Aufgabe 2.5: DSL–Fehlersicherungsmaßnahmen - Versionsgeschichte

Guenter am 5. August 2019 um 13:51 Uhr

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Wael: /* Musterlösung */

2017-12-18T17:05:14Z

Musterlösung

Wael: /* Musterlösung */

2017-12-18T17:04:35Z

Musterlösung

Wael am 18. Dezember 2017 um 16:49 Uhr

2017-12-18T16:49:57Z

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 {{ML-Kopf}}
 '''(1)'''&nbsp; Richtig sind die <u>Aussagen 1 und 3</u>:
-*Aufgrund des fehlenden Interleavers im ''Fast–Path'' ist dieser Pfad weniger gegenüber Bündelfehlern geschützt.
+*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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 *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 $\rm LNTwww$&ndash;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.
 '''(4)'''&nbsp; 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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 }}
-[[Datei:P_ID1977__Bei_A_2_5.png|right|frame|Fehlerschutz bei ADSL]]
+[[Datei:P_ID1977__Bei_A_2_5.png|right|frame|$\rm ADSL$&ndash;Fehlerschutz]]
-Um die Bitfehlerrate der xDSL–Systeme entscheidend zu senken, wurden in den Spezifikationen verschiedene Sicherungsverfahren vorgeschlagen, um den zwei häufigsten Fehlerursachen entgegen zu wirken:
+Um die Bitfehlerrate der&nbsp; $\rm xDSL$–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 ADSL/DMT. Diese sind in zwei verschiedenen Pfaden realisiert:
+Die Grafik zeigt die Fehlerschutzmaßnahmen bei&nbsp; $\rm ADSL/DMT$. Diese sind in zwei verschiedenen Pfaden realisiert:
-*Beim ''Fast–Path'' setzt man auf geringe Wartezeiten.
+*Beim&nbsp; ''Fast–Path''&nbsp; setzt man auf geringere Wartezeiten.
-*Beim ''Interleaved–Path'' wird eine niedrige Bitfehlerrate erwartet.
+*Beim&nbsp; ''Interleaved–Path''&nbsp; wird eine niedrigere Bitfehlerrate erwartet.
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 Hinweis:
-*Die Aufgabe gehört zu Kapitel [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL|Verfahren zur Senkung der Bitfehlerrate bei DSL]].
+*Die Aufgabe gehört zu Kapitel&nbsp; [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL|Verfahren zur Senkung der Bitfehlerrate bei DSL]].
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 {Welche Aussagen sind für die beiden Pfade zutreffend?
 |type="[]"}
-+ Der ''Interleaved–Path'' hat größere Latenzzeiten.
++ Der&nbsp; ''Interleaved–Path''&nbsp; hat größere Latenzzeiten.
-- Der ''Fast–Path'' ist anfälliger gegenüber AWGN–Rauschen.
+- Der&nbsp; ''Fast–Path''&nbsp; ist anfälliger gegenüber AWGN–Rauschen.
-+ Der ''Fast–Path'' ist anfälliger gegenüber Bündelfehlern.
++ Der&nbsp; ''Fast–Path''&nbsp; ist anfälliger gegenüber Bündelfehlern.
-{Welche Aufgaben haben der ''Cyclic Redundancy Check'' (CRC) und der ''Scrambler''?
+{Welche Aufgaben haben der&nbsp; ''Cyclic Redundancy Check''&nbsp; (CRC) und der&nbsp; ''Scrambler''?
 |type="[]"}
-+ CRC bildet aus Datenblöcken einen Prüfwert mit 8 Bit.
++ CRC bildet aus Datenblöcken einen Prüfwert mit $8$ Bit.
 - Die Redundanz von des CRC ist sehr hoch.
 + Der Scrambler soll lange Null–Folgen und Eins–Folgen vermeiden.
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 - Es handelt sich um eine symbolweise Codierung.
-{Welche Aufgaben erfüllen ''Interleaving'' und ''De–Interleaving''?
+{Welche Aufgaben erfüllen&nbsp; ''Interleaving''&nbsp; und&nbsp; ''De–Interleaving''?
 |type="[]"}
 + Verbesserte Korrekturmöglichkeiten für „Reed–Solomon”.
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-{Welche Aufgaben haben die Blöcke ''„Tone Ordering”'' und ''„Gain Scaling”''?
+{Welche Aufgaben haben die Blöcke&nbsp; ''„Tone Ordering”''&nbsp; und ''„Gain Scaling”''?
 |type="[]"}
 + Vermessung der Kanalcharakteristik der einzelnen Subkanäle.
 + Zuweisung der einzelnen QAM–Signale auf Subkanäle.
-+ Durch ''Tone Ordering'' kann man die Bitfehlerrate weiter senken.
++ Durch&nbsp; ''Tone Ordering''&nbsp; kann man die Bitfehlerrate weiter senken.

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 + Die Codierung geschieht auf Byte–Ebene.
 - Es handelt sich um eine symbolweise Codierung.
 {Welche Aufgaben erfüllen ''Interleaving'' und ''De–Interleaving''?
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-'''(3)'''&nbsp; Richtig sind die <u> Aussagen 2, 3 und 5</u>:
+'''(3)'''&nbsp; Richtig sind die <u> Aussagen 2 und 3</u>:
-*Im $\rm LNTwww$&ndash;Buch [[Kanalcodierung]] finden Sie ausführliche Kapitel über [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|Trellis–codierte Modulation]] (TCM) und zu den Reed–Solomon–Codes.
+*Im $\rm LNTwww$&ndash;Buch [[Kanalcodierung]] finden Sie ein ausführliches Kapitel zu den[[Kanalcodierung/Definition_und_Eigenschaften_von_Reed–Solomon–Codes| Reed–Solomon–Codes]].
-*Bei Letzteren handelt es sich um Blockcodes – also keine symbolweise Codierung – auf Byte–Ebene.
+*Es handelt sich dabei um Blockcodes  auf Byte–Ebene, also nicht um eine symbolweise Codierung.

