Difference between revisions of "Digital Signal Transmission"

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Im Mittelpunkt dieses Buches steht die Berechnung der Fehlerwahrscheinlichkeit, die für digitale Systeme das entscheidende Qualitätsmerkmal darstellt. Die Beschreibung erfolgt vorwiegend im Basisband, doch lassen sich die meisten Ergebnisse auch auf die digitalen Trägerfrequenzsysteme übertragen. Für das Verständnis der fünf Kapitel dieses Buches werden Grundkenntnisse der [[Signaldarstellung]] und der [[Stochastische Signaltheorie|Stochastischen Signaltheorie]] vorausgesetzt, die Sie sich beispielsweise mit Hilfe des ersten und des dritten Buches dieses Tutorials aneignen können.
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===Brief summary===
  
===Inhalt===
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{{BlueBox|TEXT=The focus of this book is the  »'''calculation of the error probability'''«,  which is the decisive quality feature for digital systems.  The description is mainly in baseband,  but most of the results can also be applied to the digital carrier frequency systems. 
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# Error probability and optimization of baseband transmission systems.  Properties of Nyquist systems.  First and second Nyquist criteria. 
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# Fundamentals of line coding:  Redundancy-free codes,  blockwise  $($4B3T$)$  and  symbolwise encoding  $($pseudoternary codes$)$.  Power spectral density.   
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# Optimization considering intersymbol interference:  Eye diagram,  linear Nyquist equalization,  decision feedback equalization,  Viterbi receiver.   
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# Generalized description of digital modulation schemes:  Basis functions and vector spaces,  coherent and incoherent demodulation.     
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# Digital channel models:  Error distance distribution and error correlation function.  BSC  model.  Gilbert/Elliott and McCullough bundle error models.
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<u>Notes:</u>
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*A basic knowledge of&nbsp; "[[Signal Representation]]"&nbsp; and &nbsp;[[Theory_of_Stochastic_Signals|"Stochastic Signal Theory"]]&nbsp; $($Books 1 and 3$)$&nbsp; is assumed for understanding this book.
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*There are certain,&nbsp; quite intentional overlaps with the book &nbsp;[[Modulation Methods|"Modulation Methods"]].
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*Mostly a time-variant channel is assumed.&nbsp; Time invariance is dealt with in the books&nbsp; [[Mobile_Communications|"Mobile Communications"]]&nbsp; and&nbsp; [[Examples_of_Communication_Systems|"Examples of Communication Systems"]]&nbsp;.
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&rArr; &nbsp; Here first an&nbsp; &raquo;'''overview of contents'''&laquo;&nbsp; on the basis of the &nbsp;&raquo;'''five main chapters'''&laquo;&nbsp; with a total of&nbsp; &raquo;'''26 individual chapters'''&laquo;&nbsp; and&nbsp; &raquo;'''201 sections''''&laquo;.}}
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===Contents===
 
{{Collapsible-Kopf}}
 
{{Collapsible-Kopf}}
{{Collapse1| header=Digitalsignalübertragung bei idealisierten Bedingungen
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{{Collapse1| header=Digital Signal Transmission under Idealized Conditions
 
| submenu=  
 
| submenu=  
*[[/Systemkomponenten eines Basisbandübertragungssystems/]]
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*[[/System Components of a Baseband Transmission System/]]  
*[[/Fehlerwahrscheinlichkeit bei Basisbandübertragung/]]
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*[[/Error Probability for Baseband Transmission/]]
*[[/Eigenschaften von Nyquistsystemen/]]
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*[[/Properties of Nyquist Systems/]]
*[[/Optimierung der Basisbandübertragungssysteme/]]
+
*[[/Optimization of Baseband Transmission Systems/]]
*[[/Lineare digitale Modulation – Kohärente Demodulation/]]
+
*[[/Linear Digital Modulation - Coherent Demodulation/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse2 | header=Codierte und mehrstufige Übertragung
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{{Collapse2 | header=Coded and Multilevel Transmission
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Grundlagen der codierten Übertragung/]]
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*[[/Basics of Coded Transmission/]]
*[[/Redundanzfreie Codierung/]]
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*[[/Redundancy-Free Coding/]]
*[[/Blockweise Codierung mit 4B3T-Codes/]]
+
*[[/Block Coding with 4B3T Codes/]]
*[[/Symbolweise Codierung mit Pseudoternärcodes/]]
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*[[/Symbolwise Coding with Pseudo-Ternary Codes/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse3 | header=Impulsinterferenzen und Entzerrungsverfahren
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{{Collapse3 | header=Intersymbol Interfering and Equalization Methods
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Ursachen und Auswirkungen von Impulsinterferenzen/]]
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*[[/Causes and Effects of Intersymbol Interference/]]
*[[/Fehlerwahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung von Impulsinterferenzen/]]
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*[[/Error Probability with Intersymbol Interference/]]
*[[/Berücksichtigung von Kanalverzerrungen und Entzerrung/]]
+
*[[/Consideration of Channel Distortion and Equalization/]]
*[[/Impulsinterferenzen bei mehrstufiger Übertragung/]]
+
*[[/Intersymbol Interference for Multi-Level Transmission/]]
*[[/Lineare Nyquistentzerrung/]]
+
*[[/Linear Nyquist Equalization/]]
*[[/Entscheidungsrückkopplung/]]
+
*[[/Decision Feedback/]]
*[[/Optimale Empfängerstrategien/]]
+
*[[/Optimal Receiver Strategies/]]
*[[/Viterbi–Empfänger/]]
+
*[[/Viterbi Receiver/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse4 | header=Verallgemeinerte Beschreibung digitaler Modulationsverfahren
+
{{Collapse4 | header=Generalized Description of Digital Modulation Methods
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Signale, Basisfunktionen und Vektorräume/]]
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*[[/Signals, Basis Functions and Vector Spaces/]]
*[[/Struktur des optimalen Empfängers/]]
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*[[/Structure of the Optimal Receiver/]]
*[[/Approximation der Fehlerwahrscheinlichkeit/]]
+
*[[/Approximation of the Error Probability/]]
*[[/Trägerfrequenzsysteme mit kohärenter Demodulation/]]
+
*[[/Carrier Frequency Systems with Coherent Demodulation/]]
*[[/Trägerfrequenzsysteme mit nichtkohärenter Demodulation/]]
+
*[[/Carrier Frequency Systems with Non-Coherent Demodulation/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse5 | header=Digitale Kanalmodelle
+
{{Collapse5 | header=Digital Channel Models
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Beschreibungsgrößen digitaler Kanalmodelle/]]
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*[[/Parameters of Digital Channel Models/]]
*[[/Binary Symmetric Channel (BSC)/]]
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*[[/Binary Symmetric Channel/]]
*[[/Bündelfehlerkanäle/]]
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*[[/Burst Error Channels/]]
*[[/Anwendungen bei Multimedia–Dateien/]]
+
*[[/Applications for Multimedia Files/]]
 
