Signalübertragung: Grundlagen der digitalen und analogen Nachrichtenübertragungssysteme ; mit 6 Tabellen und 185 Aufgaben mit vollständigen Lösungswegen
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Berlin [u.a.]
Springer
1995
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| Edition: | 6., neubearb. und erw. Aufl. |
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HANS DIETER LUKE SIGNAL- UEBERTRAGUNG GRUNDLAGEN DER DIGITALEN UND
ANALOGEN NACHRICHTENUEBERTRAGUNGSSYSTEME SECHSTE, NEUBEARBEITETE UND
ERWEITERTE AUFLAGE MIT 221 ABBILDUNGEN, 6 TABELLEN UND 185 AUFGABEN MIT
VOLLSTAENDIGEN LOESUNGSWEGEN AEF SPRINGER INHALTSVERZEICHNIS 1.
DETERMINIERTE SIGNALE IN LINEAREN ZEITINVARIANTEN SYSTEMEN . 1 1.1
ELEMENTARSIGNALE 1 1.2 ZUM BEGRIFF DES SYSTEMS 3 1.3 LINEARE
ZEITINVARIANTE SYSTEME 4 1.4 DAS FALTUNGSINTEGRAL 5 1.5 BEISPIEL ZUR
BERECHNUNG DES FALTUNGSINTEGRALS 7 1.6 FALTUNGSALGEBRA 9 1.7 DIRAC-STOSS
11 1.7.1 GEWICHT UND LINEARKOMBINATION VON DIRAC-STOESSEN 11 1.7.2
SIEBEIGENSCHAFT DES DIRAC-STOSSES 12 1.7.3 DIRAC-STOSS MIT DEHNUNGSFAKTOR
13 1.7.4 VERSCHIEBUNG DES DIRAC-STOSSES 14 1.7.5 INTEGRATION DES
DIRAC-STOSSES 14 1.8 INTEGRATION UND DIFFERENTIATION VON SIGNALEN 15 1.9
KAUSALE UND STABILE SYSTEME 16 1.10 ZUSAMMENFASSUNG 17 1.11 AUFGABEN 17
2. FOURIER-TRANSFORMATION 21 2.1 EIGENFUNKTIONEN VON LTI-SYSTEMEN 21 2.2
DAS FOURIER-INTEGRAL 22 2.3 BEISPIEL: FOURIER-TRANSFORMATION DES
EXPONENTIALIMPULSES 24 2.4 THEOREME ZUR FOURIER-TRANSFORMATION 27 2.4.1
SUPERPOSITIONSSATZ 27 2.4.2 AEHNLICHKEITSSATZ 28 2.4.3 VERSCHIEBUNGSSATZ
29 2.4.4 DIFFERENTIATION 30 2.4.5 SYMMETRIE DER FOURIER-TRANSFORMATION
30 2.4.6 FALTUNG UND MULTIPLIKATION 31 2.5 BEISPIELE ZUR ANWENDUNG DER
THEOREME 32 2.5.1 DIEFOURIER-TRANSFORMIERTEDESRECT-IMPULSES . 32
2.5.2 DIE FOURIER-TRANSFORMIERTE DES DREIECKIMPULSES . 33 2.5.3
BERECHNUNG DES FALTUNGSPRODUKTES DER SI-FUNKTION MIT SICH SELBST 33 2.6
TRANSFORMATION SINGULAERER SIGNALFUNKTIONEN 33 2.6.1 TRANSFORMATION VON
DIRAC-STOESSEN 33 2.6.2 TRANSFORMATION DER DIRAC-STOSSFOLGE 35 2.6.3
TRANSFORMATION DER SPRUNGFUNKTION 36 2.7 FOURIER- UND
LAPLACE-TRANSFORMATION 38 XII INHALTSVERZEICHNIS 2.8 ZUSAMMENFASSUNG 39
2.9 ANHANG 41 2.9.1 TABELLEN ZUR FOURIER-TRANSFORMATION 41 2.9.2
TRANSFORMATION DER DIRAC-STOSSFOLGE 43 2.9.3 MEHRFACHE FALTUNG DER
RECHTECKFUNKTION 44 2.10 AUFGABEN 45 3. DISKRETE SIGNALE UND SYSTEME 49
3.1 ABTASTUNG IM ZEITBEREICH 50 3.2 ABTASTUNG IM FREQUENZBEREICH 54 3.3
ZEITDISKRETE SIGNALE UND SYSTEME 57 3.3.1 DISKRETE FALTUNG 57 3.3.2
ZEITDISKRETE ELEMENTARSIGNALE 59 3.3.3 LINEARE VERSCHIEBUNGSINVARIANTE
SYSTEME 60 3.3.4 BEISPIEL ZUR DISKRETEN FALTUNG 61 3.3.5
FOURIER-TRANSFORMATION ZEITDISKRETER SIGNALE . 62 3.3.6 BEISPIEL 1:
SPEKTRUM DES ZEITDISKRETEN EXPONENTIALIMPULSES 63 3.3.7 BEISPIEL 2:
UEBERTRAGUNGSAUFGABE 64 3.3.8 DIE DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION 65
3.3.9 ^-TRANSFORMATION 67 3.4 ZUSAMMENFASSUNG 69 * 3.5 ANHANG: TABELLEN
ZUR FOURIER-TRANSFORMATION ZEITDISKRETER SIGNALE 70 3.6 AUFGABEN 71 4.
