Einfuhrung In Die Informations Und Codierungstheorie
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Einführung in die Informations- und Codierungstheorie
Gegenstand dieses Buches 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 digitale 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 um Anwendungsbeispiele und Querbezüge ergänzt.
Einführung in die Informations- und Codierungstheorie
Die digitale Nachrichtenübertragung gehört heute zu den wichtigen Wachstumsbranchen. Um die Mobilität des einzelnen noch weiter zu erhöhen, werden z. B. Sprache oder Bilder in digitaler Form auch über Funkstrecken zu den mobilen Empfängern übertragen. Bereits vorhandenen Funkdiensten wie D-Netz, E-Netz, Digital Audio Broadcast (DAB) oder Digitales Satelliten Radio (DSR) werden weitere folgen. Datenfunkstrecken sind sehr fehleranfällig; auch das Funkkanalverhalten kann sich aufgrund der Teilnehmerbewegung zeitlich sehr schnell ändern. Deshalb ist hier die Anwendung von Fehlerkorrekturverfahren unverzichtbar. Das Buch gibt eine Einführung in die Methoden der Kanalcodierung zum Zwecke der Fehlerkorrektur. Ausgehend von der Shannon`schen Informationstheorie werden Codier- und Decodierverfahren für Block- und Faltungscodes diskutiert und anschaulich beschrieben. Es wird eine digitale Übertragungsstrecke von der Quelle bis zur Senke betrachtet einschließlich der grundlegenden digitalen Modulationsverfahren. Das Buch ist im Rahmen des MeDoc-Projektes (http://medoc.informatik.tu-muenchen.de/deutsch/medoc.html) in die elektronische Informatik-Bibliothek aufgenommen worden.
Information und Codierung
Information im technischen Sinne und ihr Schutz gegen Übertragungsfehler gehören heute zur Grundbildung von Ingenieuren und Informatikern. „Information und Codierung“ will dazu wichtige Grundlagen und Methoden in kompakter Form vorstellen. Im ersten Teil steht der Begriff Information im Mittelpunkt. Der Ansatz, dass Information Ungewissheit auflöst, führt vom Zufallsexperiment zur Entropie. Informationsquellen werden zu Zufallsexperimenten und Information wird zur messbaren Größe. Wichtige Fragen zur Optimierung des Informationsflusses in technischen Systemen werden formuliert und - antwortet. Im zweiten Teil wird die Information durch die Kanalcodierung gegen Übertragungsfehler geschützt. Ohne Hinzufügen von Prüfzeichen wäre die Kommunikation mit Mobiltelefonen oder das Laden von Software für den PC über das Internet nicht denkbar. So werden fehl- hafte Daten im Empfänger erkannt und/oder korrigiert. Beide Teile sind so organisiert, dass sie unabhängig voneinander gelesen werden können. Das Buch begleitet eine vierstündige Lehrveranstaltung an der Hochschule Fulda im vierten Fachsemester des Bachelor-Studienganges Elektrotechnik und Informationstechnik. Viele Jahre Erfahrung in der Lehre zeigen, dass sich die Studierenden in die zunächst ungewohnte Art des Stoffes hineindenken müssen. Ist die Hürde erst mal genommen, fallen die weiteren Schritte leichter. Allen Leserinnen und Lesern wünsche ich deshalb ein offenes Herangehen an „Information und Codierung“.