Signaltheorie und Kodierung

Dieses Lehrbuch führt verständlich in ein abstraktes Fachgebiet ein. Das didaktische Konzept dafür beinhaltet die Entwicklung der theoretischen Grundlagen anhand von Beispielen, sowie Übungen mit Lösungen. Die Orientierung wird durch Strukturelemente wie Definitionen und Sätze erleichtert. Als mathematische Voraussetzung zum Verständnis werden lediglich Folgen und Reihen benötigt. Inhaltliche Schwerpunkte sind die Verarbeitung zeitdiskreter Signale durch lineare zeitinvariante Systeme, sowie die Kodierung dieser Signale. Gültigkeitsgrenzen werden aufgezeigt und hinter diese Grenzen geschaut.

Ein abstraktes Fachgebiet wird in diesem Lehrbuch verständlich beleuchtet. Der Autor entwickelt die theoretischen Grundlagen einprägsam anhand von Beispielen. Übungen mit Lösungen erleichtern das Lernen, Strukturelemente wie Definitionen und Sätze sorgen für schnelle Orientierung. Inhaltliche Schwerpunkte sind die Verarbeitung zeitdiskreter Signale durch lineare zeitinvariante Systeme sowie die Kodierung dieser Signale.

Autorentext

Peter Vogelstudierte Elektrotechnik und Mathematik an der technischen Hochschule Darmstadt. In den Jahren 1981-1994 war er bei Philips in Nürnberg mit Grundlagenuntersuchungen auf dem Gebiet der Datenkompression betraut und durfte die spannende Entwicklung von Standards für die Bildkodierung mitgestalten, u. a. durch die "2D-Runlength-Kodierung". Während dieser Zeit promovierte er an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Seit 1994 lehrt er an der Fachhochschule Düsseldorf Nachrichtentechnik.

studierte Elektrotechnik und Mathematik an der technischen Hochschule Darmstadt. In den Jahren 1981-1994 war er bei Philips in Nürnberg mit Grundlagenuntersuchungen auf dem Gebiet der Datenkompression betraut und durfte die spannende Entwicklung von Standards für die Bildkodierung mitgestalten, u. a. durch die "2D-Runlength-Kodierung". Während dieser Zeit promovierte er an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Seit 1994 lehrt er an der Fachhochschule Düsseldorf Nachrichtentechnik.

studierte Elektrotechnik und Mathematik an der technischen Hochschule Darmstadt.

In den Jahren 1981-1994 war er bei Philips in Nürnberg mit Grundlagenuntersuchungen

auf dem Gebiet der Datenkompression betraut und durfte die spannende Entwicklung

von Standards für die Bildkodierung mitgestalten, u. a. durch die "2D-Runlength-Kodierung". Während dieser Zeit promovierte er an der Friedrich-Alexander-Universität

Erlangen-Nürnberg. Seit 1994 lehrt er an der Fachhochschule Düsseldorf Nachrichtentechnik.

Inhalt

1. Zeitdiskrete und zeitkontinuierliche Signale.- 1.1 Signalmodelle.- 1.2 Signaloperationen.- 1.3 Signalräume.- 1.4 Übungsaufgaben zu Kapitel 1.- 2. Systeme.- 2.1 Systemeigenschaften.- 2.2 Zusammenschaltung von Systemen.- 2.3 Übungsaufgaben zu Kapitel 2.- 3. Zeitdiskrete Faltungssysteme.- 3.1 Faltungsdarstellung bei LTI-Systemen.- 3.2 Zeitdiskrete Faltung.- 3.3 Zusammenschaltung von Faltungssystemen.- 3.4 FIR-Filter.- 3.5 Fouriertransformation.- 3.6 z-Transformation.- 3.7 IIR-Filter.- 3.8 Übungsaufgaben zu Kapitel 3.- 4. Verallgemeinerung zeitdiskreter Faltungssysteme.- 4.1 Approximation von LTI-Systemen mit FIR-Filtern.- 4.2 Faltungssysteme für Vektoren.- 4.3 Übungsaufgaben zu Kapitel 4.- 5. Beliebige zeitdiskrete LTI-Systeme.- 5.1 Signalräume.- 5.2 Signalabhängigkeiten.- 5.3 Definition zeitdiskreter LTI-Systeme.- 5.4 Fortsetzung zeitdiskreter LTI-Systeme.- 5.5 Allgemeingültige Aussagen über LTI-Systeme.- 5.6 Übungsaufgaben zu Kapitel 5.- 6. Signalabtastung.- 6.1 Zeitkontinuierliche Signale und Systeme.- 6.2 Interpolation zeitkontinuierlicher Signale.- 6.3 Realisierung kontinuierlicher Systeme durch diskrete Systeme.- 6.4 Realisierung diskreter Systeme durch kontinuierliche Systeme.- 6.5 Amplitudenmodulation zeitdiskreter Signale.- 6.6 Interpolation zeitdiskreter Signale.- 6.7 Übungsaufgaben zu Kapitel 6.- 7. AD-Umsetzung.- 7.1 Skalare Quantisierung.- 7.2 Mittlerer quadratischer Quantisierungsfehler.- 7.3 Übungsaufgaben zu Kapitel 7.- 8. Kanalkodierung.- 8.1 Digitale Kanäle.- 8.2 Rückmeldesysteme.- 8.3 Fehlerkorrektur ohne Rückmeldung.- 8.4 Übungsaufgaben zu Kapitel 8.- 9. Quellenkodierung.- 9.1 Variable-Length-Kodierung.- 9.2 Datenkompression mit skalarer Quantisierung.- 9.3 Prädiktive Kodierung.- 9.4 Transformationskodierung.- 9.5Vektorquantisierung.- 9.6 Übungsaufgaben zu Kapitel 9.- A. Anhang.- A.1 Lösung einer FIR-Gleichung.- A.2 Universelle LTI-Systeme.- A.2.1 FIR-approximierbare LTI-Systeme.- A.2.2 Großer Fortsetzungssatz.- A.3 Interpolation sinusförmiger Signale.- B. Lösung der Übungsaufgaben.- B.1 Lösungen zu Kapitel 1.- B.2 Lösungen zu Kapitel 2.- B.3 Lösungen zu Kapitel 3.- B.4 Lösungen zu Kapitel 4.- B.5 Lösungen zu Kapitel 5.- B.6 Lösungen zu Kapitel 6.- B.7 Lösungen zu Kapitel 7.- B.8 Lösungen zu Kapitel 8.- B.9 Lösungen zu Kapitel 9.