KORRELATIONSFUNKTIONEN DETERMINIERTER SIGNALE 77 4.1 ENERGIE UND
LEISTUNG VON SIGNALEN 77 4.2 DEFINITION DER IMPULSKORRELATIONSFUNKTION
FUER ENERGIESIGNALE 78 4.3 KORRELATIONSPRODUKT UND FALTUNGSPRODUKT 79 4.4
FOURIER-TRANSFORMATION DER IMPULSAUTOKORRELATIONSFUNKTION 81 4.5
IMPULSKORRELATIONSFUNKTIONEN UND LTI-SYSTEME 83 4.6
IMPULSKORRELATIONSFUNKTIONEN ZEITDISKRETER SIGNALE 84 4.7
ZUSAMMENFASSUNG 86 4.8 AUFGABEN 86 5. SYSTEMTHEORIE DER TIEFPASS- UND
BANDPASSSYSTEME 91 5.1 DAS VERZERRUNGSFREIE SYSTEM 91 5.2 TIEFPASSSYSTEME
92 5.2.1 DER IDEALE TIEFPASS 92 A) UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND STOSSANTWORT
92 B) SPRUNGANTWORT DES IDEALEN TIEFPASSES 94 C) APPROXIMATION DES
IDEALEN TIEFPASSES DURCH KAUSALE LTI-SYSTEME 96 5.2.2 TIEFPASSSYSTEME MIT
NICHTIDEALER UEBERTRAGUNGSFUNKTION 97 INHALTSVERZEICHNIS XIII A)
ECHOMETHODE 97 B) PULSFORMFILTER 98 C) TIEFPASSSYSTEME MIT WELLIGER
UEBERTRAGUNGSFUNKTION 100 D) TRANSVERSALFILTER 101 5.3 ZEITDISKRETE
TIEFPASSSYSTEME 102 5.4 BANDPASSSYSTEME UND BANDPASSSIGNALE 104 5.4.1 DER
IDEALE BANDPASS 104 5.4.2 BANDPASSSYSTEM UND AEQUIVALENTES TIEFPASSSYSTEM
104 5.4.3 KOMPLEXE SIGNALDARSTELLUNG .: 106 5.4.4 UEBERTRAGUNG VON
BANDPASSSIGNALEN UEBER BANDPASSSYSTEME 108 5.4.5 UEBERTRAGUNG DES
EINGESCHALTETEN COS-SIGNALS UEBER DEN IDEALEN BANDPASS 109 5.4.6
REALISIERUNG VON BANDPASSSYSTEMEN DURCH TIEFPASSSYSTEME 110 5.4.7 PHASEN-
UND GRUPPENLAUFZEIT 114 5.4.8 ZEITDISKRETE BANDPASS- UND HOCHPASSSYSTEME
115 5.5 ZUSAMMENFASSUNG 116 5.6 ANHANG: SI- UND SI-FUNKTION 117 5.7
AUFGABEN 117 6. STATISTISCHE SIGNALBESCHREIBUNG 121 6.1 BESCHREIBUNG VON
ZUFALLSSIGNALEN DURCH MITTELWERTE 121 6.1.1 DER ZUFALLSPROZESS 121 6.1.2
STATIONARITAET UND ERGODIZITAET 123 6.1.3 MITTELWERTE 1. ORDNUNG 125 6.1.4
AUTOKORRELATIONSFUNKTION STATIONAERER PROZESSE . 126 6.1.5
KREUZKORRELATIONSFUNKTION STATIONAERER PROZESSE . 127 6.2
ZUFALLSSIGNALE IN LTI-SYSTEMEN 128 6.2.1 LINEARER MITTELWERT 129 6.2.2
