Carsten Roppel

Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik Übertragungstechnik - Signalverarbeitung - Netze

mit 368 Bildern, 42 Tabellen und 62 Beispielen

Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag

Inhaltsverzeichnis

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Einführung 1.1 Digitale Übertragungssysteme 1.2 Digitale Signalverarbeitung 1.3 Digitale Netze

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Signalübertragung 2.1 Lineare zeitinvariante Systeme 2.1.1 Impulsantwort und Faltung 2.1.2 Fourier-Transformation 2.1.3 Übertragungsfunktion 2.1.4 Verzerrungsfreies System 2.1.5 Der ideale Tiefpass 2.1.6 Der ideale Bandpass 2.2 Energie- und Leistungssignale 2.2.1 Korrelation von Energie- und Leistungssignalen 2.2.2 Energie- und Leistungsdichtespektrum 2.3 Zufallssignale 2.3.1 Zufallsprozesse 2.3.2 Verteilungsfunktion und Wahrscheinlichkeitsdichte 2.3.3 Wichtige Verteilungsfunktionen 2.3.4 Leistungsdichtespektrum von Zufallssignalen 2.3.5 Übertragung von Zufallssignalen über LTI-Systeme 2.3.6 Weißes Rauschen, Rauschbandbreite und additives Rauschen

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Signalabtastung und Quantisierung 3.1 Abtasttheorem 3.2 Abtastung von Bandpasssignalen 3.3 Lineare Quantisierung 3.4 Nichtlineare Quantisierung und PCM 3.5 Differenzielle PCM und Sprachcodierung

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Digitale Nachrichtenübertragung im Basisband 4.1 Elemente eines digitalen Basisband-Übertragungssystems 4.2 Leitungscodierung 4.3 Intersymbol-Interferenz und Nyquist-Pulsformung 4.3.1 Nyquist-Bandbreite 4.3.2 Das erste Nyquist-Kriterium 4.3.3 Kosinus-roll-off-Filter 4.3.4 Das Augendiagramm 4.3.5 Leistungsdichtespektrum digitaler Basisbandsignale 4.3.6 Duobinäre Codierung

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Inhaltsverzeichnis 4.4

4.5 4.6 4.7 4.8

Fehlerwahrscheinlichkeit 4.4.1 Fehlerwahrscheinlichkeit bei binärer Übertragung 4.4.2 Signalangepasstes Filter 4.4.3 Fehlerwahrscheinlichkeit bei Mehrpegelübertragung Kanalverzerrungen Nebensprechen Scrambling Synchronisation 4.8.1 Symboltaktsynchronisation 4.8.2 Rahmensynchronisation

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Digitale Modulationsverfahren 5.1 Bandpasssignale 5.1.1 Bandpasssignal und äquivalentes Tiefpasssignal 5.1.2 Äquivalentes Tiefpasssystem 5.1.3 Hilbert-Transformation 5.1.4 Leistungsdichtespektrum von Bandpasssignalen 5.2 Grundlegende Modulationsverfahren 5.2.1 Amplitudenumtastung 5.2.2 Phasenumtastung 5.2.3 Quadratur-Amplitudenmodulation 5.2.4 Frequenzumtastung 5.3 Demodulation und Fehlerwahrscheinlichkeit 5.3.1 Kohärente Demodulation 5.3.2 Inkohärente Demodulation 5.4 Multiträgersysteme 5.5 Empfängerarchitekturen

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Kanalcodierung 6.1 Blockcodes 6.1.1 Eigenschaften von Blockcodes 6.1.2 Hamming-Codes 6.1.3 Codiergewinn 6.1.4 Zyklische Codes 6.2 Faltungscodes 6.2.1 Codierung 6.2.2 Viterbi-Decodierung 6.2.3 Decodierung mit/ohne Zuverlässigkeitsinformation 6.3 Interleaving

