Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych.

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.

This book is an introduction to digital communication systems. It covers the basics of information theory, channel coding and transmission methods both in baseband and passband channels. Having established the fundamental concepts, physical properties of several transmission channels, spread spectrum systems, and synchronization methods are presented.
The book is intended as the university text for students of communication engineering. It is also useful for self-study.

Spis treści
Wstęp
Elementy teorii informacji

1.1. Wprowadzenie
1.2. Pojęcia podstawowe
1.3. Model systemu komunikacyjnego
1.4. Pojęcie informacji i miara jej ilości
1.5. Źródła wiadomości i ich kodowanie
1.5.1. Modele źródeł wiadomości dyskretnych
1.5.2. Dyskretne źródło bezpamięciowe
1.5.3. Rozszerzenie źródła bezpamięciowego
1.5.4. Źródła ciągów Markowa
1.5.5. Entropia źródła ciągów Markowa
1.5.6. Źródło stowarzyszone ze źródłem ciągów Markowa
1.6. Kodowanie źródeł dyskretnych
1.6.1. Kodowanie Huffmana
1.6.2. Kodowanie Shannona-Fano
1.6.3. Dynamiczne kodowanie Huffmana
1.6.4. Kodowanie arytmetyczne
1.6.5. Algorytm Lempela-Ziva
1.6.6. Kodowanie źródłowe w transmisji telefaksowej
1.7. Modele kanałów z punktu widzenia teorii informacji
1.7.1. Dyskretny kanał bezpamięciowy
1.7.2. Przykłady modeli dyskretnych kanałów bezpamięciowych
1.7.3. Przykład modelu kanału binarnego z pamięcią
1.8. Pojęcie średniej ilości informacji wzajemnej
1.9. Własności średniej ilości informacji wzajemnej
1.10. Przepustowość kanału
1.11. Proces decyzyjny i jego zasady
1.11.1. Pojęcie reguły decyzyjnej
1.11.2. Reguła maksimum prawdopodobieństwa a posteriori (MAP)
1.11.3. Reguła maksimum wiarygodności
1.12. Pojęcie entropii różnicowej i średnia ilość informacji wzajemnej zmiennych ciągłych
1.13. Przepustowość kanału o ograniczonym pasmie z addytywnym szumem gaussowskim
1.14. Przepustowość kanału o zadanej charakterystyce częstotliwościowej
1.15. Przepustowość kanału z zanikami płaskimi
Kodowanie kanałowe

2.1. Idea kodowania kanałowego
2.2. Klasyfikacja kodów
2.3. Dekodowanie twardo- i miękkodecyzyjne
2.4. Zysk kodowania
2.5. Kody blokowe
2.5.1. Macierz kontroli parzystości
2.5.2. Macierz generująca
2.5.3. Syndrom
2.5.4. Kody Hamminga
2.5.5. Kod iterowany 2.5.6. Kody wielomianowe
2.5.7. Generowanie ciągów kodowych kodów wielomianowych
2.5.8. Kody cykliczne
2.5.9. Wielomian kontroli parzystości kodu cyklicznego
2.5.10. Kody wielomianowe określone przez pierwiastki
2.5.11. Wielomian syndromu
2.5.12. Kody BCH
2.5.13. Kody Reeda-Solomona
2.5.14. Kody Golay’a
2.5.15. Kody o maksymalnej długości
2.5.16. Modyfikacje kodów
2.6. Niealgebraiczne metody dekodowania liniowych kodów blokowych
2.6.1. Dekoder Meggitta
2.6.2. Dekoder większościowy
2.6.3. Dekodowanie kodów z wykorzystaniem zbiorów informacyjnych
2.7. Algebraiczne metody dekodowania kodów cyklicznych
2.8. Kody splotowe i ich opis
2.8.1. Opis kodów splotowych
2.8.2. Funkcja przejścia kodu
2.8.3. Kody splotowe o sprawności k/n
2.9. Dekodowanie kodów splotowych
2.9.1. Algorytm Viterbiego
2.9.2. Analiza błędów dekodera Viterbiego
2.9.3. Przykład niealgebraicznego dekodowania kodów splotowych
2.10. Kodowanie kaskadowe
2.11. Turbokody
2.11.1. Kod RSCC
2.11.2. Schemat kodera turbokodu
2.11.3. Dekodowanie kodu RSCC według reguły MAP
2.11.4. Algorytm turbodekodowania
2.12. Kody LDPC
2.13. Zastosowanie kodów blokowych do detekcji błędów
2.14. Zastosowanie detekcji błędów — procedury ARQ
Transmisja cyfrowa w pasmie podstawowym

3.1. Wprowadzenie
3.2. Dobór kształtu sygnałów elementarnych
3.3. Dobór formatu symboli danych
3.4. Optymalny odbiornik synchroniczny
3.4.1. Optymalny odbiór sygnałów binarnych
3.4.2. Optymalny odbiór sygnałów wielowartościowych
3.5. Prawdopodobieństwo błędu na wyjściu optymalnego odbiornika sygnałów binarnych
3.6. Prawdopodobieństwo błędu na wyjściu optymalnego odbiornika sygnałów M-PAM
3.7. Widmowa gęstość mocy ciągu impulsów
Modulacje cyfrowe nośnej sinusoidalnej

