber. Die digitale Signal iibertragung ist daher zum Teil ein Sonderfall der analogen Signal iibertragung, allerdings ein eminent wichtiger. Zum InhaIt des vorliegenden Bandes II ist zu sagen, daB die meisten Einzelthemen zwar aus der alten Auflage iibernommen wurden, der gesamte Text jedoch mit Bezug auf modernere Betrachtungsweisen weitgehend neu formuliert wurde. Neu hinzugekommen sind Ab schnitte iiber Signaltheorie, allgemeinere Ubertragungssysteme, Ver fahren der digitalen Signaliibertragung und der Codierung.

Spis treści

4 Nachrichten, Signale und Wandler.- 4.1 Grundbegriffe der Nachrichtentechnik.- 4.1.1 Signal, Nachricht, Information.- 4.1.2 Analoge und digitale Nachrichten.- 4.1.3 Zeichen, Code, Daten.- 4.1.4 Nachrichtenübertragung und Nachrichten Verarbeitung.- 4.2 Grundzüge der Signaltheorie.- 4.2.1 Eindimensionale Signalfunktionen.- 4.2.2 Energiesignale und Leistungssignale.- 4.2.3 Zufällige Signale.- 4.2.4 Verbundwahrscheinlichkeit und bedingte Wahrscheinlichkeit.- 4.2.5 Korrelation und Verknüpfung zufälliger Signale.- 4.3 Akustische Signale und elektroakustische Wandler.- 4.3.1 Das Mikrophon.- 4.3.1.1 Das Kondensatormikrophon und das Kristallmikrophon.- 4.3.1.2 Das Tauchspulmikrophon und das Bändchenmikrophon.- 4.3.1.3 Das Kohlemikrophon.- 4.3.1.4 Anwendung des Kohlemikrophons in der Fernsprechtechnik.- 4.3.2 Das Telefon (Hörkapsel).- 4.3.3 Kenngrößen von Telefonsprache.- 4.3.4 Kenngrößen allgemeiner Schallereignisse.- 4.4 Optische Signale und optisch-elektrische Wandlerprinzipien.- 4.4.1 Schwarzweißbilder und Farbbilder.- 4.4.2 Kontinuierliche und diskrete Bilder.- 4.4.3 Prinzipien optisch-elektrischer Wandler.- 5 Leitungen und allgemeinere Übertragungssysteme.- 5.1 Allgemeines.- 5.2 Homogene Leitungen.- 5.2.1 Theorie homogener Leitungen.- 5.2.1.1 Sonderfälle homogener Leitungen.- 5.2.1.2 Beispiel einer Leitungsberechnung.- 5.2.2 Leitungsbeläge verschiedener Leitungen.- 5.2.2.1 Der Einfluß des Skineffektes auf die Leitungsbeläge.- 5.2.2.2 Leitungsbeläge von Freileitungen.- 5.2.2.3 Leitungsbeläge von Koaxialleitungen bei hohen Frequenzen.- 5.2.2.4 Einiges über symmetrische Kabel.- 5.2.3 Wellenausbreitung auf der Leitung.- 5.2.3.1 Veranschaulichung des Reflexionsfaktors.- 5.2.3.2 Phasen– und Gruppenlaufzeit.- 5.3 Leitungsverbindungen..- 5.3.1 Zweidraht–und Vierdrahtverbindungen.- 5.3.1.1 Die Gabelschaltung.- 5.3.1.2 Frequenzweiche und Zeitgabel.- 5.3.1.3 Phantomkreisverbindung.- 5.3.2 Nebensprechen.- 5.4 Theorie allgemeiner Übertragungssysteme.- 5.4.1 Eingangs-Ausgangsbeziehungen von Übertragungssystemen.- 5.4.2 Theorie dynamischer linearer Übertragungssysteme.- 5.4.2.1 Zeitbereichsbeziehungen analoger Systeme.- 5.4.2.2 Frequenzbereichsbeziehungen analoger zeitinvarianter Systeme.- 5.4.2.3 Zeitbereichsbeziehungen zeitdiskreter Systeme.- 5.4.3 Ergänzende Bemerkungen zur Beschreibung dynamischer Systeme.- 6 Basisbandübertragung analoger und digitaler Signale.- 6.1 Übertragung analoger Signale.- 6.1.1 Formgetreue und nichtformgetreue Übertragung.- 6.1.2 Entzerrung linearer Übertragungswege.- 6.1.3 Signalstörabstand und Störbeeinflussung bei analoger Signalübertragung.- 6.1.3.1 Lineare Methoden zur Verminderung des Störeinflusses.- 6.1.3.2 Nichtlineare Methoden zur Verminderung des Störeinflusses.- 6.2 Abtasttheorem und Digitalisierung analoger Signale.- 6.2.1 Das Abtasttheorem.- 6.2.2 Pulscodemodulation (PCM).