Die Welt um uns herum ist erfüllt von Signalen. Keine Gesellschaft kann ohne den Aus tausch von Signalen, ohne Kommunikation zwischen ihren Mitgliedern existieren. Aber auch jedes einzelne Individuum befindet sich in ständiger Kommunikation mit seiner Umgebung. Die bunten Blumen locken Schmetterlinge an, der Geruch der Fährte das Raubtier zur Beute, raschelnde Zweige schrecken das äsende Reh auf, das Magnetfeld der Erde lenkt Tiere auf ihren Wanderungen und wir Menschen orientieren uns mindestens durch optische, akustische und taktile Signale unserer Umwelt. Dazu aber kommen die Signale unserer technischen Welt. Autohupen und Werbetafeln sprechen unser Gehör und unser Auge an, eine überwältigende Vielzahl von Sendemasten und Antennen schicken elektromagnetische Wellen in den Raum, die keinen anderen Sinn haben, als Signale zu tragen, die nur mit hochkomplizierten Apparaten wieder hörbar oder sichtbar oder auf andere Weise auswertbar und nutzbar gemacht werden können. Warum ist eine derartige Vielzahl von Signalarten notwendig? Warum nutzen manche Lebewesen und technische Einrichtungen Farben, andere aber Töne, die dritten elektrische Felder zum Signalaustausch, zum Erkennen der Umgebung, zum Finden der Beute? Unsere Welt mit ihren so vielfältigen technischen Verfahren der Signalübertragung, -ver arbeitung, -vermittlung und -erkennung ist so interessant und dabei leider oft so unver ständlich geworden, dass es schon nützlich ist, sich über einige Zusammenhänge Gedanken zumachen. Dieses Buch handelt von der Funktion technischer Systeme zur Signalverarbeitung und Signalübertragung.
leicht verständlich
Autorentext
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Glaser war seit 1956 in der nachrichtentechnischen Geräteentwicklung und der Industrieforschung tätig und von 1983 bis 1996 Lehrstuhlinhaber für Nachrichtentechnik an der Humboldt Universität Berlin.
Klappentext
Im Gegensatz zu der Vielzahl heute veröffentlichter Titel zu den Wirkungen und Folgerungen der Informationsüberflutung auf unsere Gesellschaft will dieses Buch Verständnis wecken für die Techniken und Verfahren, die die moderne Informationstechnik überhaupt möglich machen. Nach einer Diskussion über den unterschiedlich definierten Begriff der Information in der Umgangsprache und in der Nachrichtentheorie wird zunächst auf die elementaren Zusammenhänge bei der zeitlichen und spektralen Darstellung von Signalen eingegangen, und es werden die grundlegenden Begriffe und Mechanismen der Nachrichtenverarbeitung erklärt (Nutz- und Störsignal, Modulation, Leitung und Abstrahlung von Signalen). Auf dieser Grundlage kann dann auf einzelne Kommunikationstechniken näher eingegangen werden, wie auf die optische Übertragung und Signalverarbeitung, auf Kompressionsverfahren, kompliziertere Bündelungstechniken und Nachrichtennetze. Nicht zuletzt durch einen Vergleich mit einem theoretisch vollkommenen biologischen informationsverarbeitendem System, dem Ortungssystem der Fledermäuse, wird auf die erst in den letzten Jahrzehnten möglich gewordene technische Nutzung des Optimalempfangsprinzips eingegangen, das einen Signalvergleich als theoretische Optimallösung vorschreibt.
Inhalt
1 Information und Signal.- 1.1 Was eigentlich ist Information?.- 1.2 Eine andere Defmtion der Information.- 1.3 Das Bit als Einheit der Informationsmenge.- 1.4 Von der Information zum Signal.- 1.5 Signale um uns herum.- 1.6 Dualität der Beschreibung.- 1.7 Sprache und Bilder.- 1.8 Störungen - nicht zu vermeiden.- 2 Signalwandlung.- 2.1 Vorbild Natur.- 2.2 Digitale und binäre Signale.- 2.3 Digitale Sprache durch Begrenzung.- 2.4 Das exakte Rezept.- 2.5 Kodierung im Dualsystem.- 2.6 Die Quantisierung.- 2.7 Die Kanalkapazität.- 3 Quellenkodierung.- 3.1 DerVokoder.- 3.2 Irrelevanz und Redundanz.- 3.3 Telefonsignale über Funk.- 3.4 Sprache mit wenigen Tausend Bit/s.- 3.5 Digitale CD-Qualität.- 3.6 Layer mit Unterschieden.- 3.7 Das bewegte Bild.- 3.8 Digitales Femsehen.- 4 Übertragungswege.- 4.1 Signale über Leitungen und Kabel.- 4.2 Das elektromagnetische Feld.- 4.3 Die elektrische Resonanz.- 4.4 Energie im freien Raum.- 4.5 Antennenkonstruktionen - sehr variabel.- 4.6 Frequenzabhängige Wellenausbreitung.- 5 Anpassung an den Kanal.- 5.1 Modulation einer Trägerfrequenz.- 5.2 Komplizierte Spektren.- 5.3 Tausche Störsicherheit gegen Bandbreite.- 5.4 Erzeugung neuer Frequenzen.- 5.5 Übertragungsfehler erkennen.- 5.6 Noch besser: Fehlerkorrektur.- 6 Bündeln und trennen.- 6.1 Schachteln im Frequenzband.- 6.2 Es geht auch zeitlich nacheinander.- 6.3 Signale auf der gleichen Trägerfrequenz.- 6.4 Das Vergleichsprinzip.- 6.5 Der Korrelationsfaktor.- 6.6 Gleichzeitig im gleichen Frequenzband.- 6.7 Tausend Träger für ein einziges Signal.- 7 Signale im Rauschen.- 7.1 Rezept fur den Optimalempfang.- 7.2 Entfernungsortung - militärisch und zivil.- 7.3 Kodierte Impulse.- 7.4 Optimalempfänger in der Natur.- 7.5 Signaladaption par excellence.- 7.6 Zufallssignale undZufallsorganisation.- 8 Optische Signale.- 8.1 Mit Licht Nachrichten übertragen.- 8.2 Photonen statt Elektronen.- 8.3 Glasfasern übertragen Signale.- 8.4 Fast unbegrenzte Bandbreiten.- 8.5 Terabit und große Entfernungen.- 8.6 Licht wird verstärkt.- 8.7 Optische Signal Verarbeitung.- 8.8 Wo sind die Grenzen?.- 9 Verbindungen im Weltraum.- 9.1 Satelliten als Zwischenverstärker.- 9.2 Zugriffsverfahren.- 9.3 Direktverbindungen vom Himmel.- 9.4 LEO-Satelliten umkreisen die Erde.- 9.5 Navigationssatelliten.- 10 Nachrichtennetze.- 10.1 Der größte Computer der Welt.- 10.2 Fast-synchrone und synchrone Netze.- 10.3 ISDN - ein einziges Netz für alle Dienste.- 10.4 Der mobile Teilnehmer.- 10.5 Zugriffüber Frequenz und Zeit.- 10.6 Versteigerte Frequenzen - das UMTS.- 10.7 Die letzte Meile - problematisch.- 10.8 Container sind oft zweckmäßig.- 10.9 LANs als Ring-und Busstrukturen.- 10.10 König Harolds Piconetz.- 10.11 Das Netz der Netze.- 11 Wie geht es weiter?.- Abkürzungen.- Sachwortverzeichnis.