Basisbandübertragung

Verständnisfragen

1. Welche Parameter des Übertragungskanals bestimmen die Qualität einer Übertragung auf der Bitübertragungsschicht?
2. Wovon hängt die Schrittgeschwindigkeit ab?
3. Worauf bezieht sich die Analogie des Informationswürfels?
4. Was bedeutet Nyquist-Bandbreite?
5. Wodurch kann die prinzipiell unbegrenzte Bandbreite eines Rechteckimpulses begrenzt werden?
6. Wovon hängt die maximale Anzahl an Bits pro Übertragungsschritt ab?
7. Was bedeutet der Begriff Kanalkapazität?
8. Wie kann eine Übertragung nahe der Kanalkapazität erreicht werden?
9. Welche Informationen kann man aus einem sogenannten Augendiagramm ablesen?
10. Geben Sie folgende Zahlenverhältnisse in dB an: 0.1, 1, 2, 10, 20, 100, 1000
11. Wie kann ich absolute Größen (Leistung, Spannung, etc.) in Dezibel angeben?
12. Basisbandübertragung versus Bandpassübertragung

Zusammenhang zwischen Zeit- und Frequenzdarstellung eines Rechtecksignals

Übertragung mittels Sinc-Pulsen (Spaltfunktion)

Zusammenhang zwischen Filterflanke und Zeitverlauf

Digitalübertragung

Einem Übertragungssystem stehen 100 kHz Bandbreite zur Verfügung.

1. Wie hoch ist die maximale Schrittgeschwindigkeit (Nyquistrate)?
2. Wie hoch ist die Schrittgeschwindigkeit bei einem realen Übertragungssystem mit Rolloff-Faktor r=1?
3. Welchen Wert erhält man für die Kanaldatenrate für 1.) und 2.) bei Verwendung einer binären, einer 4-wertigen bzw. einer 1024-wertigen Datenübertragung?
4. Wieviel Bit pro Übertragungsschritt können theoretisch maximal fehlerfrei übertragen werden, wenn auf dem Kanal ein SNR von 0 dB, 10 dB, 20 dB, 30 dB bzw. 40 dB zur Verfügung steht? Leiten Sie aus den ermittelten Werten eine Gesetzmäßigkeit ab!
5. Wie hoch ist jeweils die theoretisch maximal fehlerfrei übertragbare Datenrate über das Übertragungssystem unter 4.)?
6. Ist eine prinzipiell fehlerfreie Übertragung auch bei sehr schlechtem SNR (z.B. -10 dB) möglich?
7. Bestimmen Sie die Rauschleistung am Empfängereingang bei Annahme von thermischen Rauschen und der Temperatur 290 K.
8. Das Konstellationsdiagramm für M-QAM verwendet eine Gray-Codierung für die einzelnen Symbole, warum?
9. Bestimmen Sie die minimale notwendige Bandbreite für die Übertragung von 1 Mbps, wenn als Modulation im (komplexen) Basisband eine M-QAM siehe Bild vorgesehen ist.
10. Welche Zeitsignale lassen sich welchen Konstellationspunkten zuordnen?

16-QAM Konstellationsdiagramm, Zeitverlauf, Cosinusschwingung

Quadraturamplituden-Modulator und -demodulator

Synchrone und asynchrone Übertragung

1. Was ist der Unterschied zwischen synchroner und asynchroner Übertragung?
2. Eine asynchrone Übertragung nach dem RS-232 Standard arbeitet mit einem Block von 10 Symbolen und einer Abtastung in der Mitte der Symbole. Um wieviel Prozent dürfen die Taktgeber von Sender und Empfänger maximal abweichen, damit die Bits sicher erkannt werden?

Leitungscodes

1. Wozu dienen Leitungscodes?
2. Stellen Sie die Folge 0110 1000 0100 0000 0000 mit einem AMI-, Manchester-, differentiellen Manchester-, MMS43- und 2B1Q-Code dar!
3. Welche Vorteile bietet der differentielle Manchester-Code?

Funkübertragung

Zusammenhänge:

• Friis-Formel für den Pfadverlust bei Freiraumausbreitung: Pr = Pt•Gt•Gr ( λ / (4πd) )² (G - Antennengewinn für Transmitter und Receiver, λ - Wellenlänge)
• Umwandlung in Dezibels: Pr = Pt + Gt + Gr - Lf mit Lf = 20•log(4πd / λ) (Lf - Freiraumdämpfung)
• Angabe von Lf als Zahlenwertgleichung: Lf = 92,4 dB + 20 log(f) dB + 20 log(d) dB (mit f der Frequenz in GHz und d der Entfernung in km )

Kommunikationssystem als Kettenschaltung

1. Bestimmen Sie die Empfangsleistung eines gesendeten Signals, wenn die Sendeleistung 1 dBm beträgt, der Antennengewinn der Sende- und Empfangsantenne jeweils 3 dB und die Kanaldämpfung 90 dB.
2. Ist ein korrekter Empfang möglich, wenn die Empfängerempfindlichkeit -85 dBm beträgt?
3. Bestimmen Sie das SNR am Empfängereingang, wenn dort eine Rauschleistung von -100 dBm anliegt.
4. Bestimmen Sie Freiraumdämpfung für 2,4 GHz und 2 km Entfernung!
5. Wie verändert sich die Dämpfung bei einer Verdopplung der Entfernung? Welchen Zusammenhang erkennen Sie?
6. Vergleichen Sie die Dämpfung von einem Kabel mit einer Dämpfung von 0,1 dB/m mit der Funkübertragung bei 2,4 GHz bei einer Entfernung von 100 m und 10km! Woraus resultiert das unterschiedliche Verhalten?

Modulation und Mischung

1. Geben Sie die resutierenden Signalfrequenzen an, wenn die zwei Signale f1= 1 kHz und f2=10 kHz gemischt werden!
2. Ein WLAN-Signal mit 20 MHz Bandbreite soll vom Kanal 1 des ISM-Bandes (2412 MHz Mittenfrequenz) auf die Mittenfrequenz 30 MHz heruntergemischt werden. Mit welcher Oszillatorfrequnz muss das WLAN-Signal gemischt werden?

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Letzte Änderung: 13. January 2026 16:35