Kommunikációs rendszerek

Tartalom

ELŐSZÓ 1
Jelölések magyarázata 3

1. BEVEZETÉS 5
1.1. A kommunikáció 5
1.2. Az információ fogalma 7
1.3. Az információ mennyisége 9
1.4. Üzenetforrások 11
1.5. A kommunikációs rendszerek funkcionális modellje 12
1.6. Egy digitális kommunikációs rendszer funkcionális részei 14
1.7. Kommunikációs rendszerek analízise és szintézise 18
1.7.1. Kommunikációs rendszerek analízise 19
1.7.2. Kommunikációs rendszerek szintézise 19
1.8. Ellenőrző kérdések és feladatok 23

2. JEL- ÉS RENDSZERELMÉLET 25
2.1. A rendszer fogalma 25
2.2. A rendszerek osztályozása 27
2.3. A rendszermodellek leírása és jeleik 30
2.3.1. A jelek felosztása 30
2.3.1.1. Az értékkészlet szerint 30
2.3.1.2. Az időbeli lefolyás szerint 30
2.3.1.3. Az információ [üzenet v. hír] megjelenési formája szerint 31
2.3.1.4. Az érték meghatározottsága szerint 31
2.3.2. A determinisztikus jelek fajtái és jellemzői 32
2.3.3. A determinisztikus rendszerek jellemzői 35
2.3.4. A frekvencia-spektrum és a szűrők 40
2.3.5. Sztochasztikus folyamatok 50
2.3.5.1. Általános elméleti alapok 50
2.3.5.2. Stacionárius folyamatok 52
2.3.5.3. Ergodikus hipotézis 53
2.3.5.4. Sztochasztikus rendszerek vizsgálata 53
2.4. Mintavételes rendszerek 60
2.5. Optikai átviteli függvény (OTF) 66
2.6. Ellenőrző kérdések 77

3. AZ INFORMÁCIÓELMÉLET ALAPJAI 71
3.1. Az információ mérése 71
3.2. Az entrópia 73
3.3. A kölcsönös entrópia 78
3.4. A csatornakapacitás fogalma 80
3.5. Egy zajos csatorna kapacitása 81
3.6. Ellenőrző kérdések 84
3.7. Munkalap 86

4. CSATORNAKAPACITÁS ÉS KÓDOLÁS 87
4.1. Üzenetforrások 87
4.2. Forráskódolás 89
4.2.1. A Shannon-Fano forráskódoló algoritmus egyszerűsített eljárása 90
4.2.2. A Huffman kódolás 95
4.3. Hírközlő csatornák 98
4.3.1. Diszkrét hírközlő csatornák 99
4.3.1.1. A diszkrét memóriamentes csatorna kapacitása 100
4.3.1.2. Csatornakódolás 103
4.3.1.2.1. Lineáris kódok 106
4.3.1.2.2. Egyszerű lineáris kódok 111
4.3.1.2.3. Ellenőrző kérdések 114
4.3.1.3. Diszkrét, memóriával rendelkező csatornák 115
4.3.2. Folytonos (analóg) csatornák 116
4.4. Ellenőrző kérdések és feladatok 126
4.5. Munkalap 128

5. ALAPSÁVI BINÁRIS JELÁTVITEL 129
5.1. Bevezetés 129
5.2. Alapsávi bináris PAM rendszer 130
5.2.1. Alapsávi impulzus jelformálása 131
5.2.2. A bináris PAM rendszer bithiba valószínűsége 133
5.2.3. Többszintű alapsávi digitális jelátvitel 134
5.2. Ellenőrző kérdések 135

6. FONTOS ANALÓG ÜZENETFAJTÁK 137
6.1. A hang 137
6.1.1. Hangtan 138
6.1.1.1. A hang terjedési sebessége 138
6.1.1.2. Részecskesebesség 138
6.1.1.3. Hangnyomás 139
6.1.1.4. Frekvencia 139
6.1.1.5. Hullámimpedancia 139
6.1.1.6. Hangintenzitás 139
6.1.1.7. Hangteljesítmény 140
6.1.1.8. Hangszint 140
6.1.2. A hangok szubjektív érzékelése 141
6.1.2.1. Fletcher-Munson görbék 141
6.1.2.2. A hang szubjektív magassága, irány szerinti lokalizálása, elfedési jelensége 142
6.1.2.3. Hangosság 145
6.1.2.4. A hangok frekvenciasávja 146
6.1.2.5. A hangok dinamikája 146
6.1.2.6. A hangok csatornakapacitás igénye 146
6.2. A kép 147
6.2.1. Állókép-továbbítás (Képtávíró) 149
6.2.2. Mozgókép-továbbítás (Fekete-fehér televízió) 150
6.2.3. Színlátás, színes mozgókép-továbbítás (Színes televízió) 151
6.2.3.1. Közvetett mérési eredmények 151
6.2.3.2. Közvetlen mérési eredmények 154
6.2.3.3. Színkeverés 155
6.2.3.4. Színes mozgókép-továbbítás (Színes televízió) 157
6.3. Ellenőrző kérdések 162