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 ===Musterlösung===
 {{ML-Kopf}}
-'''(1)'''&nbsp; Richtig sind <u>die Aussagen 1 und 3</u>. Aufgrund des fehlenden Interleavers im ''Fast–Path'' ist dieser Pfad weniger gegenüber Bündelfehlern geschützt. Bei AWGN–Rauschen ist dagegen durch einen Interleaver keine Senkung 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.
+'''(1)'''&nbsp; Richtig sind die <u>Aussagen 1 und 3</u>:
-'''(3)'''&nbsp; Richtig sind <u>die Aussagen 2, 3 und 5</u>. Im Fachbuch „Einführung in die Kanalcodierung” finden Sie ausführliche Kapitel über [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|Trellis–codierte Modulation]] (TCM) und zu den Reed–Solomon–Codes. Bei letzteren handelt es sich um Blockcodes – also keine symbolweise Codierung – auf Byte–Ebene.
+'''(2)'''&nbsp; Richtig sind die <u> Aussagen 1, 3 und 4</u>:
-'''(5)'''&nbsp;  <u>Alle hier gemachten 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.
+'''(3)'''&nbsp; Richtig sind die <u> Aussagen 2, 3 und 5</u>:
 {{ML-Fuß}}

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 }}
-[[Datei:P_ID1977__Bei_A_2_5.png|right|frame|Fehlerschutzmaßnahmen bei ADSL]]
+[[Datei:P_ID1977__Bei_A_2_5.png|right|frame|Fehlerschutz bei ADSL]]
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 *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 ADSL/DMT. Diese sind in zwei verschiedenen Pfaden realisiert:
 *Beim ''Fast–Path'' setzt man auf geringe Wartezeiten.
 *Beim ''Interleaved–Path'' wird eine niedrige Bitfehlerrate erwartet.
 Die Zuordnung der Bits zu diesen Pfaden übernimmt dabei ein Multiplexer (MUX) mit Synchronisationskontrolle.
 Hinweis: Die Aufgabe gehört zu Kapitel [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL|Verfahren zur Senkung der Bitfehlerrate bei DSL]].
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 |type="[]"}
 + Der ''Interleaved–Path'' hat größere Latenzzeiten.
-- Der ''Fast–Path'' ist anfälliger gegen AWGN–Rauschen.
+- Der ''Fast–Path'' ist anfälliger gegenüber AWGN–Rauschen.
-+ Der ''Fast–Path'' ist anfälliger gegen Bündelfehler.
++ 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''?
 |type="[]"}
-+ CRC bildet aus Datenblöcken einen Prüfwert mit $8 \ \rm Bit$.
++ 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 Null– Eins–Folgen vermeiden.
++ Der Scrambler soll lange Null–Folgen und Eins–Folgen vermeiden.
-+ CRC & (De–)Scrambler werden mit Schieberegistern realisiert.
++ CRC und (De–)Scrambler werden mit Schieberegistern realisiert.
-{Welche Aussagen sind bezüglich Vorwärtsfehlerkorrektur zutreffend?
+{Welche Aussagen sind bezüglich der Vorwärtsfehlerkorrektur zutreffend?
 |type="[]"}
 - DSL/DMT verwendet eine Faltungscodierung.
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 + Die Codierung geschieht auf Byte–Ebene.
 - Es handelt sich um eine symbolweise Codierung.
-+ Optional wird Trellis–codierte Modulation (TCM) verwendet.
++ Optional wird ''Trellis–codierte Modulation'' (TCM) verwendet.
 {Welche Aufgaben erfüllen ''Interleaving'' und ''De–Interleaving''?
@@ Zeile 63: / Zeile 70: @@
 + Vermessung der Kanalcharakteristik der einzelnen Subkanäle.
 + Zuweisung der einzelnen QAM–Signale auf Subkanäle.
-+ Durch Tone ''Ordering'' kann man die Bitfehlerrate weiter senken.
++ Durch ''Tone Ordering'' kann man die Bitfehlerrate weiter senken.

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(kein Unterschied)

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 '''(1)'''&nbsp; Richtig sind <u>die Aussagen 1 und 3</u>. Aufgrund des fehlenden Interleavers im ''Fast–Path'' ist dieser Pfad weniger gegenüber Bündelfehlern geschützt. Bei AWGN–Rauschen ist dagegen durch einen Interleaver keine Senkung 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)'''&nbsp; Richtig sind <u>die Aussagen 1, 3 und 4</u>. 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.
+'''(2)'''&nbsp; Richtig sind <u>die Aussagen 1, 3 und 4</u>. 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.
 '''(3)'''&nbsp; Richtig sind <u>die Aussagen 2, 3 und 5</u>. Im Fachbuch „Einführung in die Kanalcodierung” finden Sie ausführliche Kapitel über [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|Trellis–codierte Modulation]] (TCM) und zu den Reed–Solomon–Codes. Bei letzteren handelt es sich um Blockcodes – also keine symbolweise Codierung – auf Byte–Ebene.