nach oben

2023 | Buch

Einführung in die Informations- und Codierungstheorie

verfasst von: Dirk W. Hoffmann

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Über dieses Buch

Gegenstand dieses Lehrbuches sind die Grundlagen der Informations- und Codierungstheorie, wie sie in den Fächern Informatik, Nachrichtentechnik, Elektrotechnik und Informationstechnik an vielen Hochschulen und Universitäten unterrichtet werden. Im Mittelpunkt stehen die unterschiedlichen Facetten der digitalen Datenübertragung. Das Gebiet wird aus informationstheoretischer Sicht aufgearbeitet und zusammen mit den wichtigsten Konzepten und Algorithmen der Quellen-, Kanal- und Leitungscodierung vorgestellt. Um eine enge Verzahnung zwischen Theorie und Praxis zu erreichen, wurden zahlreiche historische Notizen in das Buch eingearbeitet und die theoretischen Kapitel an vielen Stellen mit Anwendungsbeispielen und Querbezügen versehen. Die neue Auflage wurde um eine Darstellung der ANS-Codierung ergänzt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Geschichte der Nachrichtentechnik

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Sie …

– eine Reise in die Geschichte der Nachrichtentechnik unternehmen,

– den Wandel einer ehemaligen Ingenieurdisziplin zu einer Wissenschaft begleiten,

– die Bedeutung der Informations- und Codierungstheorie verstehen.

Dirk W. Hoffmann

Kapitel 2. Mathematische Grundlagen

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Sie …

– mit Moduln rechnen,

– die algebraische Struktur von Gruppen, Körpern und Ringen verstehen,

– die Eigenheiten von endlichen Körpern erkunden und

– einen Querbezug zu den Polynomringen herstellen,

– Vektorräume konstruieren und deren Generator- und Kontrollmatrizen berechnen.

Dirk W. Hoffmann

Kapitel 3. Codierungen, Codes und Information

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Sie …

– den Unterschied zwischen Codierungen und Codes verstehen,

– längenvariable Codes und Blockcodes unterscheiden,

– mehrere Beispiele aus der Praxis kennenlernen,

– den Begriff des linearen Codes verinnerlichen,

– dem Shannon’schen Übertragungsmodell wiederbegegnen,

– die Kapazität des Morse-Kanals formal berechnen,

– die verschiedenen Facetten des Informationsbegriffs analysieren.

Dirk W. Hoffmann

Kapitel 4. Quellencodierung

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Sie …

– ein formales Modell für Informationsquellen entwickeln,

– gedächtnislose und gedächtnisbehaftete Quellen auseinanderhalten,

– die Codierungen von Fano, Shannon und Huffman vergleichen,

– verstehen, wie sich diese von der arithmetischen Codierung unterscheiden,

– sich einen Überblick über die wichtigsten Substitutionscodierungen verschaffen,

– die Burrows-Wheeler-Transformation ausführen

– und mit der Move-to-front-Codierung kombinieren.

Dirk W. Hoffmann

Kapitel 5. Grenzen der Quellencodierung

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Sie …

– verstehen, was sich hinter dem Informationsgehalt eines Zeichens und

– der Entropie einer Datenquelle verbirgt,

– den erarbeiteten Begriffsapparat auf gedächtnisbehaftete Quellen übertragen,

– blockweise arbeitende Codierungen kennenlernen und

– das Quellencodierungstheorem von Shannon beweisen.

Dirk W. Hoffmann

Kapitel 6. Kanalcodierung

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Sie …

– verschiedene Prüfziffercodes aus der Praxis kennenlernen,

– die Begriffe der Fehlererkennung und der Fehlerkorrektur formal definieren,

– eine Übersicht über wichtige lineare Kanalcodes erhalten,

– das Prinzip von Faltungscodierern verstehen und

– den Viterbi-Algorithmus anwenden.

Dirk W. Hoffmann

Kapitel 7. Grenzen der Kanalcodierung

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Sie …

– die Singleton-Schranke kennenlernen,

– den Unterschied zwischen MDS-Codes und perfekten Codes verstehen,

– verschiedene Varianten des Golay-Codes entwickeln,

– Restfehlerwahrscheinlichkeiten berechnen,

– mit dem Kanalcodierungstheorem eine Perle der Codierungstheorie entdecken.

Dirk W. Hoffmann

Kapitel 8. Leitungscodierung und Modulation

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden Sie …

– die Aufgabe der Leitungscodierung verstehen,

– erfahren, wie sich Signale digital modulieren lassen,

– die gängigen Multiplexverfahren kennenlernen,

– einen Einblick in die Technologie von GPS und GLONASS erhalten,

– Pseudozufallsfolgen erzeugen,

– Gold-Folgen, Kasami-Folgen und deren Anwendungen ergründen.

Dirk W. Hoffmann

Backmatter

Titel: Einführung in die Informations- und Codierungstheorie
verfasst von: Dirk W. Hoffmann
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-68524-2
Print ISBN: 978-3-662-68523-5
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-68524-2