QUADRATISCHER MITTELWERT UND AUTOKORRELATIONSFUNKTION 129 6.2.3
LEISTUNGSDICHTESPEKTRUM 130 6.2.4 WEISSES RAUSCHEN 131 6.2.5
KORRELATIONSEMPFANG GESTOERTER SIGNALE 133 6.3 VERTEILUNGSFUNKTIONEN 137
6.3.1 VERTEILUNGSFUNKTION UND WAHRSCHEINLICHKEIT 137 6.3.2
VERTEILUNGSDICHTEFUNKTION 138 6.3.3 VERBUNDVERTEILUNGSFUNKTION 141 6.3.4
STATISTISCHE UNABHAENGIGKEIT 143 6.4 GAUSS-VERTEILUNGEN 144 6.4.1
VERTEILUNGSDICHTEFUNKTION DER SUMME VON ZUFALLSGROESSEN 144 6.4.2
GAUSS-VERTEILUNG 146 6.4.3 GAUSS-PROZESS UND LTI-SYSTEME 146 6.4.4
FEHLERWAHRSCHEINLICHKEIT BEI KORRELATIONSEMPFANG GESTOERTER BINAERSIGNALE
148 XIV INHALTSVERZEICHNIS 6.5 ZEITDISKRETE ZUFALLSSIGNALE 152 6.5.1
ABTASTUNG VON ZUFALLSSIGNALEN 152 6.5.2 DER ZEITDISKRETE ZUFALLSPROZESS
152 6.5.3 ZEITMITTELWERTE 153 6.5.4 ZEITDISKRETE ZUFALLSSIGNALE IN
LSI-SYSTEMEN 154 6.5.5 BEISPIEL: FILTERUNG VON WEISSEM RAUSCHEN 155 6.6
ZUSAMMENFASSUNG 157 6.7 ANHANG: FEHLERFUNKTION 157 6.8 AUFGABEN 159 7.
MODULATIONSVERFAHREN I - UEBERTRAGUNG DIGITALER SIGNALE . 165 7.1
ALLGEMEINE UND DIGITALE UEBERTRAGUNGSSYSTEME 165 7.2 BINAERUEBERTRAGUNG MIT
TIEFPASSSIGNALEN 167 7.2.1 UEBERTRAGUNG VON BINAERSIGNALFOLGEN 167 7.2.2
DAS 1. NYQUIST-KRITERIUM 170 7.2.3 BIPOLARE UEBERTRAGUNG 172 7.2.4
KORRELATIVE CODIERUNG 174 7.2.5 MEHRPEGELUEBERTRAGUNG 175 7.2.6
UEBERTRAGUNG MIT ZWEI TRAEGERSIGNALFORMEN 176 7.2.7
FEHLERWAHRSCHEINLICHKEIT BEI UEBERTRAGUNG MIT ZWEI ORTHOGONALEN SIGNALEN
178 7.2.8 ADAPTIVE KANALENTZERRUNG 181 7.3 BINAERUEBERTRAGUNG MIT
BANDPASSSIGNALEN 182 7.3.1 UEBERTRAGUNGSARTEN 182 7.3.2
KORRELATIONSFUNKTIONEN VON BANDPASSSIGNALEN . 184 7.3.3 EMPFANG VON
BANDPASSSIGNALEN IM TIEFPASSBEREICH . 185 7.3.4 INKOHAERENTER EMPFANG VON
BANDPASSSIGNALEN 187 7.3.5 FEHLERWAHRSCHEINLICHKEIT BEI INKOHAERENTEM
EMPFANG VON BANDPASSTRAEGERSIGNALEN 189 7.3.6 BANDPASSRAUSCHEN UND
RAYLEIGH-VERTEILUNG 193 7.3.7 SYNCHRONISATION 195 7.4 PULSCODEMODULATION
(PCM) 197 7.4.1 VERFAHREN DER PULSCODEMODULATION 198 7.4.2