- 6.2.2.1 Lineare und nichtlineare Quantisierung.- 6.2.2.2 Quantisierungsrauschen und Übertragungsbandbreite bei PCM.- 6.2.2.3 Analog-Digital-und Digital-Analog-Umsetzer.- 6.2.3 Deltamodulation (DM).- 6.2.3.1 Quantisierungsrauschen und Übertragungsbandbreite bei DM.- 6.3 Übertragung digitaler Signale.- 6.3.1 Grundfunktionen bei digitaler Übertragung.- 6.3.1.1 Signalzuordnung und Betriebsarten.- 6.3.1.2 Detektion und Synchronisation.- 6.3.1.3 Übertragung mit Signalregeneration, Zeitmultiplex.- 6.3.2 Übertragung über lineare zeitinvariante Übertragungswege.- 6.3.2.1 Ideale Impulssysteme, Nyquist-Bedingungen.- 6.3.2.2 Verzerrende Impulssysteme, Augenmuster.- 6.3.2.3 Adaptive Entzerrung.- 6.3.3 Überlagerte Störungen und Bitfehlerwahrscheinlichkeit.- 6.3.3.1 Verminderung der Bitfehlerwahrscheinlichkeit mittels Integration.- 7 Frequenzversetzte Übertragung von Signalen, Modulation.- 7.1 Allgemeines.- 7.1.1 Zweck und grundsätzliche Verfahren.- 7.1.2 Allgemeine Darstellungen der modulierten Schwingung bei Modulation eines Sinusträgers.- 7.2 Reine Amplitudenmodulation eines Sinusträgers.- 7.2.1 Lineare Modulation.- 7.2.2 Demodulation bei linearer Modulation.- 7.2.3 Gewöhnliche Amplitudenmodulation.- 7.2.4 Demodulation von Zweiseitenband-AM.- 7.3 Amplitudenmodulation bei gleichzeitiger Winkeländerung.- 7.3.1 Einseitenband-AM.- 7.3.2 Demodulation von Einseitenband-AM.- 7.3.3 Restseitenband-AM und Quadratur-AM.- 7.4 Beeinflussung der AM durch Verzerrungen und Störungen.- 7.4.1 Beeinflussung der AM durch lineare Verzerrungen.- 7.4.2 Beeinflussung der AM durch nichtlineare Verzerrungen.- 7.4.3 Beeinflussung der AM durch Störungen.- 7.4.3.1 Störabstände bei linearer Modulation.- 7.4.3.2 Störabstände bei Einseitenband-AM.- 7.4.3.3 Störabstände bei gewöhnlicher Amplitudenmodulation.- 7.5 Reine Winkelmodulation eines Sinusträgers.- 7.5.1 Frequenzmodulation.- 7.5.2 Spektrum der FM.- 7.5.2.1 Schmalband-FM und Breitband-FM.- 7.5.3 Demodulation von FM.- 7.5.4 Phasenmodulation.- 7.6 Beeinflussung von Winkelmodulation durch Verzerrungen und Störungen.- 7.6.1 Beeinflussung durch Verzerrungen.- 7.6.2 Störabstände bei FM.- 7.6.3 Störabstände bei PM.- 8 Codierungs– und Informationstheorie.- 8.1 Codierungstheorie.- 8.1.1 Grundbegriffe der Codierung.- 8.1.2 Prüfbare Codes.- 8.1.2.1 Gleichgewichtige Codes.- 8.1.2.2 Ein-Fehler-prüfbare Codes mit geradzahligem Gewicht.- 8.1.3 Korrigierbare Codes.- 8.1.3.1 Fehlerkorrigierbarkeit durch Blocksicherung.- 8.1.3.2 Ein-Fehler-korrigierbarer Hamming-Code.- 8.1.3.3 Grundzüge der algebraischen Codierungstheorie.- 8.1.3.4 Fehler korrigier ende zyklische Codes.- 8.2 Allgemeines zur Informationstheorie.- 8.3 Diskrete Informationsquellen und Kanäle.- 8.3.1 Informationsgehalt diskreter Quellen statistisch unabhängiger Zeichen.- 8.3.1.1 Informationgsgehalt gleichwahrscheinlicher Zeichen.- 8.3.1.2 Informationsgehalt nicht gleichwahrscheinlicher Zeichen.- 8.3.1.3 Quellencodierung, Redundanz, Informationsfluß.- 8.3.1.4 Redundanzsparende (“optimal”) Codes.- 8.3.2 Informationsgehalt diskreter Quellen statistisch verbundener Zeichen.- 8.3.3 Informationsübertragung, Kanalkapazität diskreter Kanäle.- 8.4 Kontinuierliche Informationsquellen und Kanäle.- 8.4.1 Entropie kontinuierlicher Quellen.- 8.4.2 Kanalkapazität gestörter kontinuierlicher Kanäle.- 8.4.3 Informationstheoretische Beurteilung einiger Modulationsverfahren.- Literatur.