E-book details

Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, wyd. 1 / 2006

Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, wyd. 1 / 2006

Krzysztof Wesołowski

Ebook
Tematem książki są podstawy teoretyczne cyfrowych systemów telekomunikacyjnych. Omówiono w niej podstawowe elementy teorii informacji i kodowania kanałowego, metody transmisji w pasmie podstawowym oraz w kanałach pasmowych. Przedstawiono własności fizyczne najważniejszych kanałów transmisyjnych. Zaprezentowano także podstawowe zasady systemów z rozpraszaniem widma oraz układów synchronizacji. Książka jest przeznaczona dla studentów kierunku Elektronika i Telekomunikacja. Może być również przydatna inżynierom pragnącym poszerzyć swoją wiedzę w zakresie cyfrowych systemów telekomunikacyjnych. 
 
  Wstęp 10
  1. Elementy teorii informacji 13
    1.1. Wprowadzenie 13
    1.2. Pojęcia podstawowe 14
    1.3. Model systemu komunikacyjnego 15
    1.4. Pojęcie informacji i miara jej ilości 18
    1.5. Źródła wiadomości i ich kodowanie 19
      1.5.1. Modele źródeł wiadomości dyskretnych 19
      1.5.2. Dyskretne źródło bezpamięciowe 20
      1.5.3. Rozszerzenie źródła bezpamięciowego 23
      1.5.4. Źródła ciągów Markowa 28
      1.5.5. Entropia źródła ciągów Markowa 28
      1.5.6. Źródło stowarzyszone ze źródłem ciągów Markowa 29
    1.6. Kodowanie źródeł dyskretnych 32
      1.6.1. Kodowanie Hoffmana 40
      1.6.2. Kodowanie Shannona-Fano 42
      1.6.3. Dynamiczne kodowanie Hoffmana 43
      1.6.4. Kodowanie arytmetyczne 47
      1.6.5. Algorytm Lempela-Ziva 50
      1.6.6. Kodowanie źródłowe w transmisji telefaksowej 53
    1.7. Modele kanałów z punktu widzenia teorii informacji 55
      1.7.1. Dyskretny kanał bezpamięciowy 56
      1.7.2. Przykłady modeli dyskretnych kanałów bezpamięciowych 57
      1.7.3. Przykład modelu kanału binarnego z pamięcią 60
    1.8. Pojęcie średniej ilości informacji wzajemnej 61
    1.9. Własności średniej ilości informacji wzajemnej 63
    1.10. Przepustowość kanału 65
    1.11. Proces decyzyjny i jego zasady 67
      1.11.1. Pojęcie reguły decyzyjnej 67
      1.11.2. Reguła maksimum prawdopodobieństwa a posteriori (MAP) 68
      1.11.3. Reguła maksimum wiarygodności 69
    1.12. Pojęcie entropii różnicowej i średnia ilość informacji wzajemnej zmiennych ciągłych 72
    1.13. Przepustowość kanału o ograniczonym pasmie z addytywnym szumem gaussowskim 76
    1.14. Przepustowość kanału o zadanej charakterystyce częstotliwościowej 79
    1.15. Przepustowość kanału z zanikami płaskimi 83
  2. Kodowanie kanałowe 88
    2.1. Idea kodowania kanałowego 88
    2.2. Klasyfikacja kodów 92
    2.3. Dekodowanie twardo- i miękkodecyzyjne 94
    2.4. Zysk kodowania 97
    2.5. Kody blokowe 98
      2.5.1. Macierz kontroli parzystości 99
      2.5.2. Macierz generująca 101
      2.5.3. Syndrom 103
      2.5.4. Kody Hamminga 105
      2.5.5. Kod iterowany 105
      2.5.6. Kody wielomianowe 107
      2.5.7. Generowanie ciągów kodowych kodów wielomianowych 110
      2.5.8. Kody cykliczne 113
      2.5.9. Wielomian kontroli parzystości kodu cyklicznego 115
      2.5.10. Kody wielomianowe określone przez pierwiastki 116