7. SZÍNUSZOS VIVŐJŰ MODULÁCIÓS RENDSZEREK 163
7.1. Szinuszos vivőjű analóg modulációs rendszerek 163
7.1.1. Bevezetés 163
7.1.2. Amplitúdómodulációk 165
7.1.2.1. AM jelek az idő- és frekvenciatartományban 167
7.1.2.2. AM jelek demodulálása 174
7.1.2.3. Különleges AM eljárások 174
7.1.3. Szögmodulációk 175
7.1.3.1. FM jel az idő-és frekvenciatartományban 178
7.1.3.2. FM jelek demodulálása 181
7.1.4. Ellenőrző kérdések a 7.1. fejezethez 183
7.2. Szinuszos vivőjű digitális modulációs rendszerek 185
7.2.1. Bevezetés 185
7.2.2. Bináris digitális modulációs rendszerek felépítése 187
7.2.2.1. Bináris ASK moduláció 189
7.2.2.2. Bináris PSK moduláció 191
7.2.2.3. Bináris FSK moduláció 193
7.2.3. Sokszintű digitális modulációs rendszerek áttekintése 196
7.2.3.1. M-szintű koherens PSK 196
7.2.3.2. M-szintű szélessávú FSK 198
7.2.4. Ellenőrző kérdések a 7.2. fejezethez 201
7.2.5. Munkalapok 202

8. ANALÓG JELEK KÓDOLT ÁTVITELE 203
8.1. Bevezetés 203
8.2. A PCM rendszer 205
8.3. Differenciális PCM rendszerek 208
8.3.1. Delta modulációs rendszerek 209
8.4. PCM és DM rendszerek összehasonlítása 213
8.5. Q-szintű differenciális PCM rendszerek 214
8.6. PCM és analóg moduláció összehasonlítása 215
8.7. Ellenőrző kérdések 217
8.8. Munkalapok 218

9. HÍRADÁSTECHNIKAI ÖSSZEFÜGGÉSEK 219
9.1. Jelátvitel a híradástechnikában 219
9.1.1. Jelátvitel TEM hullámvezetővel 219
9.1.1.1. A vezetékek jellemzői 219
9.1.2. Jelátvitel fényvezetőkkel 223
9.1.2.1. A fényterjedés fényvezetőben 224
9.1.2.2. Csillapítás és impulzusdiszperzió 228
9.1.2.3. Fényvezető kábelek szerkezete 231
9.1.3. Jelátvitel rádiócsatornán 232
9.1.3.1. Antennák 234
9.1.3.2. Gyakrabban használt összeköttetések 236
9.2. Multiplex rendszerek 241
9.2.1. FDM rendszerek 241
9.2.2. TDM rendszerek 242
9.2.3. ISDN rendszerek 247
9.3. Ellenőrző kérdések 250

10. FÜGGELÉK 251
10.1. Matematikai összefüggések 251
10.1.1. A Fourier-sor 251
10.1.2. A Fourier-transzformáció 253
10.1.3. A Laplace-transzformáció 255
10.1.3.1. A kétoldalas LAPLACE-transzformáció 255
10.1.3.2. Az egyoldalas LAPLACE-transzformáció 256
10.1.3.3. A diszkrét LAPLACE-transzformáció és a z-transzformáció 257
10.2. Távíróegyenlet 267
10.3. Rendszervizsgálat sztochasztikus bemenet esetén 272
10.3.1. Lineáris, időinvariáns jelátviteli tag identifikálása zajos bemenőjel esetén 272
10.3.2. Lineáris jelátviteli tag identifikálása J.G. Truxal módszerével 273
10.4. A PCM rendszerben keletkező kvantálási zaj 274
10.5. Történelmi előzmények 276
10.6. Szindróma dekódolás elemzése és a feladatok megoldása 282
10.6.1. Egy szindróma dekódolási probléma részletes elemzése 282
10.6.2. A csatornakódolási feladatok megoldása 284
10.7. A 3. fejezetben bemutatott példát megoldó Turbo BASIC program 288
10.7.1. Turbo BASIC-ben 288
10.7.2. Turbo PASCAL-ban 289

IRODALOM 291
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ 293

Témakörök