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7

Grundlagen der Informationstheorie 7.1 Information und Entropie 7.2 Quellencodierung 7.3 Kanalkapazität 7.3.1 Diskreter Kanal 7.3.2 Kontinuierlicher Kanal 7.4 Spektrale Effizienz digitaler Modulationsverfahren

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Inhaltsverzeichnis 8

Digitale S,ignalverarbeitung 8.1 Zeitdiskrete Signale und Systeme 8.1.1 Diskrete Faltung 8.1.2 Fourier-Transformation zeitdiskreter Signale 8.1.3 Diskrete Fourier-Transformation 8.1.4 Die z-Transformation 8.2 Digitale Filter 8.2.1 FIR-Filter 8.2.2 IIR-Filter 8.3 Entzerrer und adaptive Filter 8.3.1 Lineare Entzerrung 8.3.2 Adaptive Entzerrung

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9

Funktions- und Entwurfsprinzipien von Kommunikationsnetzen 9.1 OSI-Referenzmodell 9.2 Netztopologien 9.3 Leitungsvermittlung und Paketvermittlung 9.4 Zuverlässige Datenübertragung 9.5 Dimensionierung 9.5.1 Bediensysteme 9.5.2 Paketvermittelte Netze 9.5.3 Leitungsvermittelte Netze

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10

Dienstgüte und Verkehrsmanagement 10.1 Qualitätsparameter 10.2 Verkehrsmanagement 10.2.1 Verkehrsparameter 10.2.2 Verkehrssteuerung

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11

Mehrfachzugriffsverfahren 11.1 Prinzipien des Mehrfachzugriffs 11.2 Dezentrale Zugriffssteuerung 11.2.1 ALOHA 11.2.2 Carrier Sense Multiple Access 11.3 Zentrale Zugriffssteuerung

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Transport- und Anschlussnetze 12.1 Plesiochrone digitale Hierarchie (PDH) 12.2 Synchrone digitale Hierarchie (SDH) 12.3 Anschlussnetze 12.3.1 xDSL-Systeme 12.3.2 Kabelmodems

325 326 328 331 331 334

Integrated Services Digital Network (ISDN) 13.1 Grundlagen 13.2 Netzzugänge 13.2.1 Basisratenanschluss 13.2.2 Primärratenanschluss

338 338 340 340 345

10

Inhaltsverzeichnis 13.3 13.4

Vermittlungstechnik Signalisierung

:

346 349

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Asynchronous Transfer Mode (ATM) 14.1 Grundlagen 14.2 Protokollreferenzmodell 14.2.1 Physikalische Schicht 14.2.2 ATM-Schicht 14.2.3 ATM-Anpassungsschicht 14.2.4 Betrieb und Wartung 14.3 Vermittlungstechnik 14.4 Verkehrsmanagement 14.4.1 Diensteklassen 14.4.2 Verkehrsparameter und Verkehrsüberwachung 14.4.3 Verkehrssteuerung 14.4.4 Qualitätsparameter der ATM-Schicht 14.5 Signalisierung

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Internet Protocol (IP) 15.1 Grundlagen 15.2 Adressierung und Routing 15.3 Transportprotokolle 15.3.1 Transmission Control Protocol (TCP) 15.3.2 User Datagram Protocol (UDP) 15.4 Dienstgüte und Verkehrsmanagement 15.4.1 Integrated Services 15.4.2 Differentiated Services 15.4.3 Multiprotocol Label Switching (MPLS) 15.4.4 Qualitätsparameter der IP-Schicht 15.5 VoiceoverIP 15.5.1 Real-Time Transport Protocol 15.5.2 Signalisierung 15.6 IP Version 6

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Anhang 1: Formelsammlung

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Anhang 2: Tabellen und Theoreme der Fourier-Transformation

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Anhang 3: Standardisierung

416

Verzeichnis der Beispiele

419

Literaturverzeichnis

421

Sachwortverzeichnis

426