Aufgaben:Aufgabe 1.3Z: Schwellenwertoptimierung: Unterschied zwischen den Versionen

Aus LNTwww
Wechseln zu:Navigation, Suche
Zeile 6: Zeile 6:
 
[[Datei:P_ID1268__Dig_Z_1_3.png|right]]
 
[[Datei:P_ID1268__Dig_Z_1_3.png|right]]
 
In dieser Aufgabe wird ein bipolares Binärsystem mit AWGN–Rauschen („Additive White Gaussian Noise”) betrachtet, so dass für die Bitfehlerwahrscheinlichkeit
 
In dieser Aufgabe wird ein bipolares Binärsystem mit AWGN–Rauschen („Additive White Gaussian Noise”) betrachtet, so dass für die Bitfehlerwahrscheinlichkeit
$$p_{\rm B} =  {\rm Q} \left( \frac{s_0}{\sigma_d}\right)= \frac{{1}}{2} \cdot {\rm erfc} \left( \frac{s_0}{\sqrt{2} \cdot \sigma_d}\right) \hspace{0.05cm}$$
+
$$p_{\rm B} =  {\rm Q} \left( \frac{s_0}{\sigma_d}\right)= \frac{1}{2} \cdot {\rm erfc} \left( \frac{s_0}{\sqrt{2} \cdot \sigma_d}\right) \hspace{0.05cm}$$
 
gilt. Hierbei sind folgende Funktionen verwendet:
 
gilt. Hierbei sind folgende Funktionen verwendet:
 
$$\rm Q (\it x)  =  \frac{\rm 1}{\sqrt{\rm 2\pi}}\int_{\it
 
$$\rm Q (\it x)  =  \frac{\rm 1}{\sqrt{\rm 2\pi}}\int_{\it
Zeile 14: Zeile 14:
 
\pi}}\int_{\it x}^{+\infty}\rm e^{\it -u^{\rm 2}}\,d \it u
 
\pi}}\int_{\it x}^{+\infty}\rm e^{\it -u^{\rm 2}}\,d \it u
 
\hspace{0.05cm}.$$
 
\hspace{0.05cm}.$$
 +
Die obige Gleichung gilt für den Schwellenwert <i>E</i> = 0 unabhängig von den Symbolwahrscheinlichkeiten <i>p</i><sub>L</sub> und <i>p</i><sub>H</sub>.
 +
Allerdings kann mit einem anderen Schwellenwert <i>E</i> eine kleinere Fehlerwahrscheinlichkeit erzielt werden, wenn die beiden Auftrittswahrscheinlichkeiten unterschiedlich sind (<i>p</i><sub>L</sub> &ne; <i>p</i><sub>H</sub>)
 +
Die Streuung des Rauschanteils ist stets <i>&sigma;<sub>d</sub></i> = 0.5 V, die beiden Amplituden des Detektionsnutzanteils sind mit &plusmn;1 V fest vorgegeben. Zu untersuchen sind folgende Symbolwahrscheinlichkeiten:
 +
*<i>p</i><sub>L</sub> = 0.88 und <i>p</i><sub>H</sub> = 0.12,
 +
*<i>p</i><sub>L</sub> = 0.31 und <i>p</i><sub>H</sub> = 0.69.
 +
In der Grafik ist dieser letzte Parametersatz und der Schwellenwert <i>E</i> = 0.1 &middot; <i>s</i><sub>0</sub> dargestellt.
 +
 +
<b>Hinweis:</b> Die Aufgabe bezieht sich auf das [[ Kapitel1.2.]] Für die Ableitung der Q–Funktion gilt:
 +
$$\frac{{\rm d\hspace{0.05cm}Q} (\it x)} {{\rm d}\hspace{0.05cm}x} = \frac{\rm 1}{\sqrt{\rm 2\pi}}
 +
\cdot \rm e^{\it -x^{\rm 2}/\rm 2} \hspace{0.05cm}.$$
 +
Die Werte der Funktion Q(x) können Sie mit folgendem Interaktionsmodul bestimmen:
 +
 +
[[Komplementäre Gaußsche Fehlerfunktionen]]
  
 
===Fragebogen===
 
===Fragebogen===

Version vom 24. Oktober 2017, 19:30 Uhr


P ID1268 Dig Z 1 3.png

In dieser Aufgabe wird ein bipolares Binärsystem mit AWGN–Rauschen („Additive White Gaussian Noise”) betrachtet, so dass für die Bitfehlerwahrscheinlichkeit $$p_{\rm B} = {\rm Q} \left( \frac{s_0}{\sigma_d}\right)= \frac{1}{2} \cdot {\rm erfc} \left( \frac{s_0}{\sqrt{2} \cdot \sigma_d}\right) \hspace{0.05cm}$$ gilt. Hierbei sind folgende Funktionen verwendet: $$\rm Q (\it x) = \frac{\rm 1}{\sqrt{\rm 2\pi}}\int_{\it x}^{+\infty}\rm e^{\it -u^{\rm 2}/\rm 2}\,d \it u \hspace{0.05cm},$$ $${\rm erfc} (\it x) = \frac{\rm 2}{\sqrt{\rm \pi}}\int_{\it x}^{+\infty}\rm e^{\it -u^{\rm 2}}\,d \it u \hspace{0.05cm}.$$ Die obige Gleichung gilt für den Schwellenwert E = 0 unabhängig von den Symbolwahrscheinlichkeiten pL und pH. Allerdings kann mit einem anderen Schwellenwert E eine kleinere Fehlerwahrscheinlichkeit erzielt werden, wenn die beiden Auftrittswahrscheinlichkeiten unterschiedlich sind (pLpH) Die Streuung des Rauschanteils ist stets σd = 0.5 V, die beiden Amplituden des Detektionsnutzanteils sind mit ±1 V fest vorgegeben. Zu untersuchen sind folgende Symbolwahrscheinlichkeiten:

  • pL = 0.88 und pH = 0.12,
  • pL = 0.31 und pH = 0.69.

In der Grafik ist dieser letzte Parametersatz und der Schwellenwert E = 0.1 · s0 dargestellt.

Hinweis: Die Aufgabe bezieht sich auf das Kapitel1.2. Für die Ableitung der Q–Funktion gilt: $$\frac{{\rm d\hspace{0.05cm}Q} (\it x)} {{\rm d}\hspace{0.05cm}x} = \frac{\rm 1}{\sqrt{\rm 2\pi}} \cdot \rm e^{\it -x^{\rm 2}/\rm 2} \hspace{0.05cm}.$$ Die Werte der Funktion Q(x) können Sie mit folgendem Interaktionsmodul bestimmen:

Komplementäre Gaußsche Fehlerfunktionen

Fragebogen

1

Multiple-Choice Frage

Falsch
Richtig

2

Input-Box Frage

$\alpha$ =


Musterlösung

(1)  (2)  (3)  (4)  (5)  (6)