Aufgabe 2.4: Dualcodierung und Graycodierung

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Quaternärsignale mit Dual- und Graycodierung

Die beiden dargestellten Signale $s_{1}(t)$ und $s_{2}(t)$ sind zwei unterschiedliche Realisierungen eines redundanzfreien quaternären Sendesignals, die beide vom blau gezeichneten Quellensignal $q(t)$ abgeleitet wurden. Bei einem der Sendesignale wurde der sog. $\color{red} {\rm Dualcode}$ mit der Zuordnung

$$\mathbf{LL}\hspace{0.1cm}\Leftrightarrow \hspace{0.1cm} -s_0, \hspace{0.15cm} \mathbf{LH}\hspace{0.1cm}\Leftrightarrow \hspace{0.1cm} -s_0/3,$$

$$\mathbf{HL}\hspace{0.1cm}\Leftrightarrow \hspace{0.1cm} +s_0/3, \hspace{0.15cm} \mathbf{HH}\hspace{0.1cm}\Leftrightarrow \hspace{0.1cm} +s_0$$

verwendet, beim anderen eine bestimmte Form eines $\color{red} {\rm Graycodes}$. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Binärdarstellung benachbarter Amplitudenwerte immer nur in einem einzigen Bit unterscheiden.

Bei der Lösung der Aufgabe soll von folgenden Voraussetzungen ausgegangen werden:

• Die Amplitudenstufen liegen bei $±3\ \rm V$ und $±1 \ \rm V$. Die Entscheiderschwellen liegen in der Mitte zwischen zwei benachbarten Amplitudenwerten, also bei $–2\ \rm V$, $0\ \rm V$ und $+2\ \rm V$.
• Der Rauscheffektivwert ist $\sigma_{d}$. Dieser ist so zu wählen, dass die Verfälschungswahrscheinlichkeit vom äußeren Symbol $(+s_0)$ zum nächstgelegenen Symbol $(+s_{0}/3)$ genau $p = 1\%$ beträgt.
• Verfälschungen zu nicht benachbarten Symbolen können ausgeschlossen werden; bei Gaußschen Störungen ist diese Vereinfachung in der Praxis stets erlaubt.
• Man unterscheidet grundsätzlich zwischen der $\color{red} {\rm Symbolfehlerwahrscheinlichkeit} \ p_{\rm S}$ (bezogen auf das Quaternärsignal) und der $\color{red} {\rm Bitfehlerwahrscheinlichkeit} \ p_{B}$ (bezogen auf das Quellensignal).

Hinweis:

Die Aufgabe gehört zum Themengebiet von Redundanzfreie Codierung. Zur numerischen Auswertung der Q–Funktion können Sie das folgende Interaktionsmodul benutzen:

Komplementäre Gaußsche Fehlerfunktionen

Fragebogen

1

Welchem Amplitudenkoeffizienten $a_{ \mu}$ entsprechen beim Graycode die binären Folgen „LHH” bzw. „HLL”? Bitte Index $\mu$ eingeben $(1 < \mu < 8)$.

$\rm {LHH}: \mu \ = \ $

$\rm {HLL}: \mu \ = \ $

2

Berechnen Sie die Symbolfehlerwahrscheinlichkei

$p_{\rm S} \ = \ $ $\ \%$

3

Berechnen Sie die Bitfehlerwahrscheinlichkeit für den Graycode.

$p_{\rm B} \ = \ $ $\ \%$

4

Berechnen Sie die Bitfehlerwahrscheinlichkeit für den „Zufallscode”.

$p_{\rm B} \ = \ $ $\ \%$

Musterlösung

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