}}
 
}}
  
 
{{Collapsible-Fuß}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
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===Exercises and multimedia===
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{{BlaueBox|TEXT=
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In addition to these theory pages,&nbsp; we also offer exercises and multimedia modules on this topic,&nbsp; which could help to clarify the teaching material:
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$(1)$&nbsp; &nbsp; [https://en.lntwww.de/Category:Digital_Signal_Transmission:_Exercises  $\text{Exercises}$]
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$(2)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Learning_Videos_to_"Digital_Signal_Transmission"|$\text{Learning videos}$]]
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$(3)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Applets_to_"Digital_Signal_Transmission"|$\text{Applets}$]]&nbsp;}}
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===Further links===
  
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{{BlaueBox|TEXT=
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$(4)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Bibliography_to_"Digital_Signal_Transmission"|$\text{Bibliography}$]]
  
Der Lehrstoff entspricht einer Vorlesung mit drei Semesterwochenstunden (SWS) und zwei SWS Übungen. 
+
$(5)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Imprint_for_the_book_"Digital_Signal_Transmission"|$\text{Impressum}$]]}}
 +
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'''Empfohlene Literatur:'''
 
  
*Benedetto, S.; Biglieri, E.; Castellani, V.: Digital Transmission Theory. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall, 1987.
 
*Hänsler, E.: Statistische Signale: Grundlagen und Anwendungen. 2. Auflage. Berlin – Heidelberg: Springer, 1997.
 
*Hagenauer, J.: Nachrichtentechnik 1. Vorlesungsmanuskript, Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, Technische Universität München, 2002.
 
*Hanik, N.: Leitungsgebundene Übertragungstechnik. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, Technische Universität München, 2008.
 
*Haykin, S.: Digital Communications. New York: John Wiley & Sons, 1988.
 
*Huber, J.: Trelliscodierung - Grundlagen und Anwendungen in der digitalen Übertragungstechnik. Berlin – Heidelberg: Springer, 1992;  Leseprobe.
 
*Kammeyer, K.D.: Nachrichtenübertragung. Stuttgart: B.G. Teubner, 4. Auflage, 2004.
 
*Lüke, H. D.: Signalübertragung. 8. Auflage. Berlin – Heidelberg: Springer, 2004.
 
*Proakis, J. G.: Digital Communications. 5. Auflage. New York: McGraw-Hill, 2001.
 
*Proakis, J. G.; Salehi, M.: Grundlagen der Kommunikationstechnik. 2. Auflage. München: Pearson Education, 2004.
 
*Söder, G.: Simulationsmethoden in der Nachrichtentechnik. Anleitung zum gleichnamigen Praktikum. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, Technische Universität München, 2000.
 
*Söder, G.; Tröndle, K.: Digitale Übertragungssysteme - Theorie, Optimierung & Dimensionierung der Basisbandsysteme. Berlin – Heidelberg: Springer, 1985.
 
*Tröndle, K.; Söder, G.: Optimization of Digital Transmission Systems. Boston – London: Artech House, 1987.<br><br>
 
  
 
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Latest revision as of 10:31, 31 March 2023

Brief summary

The focus of this book is the  »calculation of the error probability«,  which is the decisive quality feature for digital systems.  The description is mainly in baseband,  but most of the results can also be applied to the digital carrier frequency systems.

  1. Error probability and optimization of baseband transmission systems.  Properties of Nyquist systems.  First and second Nyquist criteria.
  2. Fundamentals of line coding:  Redundancy-free codes,  blockwise  $($4B3T$)$  and  symbolwise encoding  $($pseudoternary codes$)$.  Power spectral density.
  3. Optimization considering intersymbol interference:  Eye diagram,  linear Nyquist equalization,  decision feedback equalization,  Viterbi receiver.
  4. Generalized description of digital modulation schemes:  Basis functions and vector spaces,  coherent and incoherent demodulation.
  5. Digital channel models:  Error distance distribution and error correlation function.  BSC model.  Gilbert/Elliott and McCullough bundle error models.


Notes:


⇒   Here first an  »overview of contents«  on the basis of the  »five main chapters«  with a total of  »26 individual chapters«  and  »201 sections'«.


Contents

Exercises and multimedia

In addition to these theory pages,  we also offer exercises and multimedia modules on this topic,  which could help to clarify the teaching material:

$(1)$    $\text{Exercises}$

$(2)$    $\text{Learning videos}$

$(3)$    $\text{Applets}$ 


Further links