Aufgaben:Aufgabe 3.2: GSM–Datenraten: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 14. November 2017, 17:44 Uhr

In dieser Aufgabe betrachtet wird die Datenübertragung bei GSM. Da dieses System jedoch vorwiegend für die Sprachübertragung spezifiziert wurde, benutzen wir bei den folgenden Rechnungen meist die Dauer $T_{\rm R} = 20 \ \rm ms$ eines Sprachrahmens als zeitliche Bezugsgröße. Die Eingangsdatenrate beträgt $R_{1} = 9.6 \ \rm kbit/s$. Die Anzahl der Eingangsbit in jedem $T_{\rm R}$–Rahmen sei $N_{10}$. Alle in der Grafik mit „???” beschrifteten Kenngrößen sollen in der Aufgabe berechnet werden.

Als erste Blöcke erkennt man in der Übertragungskette:

den äußeren Coder (Blockcode inklusive 4 Tailbits) mit $N_{2} = 244 \ \rm Bit$ pro Zeitrahmen ($T_{\rm R} = 20 \ \rm ms$) $\Rightarrow$ die Rate $R_{2}$ ist zu ermitteln,
den Faltungscoder mit der Coderate $1/2$, und anschließender Punktierung (Verzicht auf $N_{\rm P} \ \rm Bit$) $\Rightarrow$ Rate $R_{3} = 22.8 \ \rm kbit/s$,
nterleaving und Verschlüsselung, beides ratenneutral. Am Ausgang dieses Blockes tritt die Rate $R_4$ auf.

Die weitere Signalverarbeitung sieht prinzipiell wie folgt aus:

Jeweils $114$ (codierte, verwürfelte, verschlüsselte) Datenbits werden zusammen mit $34$ Kontrollbits (für Trainingsfolge, Tailbits, Guard Period) und einer Pause (Dauer: $8.25 \ \rm Bit$) zu einem sog. $Normal \ Burst$ zusammengefasst. Die Rate am Ausgang wird mit $R_{5}$ bezeichnet.
Zusätzlich werden weitere Bursts (Frequency Correction Burst, Synchronisation Burst, Dummy Burst, Access Bursts) zur Signalisierung hinzugefügt. Die Rate nach diesem Block ist $R_{6}$.
Schließlich folgt noch die TDMA–Multiplexeinrichtung, so dass die Gesamtbruttodatenrate des GSM gleich $R_{\rm ges} = R_{7}$ beträgt.

Als bekannt vorausgesetzt wird die Gesamtbruttodatenrate $R_{\rm ges} = 270.833 \ \rm kbit/s$ (bei $8$ Nutzern).

Hinweis:

Die Aufgabe gehört zu Gemeinsamkeiten von GSM und UMTS. Obige Grafik fasst die vorliegende Beschreibung zusammen und definiert die verwendeten Datenraten. Alle Raten sind in „$ \rm kbit/s$” angegeben.

$N_{1}, N_{2}, N_{3}$ und $N_{4}$ bezeichnen die jeweilige Bitanzahl an den entsprechenden Punkten des obigen Blockschaltbildes innerhalb eines Zeitrahmens der Dauer $T_{\rm R} = 20 \ \rm ms$ an.
$n_{\rm ges} = 156.25$ ist die Bitanzahl nach Burst–Bildung, bezogen auf die Dauer $T_{\rm Z}$ eines TDMA–Zeitschlitzes. Davon sind $n_{\rm Info} = 114$ Informationsbits inklusive Kanalcodierung.

Fragebogen

Musterlösung

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

@@ Zeile 4: / Zeile 4: @@
 }}
-[[Datei:|right|]]
+[[Datei:P_ID2215__Mob_A_3_2.png|right|frame|Datenraten bei GSM]]
+In dieser Aufgabe betrachtet wird die Datenübertragung bei GSM. Da dieses System jedoch vorwiegend für die Sprachübertragung spezifiziert wurde, benutzen wir bei den folgenden Rechnungen meist die Dauer $T_{\rm R} = 20 \ \rm ms$ eines Sprachrahmens als zeitliche Bezugsgröße. Die Eingangsdatenrate beträgt $R_{1} = 9.6 \ \rm kbit/s$. Die Anzahl der Eingangsbit in jedem $T_{\rm R}$–Rahmen sei $N_{10}$. Alle in der Grafik mit „???” beschrifteten Kenngrößen sollen in der Aufgabe berechnet werden.
+Als erste Blöcke erkennt man in der Übertragungskette:
+*den äußeren Coder (Blockcode inklusive 4 Tailbits) mit $N_{2} = 244 \ \rm Bit$ pro Zeitrahmen ($T_{\rm R} = 20 \ \rm ms$)  $\Rightarrow$  die Rate $R_{2}$ ist zu ermitteln,
+*den Faltungscoder mit der Coderate $1/2$, und anschließender Punktierung (Verzicht auf $N_{\rm P} \ \rm Bit$)  $\Rightarrow$  Rate $R_{3} = 22.8 \ \rm kbit/s$,
+*nterleaving und Verschlüsselung, beides ratenneutral. Am Ausgang dieses Blockes tritt die Rate $R_4$ auf.
+Die weitere Signalverarbeitung sieht prinzipiell wie folgt aus:
+*Jeweils $114$ (codierte, verwürfelte, verschlüsselte) Datenbits werden zusammen mit $34$ Kontrollbits (für Trainingsfolge, Tailbits, Guard Period) und einer Pause (Dauer: $8.25 \ \rm Bit$) zu einem sog. $Normal \ Burst$ zusammengefasst. Die Rate am Ausgang wird mit $R_{5}$ bezeichnet.
+*Zusätzlich werden weitere Bursts (''Frequency Correction Burst, Synchronisation Burst, Dummy Burst, Access Bursts'') zur Signalisierung hinzugefügt. Die Rate nach diesem Block ist $R_{6}$.
+*Schließlich folgt noch die TDMA–Multiplexeinrichtung, so dass die Gesamtbruttodatenrate des GSM gleich $R_{\rm ges} = R_{7}$ beträgt.
+Als bekannt vorausgesetzt wird die Gesamtbruttodatenrate $R_{\rm ges} = 270.833 \ \rm kbit/s$ (bei $8$ Nutzern).
+''Hinweis:''
+Die Aufgabe gehört zu [[Mobile_Kommunikation/Gemeinsamkeiten_von_GSM_und_UMTS|Gemeinsamkeiten von GSM und
+ UMTS]]. Obige Grafik fasst die vorliegende Beschreibung zusammen und definiert die verwendeten Datenraten. Alle Raten sind in „$ \rm kbit/s$” angegeben.
+*$N_{1}, N_{2}, N_{3}$ und $N_{4}$ bezeichnen die jeweilige Bitanzahl an den entsprechenden Punkten des obigen Blockschaltbildes innerhalb eines Zeitrahmens der Dauer $T_{\rm R} = 20 \ \rm ms$ an.
+*$n_{\rm ges} = 156.25$ ist die Bitanzahl nach Burst–Bildung, bezogen auf die Dauer $T_{\rm Z}$ eines TDMA–Zeitschlitzes. Davon sind $n_{\rm Info} = 114$ Informationsbits inklusive Kanalcodierung.
 ===Fragebogen===

	Falsch
	Richtig