nach oben

1999 | Buch

Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Informationstechnik kompakt

Theoretische Grundlagen

herausgegeben von: Otto Mildenberger

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

Enthalten in: Professional Book Archive

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Über dieses Buch

Das Buch wendet sich an Studenten der Elektrotechnik im Hauptstudium und auch an bereits berufstätige Ingenieure, darüber hinaus an alle diejennigen, die einen Einblick in die moderne Informationstechnik suchen. Zur Einarbeitung in viele Gebiete der Informationstechnik sind umfangreiche und oft mehrbändige Lehrbücher erforderlich. Der in den letzten Jahren beobachtbare Trend zur Digitalisierung, der noch fortdauert und bei weitem noch nicht abgeschlos sen ist, hat viele der früher sinnvoll ziehbaren Grenzen zwischen verschiedenen Ge bieten der Nachrichtentechnik verwischt. Durch diese Situation entsteht ein Bedarf an übergreifenden Darstellungen zur Informationstechnik. Ein Buch, das alle wichtigen Bereiche der Informationstechnik fundiert behan delt, ist nicht vorstellbar. Allein die Frage, welche Themen in einem solchen Buch berücksichtigt werden müßten, ist nur subjektiv zu beantworten. Das vorliegende Buch enthält eine Auswahl besonders wichtiger Teilgebiete der Informationstechnik. Die einzelnen Beiträge werden in kompakter Form von Fachleuten auf diesen Ge bieten dargestellt, sie können getrennt voneinander gelesen werden. Obschon es sich um eigenständige Darstellungen verschiedener Autoren handelt, bestehen Querver bindungen zwischen den einzelnen Beiträgen. Alle Abschnitte enthalten Literatur hinweise für ein vertieftes Weiterstudium.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Signale und Systeme

Zusammenfassung

Unter einem System wird ein mathematisches Modell für eine technische Einrichtung verstanden, wobei beispielsweise in der Informationstechnik offen bleiben kann, ob dieses System durch Hardware oder Software realisiert wird. Signale sind dann physikalische oder logische Größen, die im Zusammenhang mit diesem Modell auftreten.

Walter Kellermann

Kapitel 2. Filter

Zusammenfassung

Hinter nur wenigen Begriffen in Wissenschaft und Technik verbergen sich so viele unterschiedliche Definitionen wie hinter dem Begriff des Filters. In der Nachrichtentechnik und benachbarten Gebieten wird unter einem Filter häufig ein lineares zeitinvariantes Übertragungssystem verstanden, mit dem das Frequenzspektrum eines gegebenen Signals auf wohldefinierte Weise beeinflußt wird. Aber selbst wenn die Bedeutung des Begriffes Filter auf diese Klasse, die sogenannten frequenzselektiven Filter, eingeschränkt wird, ist es im Rahmen des vorliegenden Buches unmöglich, einen halbwegs umfassenden Überblick über das Thema Filter zu geben. Dies wird auch deutlich durch die Vielzahl der Attribute, die in Verbindung mit dem Begriff Filter auftreten, wie etwa die Wortpaare zeitkontinuierlich — zeitdiskret, passiv — aktiv, analog — digital, mechanisch — elektrisch, rekursiv — nichtrekursiv etc.

Klaus Meerkötter

Kapitel 3. Hochfrequenzsystemtechnik

Zusammenfassung

Die Hochfrequenztechnik befaßt sich mit der Erzeugung, Übertragung und Verarbeitung schneller elektromagnetischer Signale. Sie hat sich vor etwa 100 Jahren aus der Funktechnik entwickelt und wurde während des zweiten Weltkrieges durch die stürmischen Entwicklungen der Radartechnik für militärische Aufgaben der Schiffs- und Flugzeugortung immens vorangetrieben. Von diesem Technologieschub profitierte dann nicht nur die kurz darauf daraus hervorgehende moderne Funkkommunikationstechnik, sondern auch die Nachrichtenübertragungstechnik in Wellenleitern wie z.B. Koaxialleitungen und Lichtwellenleitern. Heute besitzt die Hochfrequenztechnik vielfältige, sich ständig erweiternde Anwendungsfelder sowohl in der Sprach-, Bild- und Datenübertragung als auch in der Funkmeßtechnik [3.1].