QUANTISIERUNGSRAUSCHEN 200 7.4.3 UEBERTRAGUNGSFEHLER IN PCM-SYSTEMEN 202
7.4.4 PCM-CODIERUNG MIT GEDAECHTNIS 204 7.5 ZUSAMMENFASSUNG 206 7.6
ANHANG: RICE-VERTEILUNG 207 7.7 AUFGABEN 208 8. MODULATIONSVERFAHREN II
- UEBERTRAGUNG ANALOGER SIGNALE . 213 8.1 LINEARE MODULATIONSVERFAHREN
213 8.1.1 PULSAMPLITUDENMODULATION 213 8.1.2 PAM-UEBERTRAGUNG MIT
BANDPASSTRAEGERSIGNALEN . 214 8.1.3 AMPLITUDENMODULATION 216 8.1.4
INKOHAERENTER EMPFANG IN AM-SYSTEMEN 218 8.1.5
EINSEITENBAND-AMPLITUDENMODULATION 220 8.1.6 STOERVERHALTEN DER LINEAREN
MODULATIONSVERFAHREN . 222 INHALTSVERZEICHNIS XV 8.2
MULTIPLEX-UEBERTRAGUNG 224 8.2.1 MULTIPLEX-UEBERTRAGUNG MIT
PULSAMPLITUDENMODULATION 225 8.2.2 ZEITMULTIPLEX-UEBERTRAGUNG 226 8.2.3
FREQUENZMULTIPLEX-UEBERTRAGUNG 228 8.2.4 CODEMULTIPLEX-UEBERTRAGUNG 230
8.3 WINKELMODULATIONSVERFAHREN 232 8.3.1 PHASEN- UND FREQUENZMODULATION
232 8.3.2 SPEKTRUM EINES FM-SIGNALS 233 8.3.3 EMPFANG VON FM-SIGNALEN
236 8.3.4 STOERVERHALTEN DER FM-UEBERTRAGUNG 237 8.4 BEGRIFFE DER
INFORMATIONSTHEORIE 241 8.4.1 DISKRETE NACHRICHTENQUELLEN 242 8.4.2
KONTINUIERLICHE NACHRICHTENQUELLEN 244 8.4.3 KANALKAPAZITAET 245 8.4.4
DIE KANALKAPAZITAET DES GAUSS-KANALS 245 8.4.5 DIE SHANNON-GRENZE BEI
DIGITALER UEBERTRAGUNG . 247 8.4.6 IDEALE UEBERTRAGUNGSSYSTEME MIT
BANDBREITEDEHNUNG 248 A) AMPLITUDENMODULATIONSVERFAHREN 250 B)
FREQUENZMODULATIONSVERFAHREN 250 C) PULSCODEMODULATION 250 8.5
ZUSAMMENFASSUNG 251 8.6 AUFGABEN 252 9. UEBUNGEN 257 9.1
ORTHOGONALENTWICKLUNG 257 9.2 SIGNALRAUM 258 9.3 MATCHED-FILTER BEI
FARBIGEM RAUSCHEN 261 9.4 QUATERNAERE PHASENUMTASTUNG 263 9.5
FREQUENZUMTASTUNG MIT NICHTKOHAERENTEM EMPFANG 264 9.6 DELTAMODULATION
UND DIFFERENZ-PULSCODEMODULATION . 266 9.7 OPTIMALER QUANTISIERER 267
9.8 RADAREMPFAENGER 270 9.9 STOERVERHALTEN VON AM-SYSTEMEN 273 ENTWICKLUNG
DER NACHRICHTENTECHNIK 276 LITERATURVERZEICHNIS 277 SYMBOLVERZEICHNIS
283 MUSTERLOESUNGEN ZU DEN AUFGABEN DER KAPITEL 1-8 285 SACHVERZEICHNIS
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