4.1. Wprowadzenie
4.2. Odbiór synchroniczny
4.3. Optymalny odbiór niesynchroniczny
4.4. Modulacja ASK
4.4.1. Odbiór synchroniczny sygnałów ASK
4.4.2. Odbiór niesynchroniczny sygnałów ASK
4.4.3. Prawdopodobieństwo błędu na wyjściu niesynchronicznego odbiornika sygnałów ASK
4.5. Modulacja FSK
4.5.1. Odbiór synchroniczny sygnału FSK — dyskusja
4.5.2. Odbiór niesynchroniczny sygnału z modulacją FSK
4.5.3. Prawdopodobieństwo błędu na wyjściu niesynchronicznego odbiornika sygnału FSK
4.5.4. Odbiór suboptymalny sygnału FSK za pomocą dyskryminatora częstotliwości
4.6. Modulacja fazy PSK
4.7. Liniowe podejście do modulacji cyfrowych — wielowartościowa modulacja PSK
4.8. Różnicowa modulacja fazy DPSK
4.8.1. Modulacja DPSK z kodowaniem różnicowym i detekcją synchroniczną
4.8.2. Niesynchroniczne metody odbioru z modulacją DPSK
4.8.3. Prawdopodobieństwo błędu optymalnego niesynchronicznego odbiornika sygnału DPSK — dyskusja
4.9. Porównanie modulacji dwuwartościowych
4.10. Modulacje cyfrowe fazy i amplitudy — modulacja QAM
4.10.1. Uwagi ogólne
4.10.2. Prawdopodobieństwo błędu dla modulacji QAM
4.10.3. Modulacje wielowymiarowe
4.11. Modulacje cyfrowe o stałej obwiedni — modulacje z ciągłą fazą (CPM)
4.12. Modulacje z kodowaniem kratowym TCM
4.12.1. Opis sygnałów z kodowaniem kratowym
4.12.2. Dekodowanie sygnałów z kodowaniem kratowym
4.13. Modulacje wielotonowe
4.14. Oddziaływanie układu nieliniowego na sygnały
Własności kanałów transmisyjnych

5.1. Wprowadzenie
5.2. Równoważny kanał w pasmie podstawowym
5.3. Kanał telefoniczny
5.3.1. Podstawowe struktury sieci telefonicznej z punktu widzenia własności kanału
5.3.2. Własności kanału telefonicznego
5.4. Własności pętli abonenckiej
5.5. Kanał horyzontowych linii radiowych
5.6. Kanał radiowy systemu radiokomunikacji ruchomej
5.7. Wybrane przykłady innych kanałów radiowych
5.7.1. Kanał WLAN
5.7.2. Kanał w transmisji satelitarnej
5.7.3. Kanał krótkofalowy
5.8. Podstawowe własności kanału światłowodowego
5.9. Podsumowanie
Transmisja sygnałów cyfrowych przez kanały z interferencją międzysymbolową

6.1. Wprowadzenie
6.2. Interferencja międzysymbolowa
6.3. Korektory liniowe
6.3.1. Korektor ZF
6.3.2. Korektor MSE
6.3.3. Korektory LS
6.3.4. Wybór sygnału testowego
6.3.5. Korektory liniowe z adaptacją bez stosowania ciągu testowego
6.4. Korektory nieliniowe
6.4.1. Korektor z decyzyjnym sprzężeniem zwrotnym
6.4.2. Kanał z interferencją międzysymbolową jako automat
6.4.3. Odbiornik nieliniowy działający według kryterium maksimum wiarygodności
6.4.4. Sekwencyjne odbiorniki suboptymalne — przykłady
Systemy z rozpraszaniem widma

7.1. Wprowadzenie
7.2. Generacja ciągów pseudolosowych
7.2.1. Sekwencje o maksymalnej długości
7.2.2. Ciągi Golda
7.2.3. Ciągi Barkera
7.3. Systemy DS-SS z bezpośrednim rozpraszaniem ciągiem pseudolosowym
7.4. Odbiornik RAKE
7.5. Systemy FH-SS z przeskokami częstotliwości nośnej
7.6. System TH-SS z pseudolosowym wyborem położenia impulsów
Synchronizacja w cyfrowych systemach telekomunikacyjnych

8.1. Wprowadzenie
8.2. Pętla synchronizacji fazy dla sygnałów ciągłych
8.3. Pętla synchronizacji fazy dla sygnałów próbkowanych
8.4. Estymacja fazy nośnej według zasady maksimum wiarygodności
8.5. Praktyczne układy synchronizacji fazy nośnej
8.5.1. Układy synchronizacji fazy nośnej bez sprzężenia decyzyjnego
8.5.2. Układy synchronizacji fazy nośnej ze sprzężeniem decyzyjnym
8.6. Synchronizacja sygnału taktowania
8.6.1. Układy odtwarzania sygnału taktowania z decyzyjnym sprzężeniem zwrotnym
8.6.2. Układy odtwarzania sygnału taktowania bez decyzyjnego sprzężenia zwrotnego

Literatura
Skorowidz