Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik

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