      2.5.11. Wielomian syndromu 119
      2.5.12. Kody BCH 121
      2.5.13. Kody Reeda-Solomona 123
      2.5.14. Kody Golay'a 125
      2.5.15. Kody o maksymalnej długości 125
      2.5.16. Modyfikacje kodów 126
    2.6. Niealgebraiczne metody dekodowania liniowych kodów blokowych 128
      2.6.1. Dekoder Meggitta 128
      2.6.2. Dekoder większościowy 130
      2.6.3. Dekodowanie kodów z wykorzystaniem zbiorów informacyjnych 133
    2.7. Algebraiczne metody dekodowania kodów cyklicznych 136
    2.8. Kody splotowe i ich opis 143
      2.8.1. Opis kodów splotowych 143
      2.8.2. Funkcja przejścia kodu 146
      2.8.3. Kody splotowe o sprawności k/n 149
    2.9. Dekodowanie kodów splotowych 150
      2.9.1. Algorytm Viterbiego 150
      2.9.2. Analiza błędów dekodera Viterbiego 155
      2.9.3. Przykład niealgebraicznego dekodowania kodów splotowych 157
    2.10. Kodowanie kaskadowe 160
    2.11. Turbokody 163
      2.11.1. Kod RSCC 164
      2.11.2. Schemat kodera turbokodu 165
      2.11.3. Dekodowanie kodu RSCC według reguły MAP 166
      2.11.4. Algorytm turbodekodowania 174
    2.12. Kody LDPC 177
    2.13. Zastosowanie kodów blokowych do detekcji błędów 178
    2.14. Zastosowanie detekcji błędów - procedury ARQ 181
  3. Transmisja cyfrowa w pasmie podstawowym; 188
    3.1. Wprowadzenie 188
    3.2. Dobór kształtu sygnałów elementarnych 188
    3.3. Dobór formatu symboli danych 197
    3.4. Optymalny odbiornik synchroniczny 201
      3.4.1. Optymalny odbiór sygnałów binarnych 202
      3.4.2. Optymalny odbiór sygnałów wielowartościowych 210
    3.5. Prawdopodobieństwo błędu na wyjściu optymalnego odbiornika sygnałów binarnych 212
    3.6. Prawdopodobieństwo błędu na wyjściu optymalnego odbiornika sygnałów M-PAM 216
    3.7. Widmowa gęstość mocy ciągu impulsów 219
  4. Modulacje cyfrowe nośnej sinusoidalnej 222
    4.1. Wprowadzenie 222
    4.2. Odbiór synchroniczny
   4.3. Optymalny odbiór niesynchroniczny 227
   4.4. Modulacja ASK 231
   4.4.1. Odbiór synchroniczny sygnałów ASK 232
   4.4.2. Odbiór niesynchroniczny sygnałów ASK 233
   4.4.3. Prawdopodobieństwo błędu na wyjściu niesynchronicznego odbiornika sygnałów ASK 235
   4.5. Modulacja FSK 239
   4.5.1. Odbiór synchroniczny sygnału FSK - dyskusja 240
   4.5.2. Odbiór niesynchroniczny sygnału z modulacją FSK 241
   4.5.3. Prawdopodobieństwo błędu na wyjściu niesynchronicznego odbiornika sygnału FSK 242
   4.5.4. Odbiór suboptymalny sygnału FSK za pomocą dyskryminatora częstotliwości 244
   4.6. Modulacja fazy PSK 245
   4.7. Liniowe podejście do modulacji cyfrowych - wielowartościowa modulacja PSK 246
   4.8. Różnicowa modulacja fazy DPSK 250
   4.8.1. Modulacja DPSK z kodowaniem różnicowym i detekcją synchroniczną 250
   4.8.2. Niesynchroniczne metody odbioru z modulacją DPSK 252
   4.8.3. Prawdopodobieństwo błędu optymalnego niesynchronicznego odbiornika sygnału DPSK - dyskusja 256
   4.9. Porównanie modulacji dwuwartościowych 258
   4.10. Modulacje cyfrowe fazy i amplitudy - modulacja QAM 258
   4.10.1. Uwagi ogólne 258
   4.10.2. Prawdopodobieństwo błędu dla modulacji QAM 260
   4.10.3. Modulacje wielowymiarowe 262