Robert Weigel

Kapitel 4. Informationstheorie und Quellencodierung

Zusammenfassung

Der Begriff Information bedeutet in der Umgangssprache etwas grundsätzlich anderes als in der Informationtheorie. Im täglichen Sprachgebrauch etwa wird Information als Mitteilung von Tatbeständen und Sachverhalten, als Unterrichtung und als Gewinnung von Kenntnissen betrachtet. In diesem Verständnis des Begriffs ist Information durchaus gleichzusetzen mit den Begriffen Nachricht oder Mitteilung. Wesentlich ist dabei, daß im genannten Zusammenhang eine empfangene Nachricht für den Empfänger eine Bedeutung hat, daß sie von ihm somit verstanden und gegebenenfalls in eine gezielte Handlung umgesetzt werden kann. In der Informationstheorie wird der Begriff der Information in einer grundsätzlich unterschiedlichen Weise betrachtet: Hier wird die Bedeutung einer Information für den Empfänger ausdrücklich ausgeschlossen. Die Informationstheorie wurde 1948 von dem amerikanischen Mathematiker C. E. Shannon als Nachrichtenübertragungstheorie begründet [4.18]. Sie betrachtet die Information als statistische Größe. Das bedeutet, daß der Informationsgehalt einer Nachricht abhängig ist von der Wahrscheinlichkeit, mit der diese Nachricht auftritt.

Dietmar Lochmann

Kapitel 5. Kanalcodierung

Zusammenfassung

Die Kanalcodierung stellt heute einen unverzichtbaren Bestandteil der modernen Kommunikationssysteme dar. In allen Bereichen der Nachrichtentechnik nimmt gegenwärtig der Anteil der digitalen Signalverarbeitung und damit die Notwendigkeit, eine digitale Nachricht vor Übertragungsfehlern zu schützen, zu. So ist geplant, ein weltumspannendes, mobiles digitales Kommunikationssystem (UMTS — Universal Mobile Telecommunication System) zu Beginn des neuen Jahrtausends zu realisieren. Die Verfahren der Kanalcodierung werden auch in zukünftigen Übertragungssystemen einen wichtigen Platz einnehmen, so daß Grundkenntnisse der Kanalcodierung für den Ingenieur heute genauso wichtig sind, wie andere klassische Basisbausteine des Wissens.

Herbert Schneider-Obermann

Kapitel 6. Basisbandübertragung

Zusammenfassung

Eine zentrale Aufgabe der Nachrichtentechnik ist die Übertragung von Information. Die Nachrichtentechnik stellt hierzu auf die jeweilige Anwendung zugeschnittene Lösungen bereit.

Martin Werner

Kapitel 7. Modulation

Zusammenfassung

Alle physikalischen Ubertragungsmedien wie z.B. Funkkanäle, drahtgebundene Leitungen oder auch optische Fasern sind ihrer Natur nach zeitkontinuierlich. Zur Übertragung digitaler Informationen über ein Ubertragungsmedium wird ein Signalverarbeitungselement benötigt, das die digitalen Informationen in analoge Signalformen (Signalverläufe) umsetzt. Man bezeichnet dieses Element als Modulator, wenn die Signalformen die zu übertragende Signalleistung in einen Bandpaßbereich um eine Trägerfrequenz konzentrieren. Meistens ist die Kommunikationsbeziehung bidirektional, so daß in einem Gerät nicht nur der Modulations-, sondern auch der Demodulationsprozeß vorgenommen wird. Modulation und Demodulation werden gerne zum Kunstwort Modem zusammengefaßt. Im Gegensatz zur optischen Datenübertragung, wo häufig eine Basisbandübertragung gewählt wird, ist bei der drahtlosen Funkübertragung in Mobilfunksystemen (z.B. GSM-System und DECT-System, siehe [7.3]), die sich aufgrund ihrer flexiblen Realisierung immer weiter verbreiten, eine Modulation erforderlich. Eine Funkübertragung mittels Antennen ist nicht im Basisband realisierbar (siehe Abschnitt 3).

Joachim Habermann

Kapitel 8. Transformationen

Zusammenfassung

Signale werden verarbeitet von Systemen. Diese bilden ein Eingangssignal x(t) ab auf ein Ausgangssignal y(t). Sehr häufig benutzt man spezielle Systeme, nämlich lineare und zeitinvariante Systeme (LZI-Systeme). Bei allen linearen Systemen gilt das Superpositionsgesetz, welches die Berechnung der Reaktion y(t) eines Systems auf ein Eingangssignal x(t) stark vereinfacht: man zerlegt x(t) in Summanden

$$ x(t) = \sum\limits_{k} {{x_{k}}(t) \Rightarrow y(t) = \sum\limits_{k} {{y_{k}}(t)} } $$

Martin Meyer

Backmatter

Titel: Informationstechnik kompakt
herausgegeben von: Otto Mildenberger
Verlag: Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN: 978-3-322-90262-7
Print ISBN: 978-3-528-03871-7
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-322-90262-7

Springer Professional

Über dieses Buch

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Signale und Systeme

Kapitel 2. Filter

Kapitel 3. Hochfrequenzsystemtechnik

Kapitel 4. Informationstheorie und Quellencodierung

Kapitel 5. Kanalcodierung

Kapitel 6. Basisbandübertragung

Kapitel 7. Modulation

Kapitel 8. Transformationen

Backmatter