By Professor Dr.-Ing. Jürgen Lindner (auth.)

Ziel des Lehrbuches ist, ein grundlegendes Verständnis für die Prinzipien und Verfahren zu vermitteln, die zur Informationsübertragung in Kommunikationssystemen verwendet werden. Angesprochen sind Studierende der Elektrotechnik und Informationstechnik, aber auch Entwicklungsingenieure in der Praxis sowie Mathematiker, Physiker und Informatiker.

Schwerpunkt der ersten Kapitel ist die zum Grundverständnis notwendige digitale Übertragung über additive Gauß-Kanäle. Anschließend werden zeitvariante Kanäle behandelt, die durch zunehmende Nutzung von Funk-Übertragungsmedien immer wichtiger geworden sind. Optimale Empfänger und die notwendigen adaptiven Entzerrungsverfahren werden betrachtet, eine Einführung in die Informationstheorie erläutert die zum Verständnis notwendigen theoretischen Grenzen, die Grundprinzipien der Kanal- und Quellencodierung werden ebenfalls behandelt. Weitere Themen sind: Multiplex- und Vielfachzugriffsverfahren, Warteschlangentheorie, Protokolle, Kommunikationssysteme. Ein Abschnitt über vektorwertige Übertragung stellt eine Überleitung zu aktuellen Forschungsthemen auf dem Gebiet der drahtlosen Informationsübertragung dar.

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Darstellung des äquivalenten TP-Signals als Ortskurve Man zeichnet hierbei den Verlauf der Spitze des Zeigers sT (t) als Ortskurve, in gleicher Weise wie die bekanntere Ortskurve in den Grundlagen der Elektrotechnik, bei der eine Frequenz oder Kreisfrequenz als unabhängige Variable auftritt. Aus der Betrag-/Phasen-Darstellung folgt auch: s(t) = Re{sT (t) ej2πf0 t } = |sT (t)| cos(2πf0 t + ψT (t)) mit sT (t) = |sT (t)| ejψT (t) |sT (t)|2 = s2T R (t) + s2T I (t) tan(ψT (t)) = ssTTRI (t) (t) . 110) Diese Darstellung von sT (t) lässt die Interpretation als amplituden- und phasenmodulierte cos-Schwingung zu.

69) sollen in diesem Abschnitt nur solche kurz erläutert werden, die in der Nachrichtentechnik die größte Bedeutung haben und in den folgenden Kapiteln häufiger vorkommen. Dies sind Abbildungen, die die Klasse der linearen und zeitinvarianten Systeme (engl. linear time invariant systems; LTI-Systeme) definieren. g(t) s(t) System Eingangssignal Ausgangssignal Abb. 6. 2. Verbundprozesse Verbundverteilungsdichtefunktion von 2 stochastischen Prozessen mit den Musterfunktionen k s(t) und k g(t): psg (x, t0 , y, t1 ); Zufallsvariablen: s(t0 ), g(t1 ) stationäre Prozesse: psg (x, y, τ ); τ = t1 − t0 bei τ = 0: psg (x, y, 0); Abkürzung: psg (x, y) Randverteilungsdichtefunktionen: über eine Variable integrieren ∞ ∞ R R psg (x, y) dy; pg (y) = psg (x, y) dx ps (x) = −∞ −∞ statistische Unabhängigkeit der Zufallsvariablen: psg (x, y) = ps (x) · pg (y) statistische Unabhängigkeit der Prozesse: psg (x, y, τ ) = ps (x) · pg (y) für alle τ Erweiterung auf M stationäre stochastische Prozesse: Musterfunktionen: yi (t) Zeitpunkte: t0 = t1 = ...

Man definiert in diesem Zusammenhang wie folgt das analytische Signal s+ (t) über dessen Spektrum S+ (f ): S+ (f ) = 2 ε(f ) S(f ). 97) ε(f ) ist die Sprungfunktion im Frequenzbereich. Durch eine symmetrische oder konjugiert komplexe Ergänzung lässt sich hieraus wieder S(f ) berechnen: S(f ) = 1 ∗ S+ (f ) + S+ (−f ) . 9 illustriert im oberen Teil diese Definition für einen beispielhaften Verlauf des Spektrums S(f ). 97): s+ (t) = δ(t) + j 1 1 ∗ s(t) = s(t) + j ∗ s(t). 99) δ(t) ist der Diracstoß. 1 Der Stoff dieses Abschnitts gehört in manchen Lehrbüchern nicht zum Thema „Signale und Systeme“.

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