   4.11. Modulacje cyfrowe o stałej obwiedni - modulacje z ciągłą fazą (CPM) 263
   4.12. Modulacje z kodowaniem kratowym TCM 269
   4.12.1. Opis sygnałów z kodowaniem kratowym 269
   4.12.2. Dekodowanie sygnałów z kodowaniem kratowym 273
   4.13. Modulacje wielotonowe 276
   4.14. Oddziaływanie układu nieliniowego na sygnały 284
  5. Własności kanałów transmisyjnych 287
   5.1. Wprowadzenie 287
   5.2. Równoważny kanał w pasmie podstawowym 288
   5.3. Kanał telefoniczny 292
   5.3.1. Podstawowe struktury sieci telefonicznej z punktu widzenia własności kanału 292
   5.3.2. Własności kanału telefonicznego 297
   5.4. Własności pętli abonenckiej 300
   5.5. Kanał horyzontowych linii radiowych 308
   5.6. Kanał radiowy systemu radiokomunikacji ruchomej 311
   5.7. Wybrane przykłady innych kanałów radiowych 315
   5.7.1. Kanał WLAN 315
   5.7.2. Kanał w transmisji satelitarnej 316
   5.7.3. Kanał krótkofalowy 316
   5.8. Podstawowe własności kanału światłowodowego 318
   5.9. Podsumowanie 322
  6. Transmisja sygnałów cyfrowych przez kanały z interferencją międzysymbolową 323
   6.1. Wprowadzenie 323
   6.2. Interferencja międzysymbolowa 324
   6.3. Korektory liniowe 326
   6.3.1. Korektor ZF 326
   6.3.2. Korektor MSE 329
   6.3.3. Korektory LS 331
   6.3.4. Wybór sygnału testowego 333
   6.3.5. Korektory liniowe z adaptacją bez stosowania ciągu testowego 334
   6.4. Korektory nieliniowe 336
   6.4.1. Korektor z decyzyjnym sprzężeniem zwrotnym 336
   6.4.2. Kanał z interferencją międzysymbolową jako automat 339
   6.4.3. Odbiornik nieliniowy działający według kryterium maksimum wiarygodności 340
   6.4.4. Sekwencyjne odbiorniki suboptymalne - przykłady 344
  7. Systemy z rozpraszaniem widma 348
   7.1. Wprowadzenie 348
   7.2. Generacja ciągów pseudolosowych 349
   7.2.1. Sekwencje o maksymalnej długości 350
   7.2.2. Ciągi Golda 352
   7.2.3. Ciągi Barkera 352
   7.3. Systemy DS-SS z bezpośrednim rozpraszaniem ciągiem pseudolosowym 353
   7.4. Odbiornik RAKE 358
   7.5. Systemy FH-SS z przeskokami częstotliwości nośnej 363
   7.6. System TH-SS z pseudolosowym wyborem położenia impulsów 366
  8. Synchronizacja w cyfrowych systemach telekomunikacyjnych 368
   8.1. Wprowadzenie 368
   8.2. Pętla synchronizacji fazy dla sygnałów ciągłych 370
   8.3. Pętla synchronizacji fazy dla sygnałów próbkowanych 377
   8.4. Estymacja fazy nośnej według zasady maksimum wiarygodności 379
   8.5. Praktyczne układy synchronizacji fazy nośnej 383
   8.5.1. Układy synchronizacji fazy nośnej bez sprzężenia decyzyjnego 383
   8.5.2. Układy synchronizacji fazy nośnej ze sprzężeniem decyzyjnym; 386
   8.6. Synchronizacja sygnału taktowania 389
   8.6.1. Układy odtwarzania sygnału taktowania z decyzyjnym sprzężeniem zwrotnym 389
   8.6.2. Układy odtwarzania sygnału taktowania bez decyzyjnego sprzężenia zwrotnego 393
  Literatura 397
  Skorowidz 402
  • Title: Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, wyd. 1 / 2006
  • Author: Krzysztof Wesołowski
  • ISBN: 978-83-206-1875-4, 9788320618754
  • Date of issue: 2014-06-09
  • Format: Ebook
  • Item ID: e_000z
  • Publisher: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności