Aufgabe 2.5: DSL–Fehlersicherungsmaßnahmen: Unterschied zwischen den Versionen
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*Bitfehler aufgrund von Impuls– und Nebensprechstörungen auf der (Zweidraht–)Leitung, | *Bitfehler aufgrund von Impuls– und Nebensprechstörungen auf der (Zweidraht–)Leitung, | ||
*Abschneiden von Signalspitzen aufgrund mangelnder Dynamik der Sendeverstärker (''Clipping''). | *Abschneiden von Signalspitzen aufgrund mangelnder Dynamik der Sendeverstärker (''Clipping''). | ||
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| − | + Der ''Interleaved–Path'' hat größere Latenzzeiten. | + | + Der ''Interleaved–Path'' hat größere Latenzzeiten. |
| − | - Der ''Fast–Path'' ist anfälliger | + | - Der ''Fast–Path'' ist anfälliger gegenüber AWGN–Rauschen. |
| − | + Der ''Fast–Path'' ist anfälliger | + | + Der ''Fast–Path'' ist anfälliger gegenüber Bündelfehlern. |
| − | {Welche Aufgaben haben ''Cyclic Redundancy Check'' (CRC) & ''Scrambler''? | + | {Welche Aufgaben haben der ''Cyclic Redundancy Check'' (CRC) und der ''Scrambler''? |
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| − | + CRC bildet aus Datenblöcken einen Prüfwert mit $8 | + | + CRC bildet aus Datenblöcken einen Prüfwert mit $8$ Bit. |
| − | - Die Redundanz von CRC ist sehr hoch. | + | - Die Redundanz von des CRC ist sehr hoch. |
| − | + Der Scrambler soll lange | + | + Der Scrambler soll lange Null–Folgen und Eins–Folgen vermeiden. |
| − | + CRC | + | + CRC und (De–)Scrambler werden mit Schieberegistern realisiert. |
| − | {Welche Aussagen sind bezüglich Vorwärtsfehlerkorrektur zutreffend? | + | {Welche Aussagen sind bezüglich der Vorwärtsfehlerkorrektur zutreffend? |
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- DSL/DMT verwendet eine Faltungscodierung. | - DSL/DMT verwendet eine Faltungscodierung. | ||
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+ Die Codierung geschieht auf Byte–Ebene. | + Die Codierung geschieht auf Byte–Ebene. | ||
- Es handelt sich um eine symbolweise Codierung. | - Es handelt sich um eine symbolweise Codierung. | ||
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| − | {Welche Aufgaben erfüllen ''Interleaving'' und ''De–Interleaving''? | + | {Welche Aufgaben erfüllen ''Interleaving'' und ''De–Interleaving''? |
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+ Verbesserte Korrekturmöglichkeiten für „Reed–Solomon”. | + Verbesserte Korrekturmöglichkeiten für „Reed–Solomon”. | ||
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| − | {Welche Aufgaben haben die Blöcke ''„Tone Ordering”'' und ''„Gain Scaling”''? | + | {Welche Aufgaben haben die Blöcke ''„Tone Ordering”'' und ''„Gain Scaling”''? |
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+ Vermessung der Kanalcharakteristik der einzelnen Subkanäle. | + Vermessung der Kanalcharakteristik der einzelnen Subkanäle. | ||
+ Zuweisung der einzelnen QAM–Signale auf Subkanäle. | + Zuweisung der einzelnen QAM–Signale auf Subkanäle. | ||
| − | + Durch | + | + Durch ''Tone Ordering'' kann man die Bitfehlerrate weiter senken. |
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===Musterlösung=== | ===Musterlösung=== | ||
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| − | '''(1)''' Richtig sind <u> | + | '''(1)''' Richtig sind die <u>Aussagen 1 und 3</u>: |
| + | *Aufgrund des fehlenden Interleavers im ''Fast–Path'' ist dieser Pfad weniger gegenüber Bündelfehler geschützt. | ||
| + | *Bei AWGN–Rauschen ist dagegen durch einen Interleaver keine Verringerung der Bitfehlerrate möglich. | ||
| + | *Der Nachteil eines Interleavers sind die großen Wartezeiten (''Latency''), da damit die Eingangsbits über einen großen Zeitbereich verteilt werden, um nach dem in gleicher Weise aufgebauten De–Interleaver aus Bündelfehlern Einzelfehler zu machen, die dann durch die Vorwärtsfehlerkorrektur (''Forward Error Correction'', FEC) entfernt werden können. | ||
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| + | *Sowohl das [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Cyclic_Redundancy_Check|CRC–Verfahren]] (''Cyclic Redundancy Check'') als auch [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Scrambler_und_De.E2.80.93Scrambler|Scrambler/De–Scrambler]] werden mit Schieberegistern der Länge $8$ bzw. $23$ realisiert. | ||
| + | *Der ''Scrambler'' ist redundanzfrei (das heißt, er hat genau so viele Ausgangsbits wie Eingangsbits) und ist nach kurzer Einlaufzeit selbstsynchronisierend. | ||
| + | *Die Redundanz von CRC ist sehr gering. Es handelt sich dabei nicht um eine Fehlerkorrektur im eigentlichen Sinn, sondern um die Kontrolle besonders wichtiger Daten, zum Beispiel solcher zur Rahmensynchronisierung. | ||
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| + | *Im $\rm LNTwww$–Buch [[Kanalcodierung]] finden Sie ein ausführliches Kapitel zu den[[Kanalcodierung/Definition_und_Eigenschaften_von_Reed–Solomon–Codes| Reed–Solomon–Codes]]. | ||
| + | *Es handelt sich dabei um Blockcodes auf Byte–Ebene, also nicht um eine symbolweise Codierung. | ||
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| − | '''( | + | '''(4)''' Richtig sind die <u>Aussagen 1 und 2</u> im Gegensatz zu den beiden letzten: |
| + | *Das [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Interleaving_und_De.E2.80.93Interleaving|Interleaving]] ist redundanzfrei und führt zu großen Latenzzeiten und Verzögerungen, so dass bei Echtzeitanwendungen darauf verzichtet werden sollte. | ||
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| − | '''(5)''' <u>Alle | + | '''(5)''' <u>Alle genannten Aussagen</u> sind richtig, wie auf der Seite [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|Gain Scaling und Tone Ordering]] im Detail nachgelesen werden kann. |
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| − | [[Category:Aufgaben zu Beispiele von Nachrichtensystemen|^2.4 Verfahren zur Senkung | + | [[Category:Aufgaben zu Beispiele von Nachrichtensystemen|^2.4 Verfahren zur BER–Senkung bei DSL |
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Aktuelle Version vom 5. August 2019, 14:51 Uhr
$\rm ADSL$–Fehlerschutz
Um die Bitfehlerrate der $\rm xDSL$–Systeme entscheidend zu senken, wurden in den Spezifikationen verschiedene Sicherungsverfahren vorgeschlagen, um den zwei häufigsten Fehlerursachen entgegen zu wirken:
- Bitfehler aufgrund von Impuls– und Nebensprechstörungen auf der (Zweidraht–)Leitung,
- Abschneiden von Signalspitzen aufgrund mangelnder Dynamik der Sendeverstärker (Clipping).
Die Grafik zeigt die Fehlerschutzmaßnahmen bei $\rm ADSL/DMT$. Diese sind in zwei verschiedenen Pfaden realisiert:
- Beim Fast–Path setzt man auf geringere Wartezeiten.
- Beim Interleaved–Path wird eine niedrigere Bitfehlerrate erwartet.
Die Zuordnung der Bits zu diesen Pfaden übernimmt dabei ein Multiplexer $\rm (MUX)$ mit Synchronisationskontrolle.
Hinweis:
- Die Aufgabe gehört zu Kapitel Verfahren zur Senkung der Bitfehlerrate bei DSL.
Fragebogen
Musterlösung
(1) Richtig sind die Aussagen 1 und 3:
- Aufgrund des fehlenden Interleavers im Fast–Path ist dieser Pfad weniger gegenüber Bündelfehler geschützt.
- Bei AWGN–Rauschen ist dagegen durch einen Interleaver keine Verringerung der Bitfehlerrate möglich.
- Der Nachteil eines Interleavers sind die großen Wartezeiten (Latency), da damit die Eingangsbits über einen großen Zeitbereich verteilt werden, um nach dem in gleicher Weise aufgebauten De–Interleaver aus Bündelfehlern Einzelfehler zu machen, die dann durch die Vorwärtsfehlerkorrektur (Forward Error Correction, FEC) entfernt werden können.
(2) Richtig sind die Aussagen 1, 3 und 4:
- Sowohl das CRC–Verfahren (Cyclic Redundancy Check) als auch Scrambler/De–Scrambler werden mit Schieberegistern der Länge $8$ bzw. $23$ realisiert.
- Der Scrambler ist redundanzfrei (das heißt, er hat genau so viele Ausgangsbits wie Eingangsbits) und ist nach kurzer Einlaufzeit selbstsynchronisierend.
- Die Redundanz von CRC ist sehr gering. Es handelt sich dabei nicht um eine Fehlerkorrektur im eigentlichen Sinn, sondern um die Kontrolle besonders wichtiger Daten, zum Beispiel solcher zur Rahmensynchronisierung.
(3) Richtig sind die Aussagen 2 und 3:
- Im $\rm LNTwww$–Buch Kanalcodierung finden Sie ein ausführliches Kapitel zu den Reed–Solomon–Codes.
- Es handelt sich dabei um Blockcodes auf Byte–Ebene, also nicht um eine symbolweise Codierung.
(4) Richtig sind die Aussagen 1 und 2 im Gegensatz zu den beiden letzten:
- Das Interleaving ist redundanzfrei und führt zu großen Latenzzeiten und Verzögerungen, so dass bei Echtzeitanwendungen darauf verzichtet werden sollte.
(5) Alle genannten Aussagen sind richtig, wie auf der Seite Gain Scaling und Tone Ordering im Detail nachgelesen werden kann.
