Aufgaben:Aufgabe 2.1Z: Zur äquivalenten Bitrate: Unterschied zwischen den Versionen
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| − | Die obere Darstellung zeigt das Quellensignal $q(t)$ einer redundanzfreien Binärquelle mit Bitdauer $T_{q}$ und Bitrate $R_{q}$. Die beiden Signalparameter $T_{q}$ und $R_{q}$ können der Skizze entnommen werden. | + | Die obere Darstellung zeigt das Quellensignal $q(t)$ einer redundanzfreien Binärquelle mit Bitdauer $T_{q}$ und Bitrate $R_{q}$. Die beiden Signalparameter $T_{q}$ und $R_{q}$ können der Skizze entnommen werden. |
| − | Dieses Binärsignal wird symbolweise codiert und ergibt das unten gezeichnete Codersignal $c(t)$. Alle möglichen Codesymbole kommen in dem dargestellten Signalausschnitt der Dauer $6 \ \rm | + | *Dieses Binärsignal wird symbolweise codiert und ergibt das unten gezeichnete Codersignal $c(t)$. |
| − | Mit der Stufenzahl $M_{c}$ und der Symboldauer $T_{c}$ kann man die äquivalente Bitrate | + | *Alle möglichen Codesymbole kommen in dem dargestellten Signalausschnitt der Dauer $6 \ \rm µ s$ vor. |
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:$$R_c = \frac{{\rm log_2} (M_c)}{T_c} \hspace{0.05cm}.$$ | :$$R_c = \frac{{\rm log_2} (M_c)}{T_c} \hspace{0.05cm}.$$ | ||
Daraus erhält man die relative Redundanz des Codes, wenn man wie hier davon ausgeht, dass die Quelle selbst redundanzfrei ist: | Daraus erhält man die relative Redundanz des Codes, wenn man wie hier davon ausgeht, dass die Quelle selbst redundanzfrei ist: | ||
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| − | *Die Aufgabe gehört zum Kapitel [[Digitalsignalübertragung/Grundlagen_der_codierten_Übertragung|Grundlagen der codierten Übertragung]]. | + | *Die Aufgabe gehört zum Kapitel [[Digitalsignalübertragung/Grundlagen_der_codierten_Übertragung|Grundlagen der codierten Übertragung]]. |
*Bei dem hier betrachteten Übertragungscode handelt es sich um den Bipolarcode zweiter Ordnung, was jedoch für die Lösung dieser Aufgabe nicht von Bedeutung ist. | *Bei dem hier betrachteten Übertragungscode handelt es sich um den Bipolarcode zweiter Ordnung, was jedoch für die Lösung dieser Aufgabe nicht von Bedeutung ist. | ||
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$R_{c} \ = \ $ { 3.17 3% } $\ \rm Mbit/s $ | $R_{c} \ = \ $ { 3.17 3% } $\ \rm Mbit/s $ | ||
Version vom 11. Februar 2019, 12:43 Uhr
Quellensignal (oben) und Codersignal (unten)
Die obere Darstellung zeigt das Quellensignal $q(t)$ einer redundanzfreien Binärquelle mit Bitdauer $T_{q}$ und Bitrate $R_{q}$. Die beiden Signalparameter $T_{q}$ und $R_{q}$ können der Skizze entnommen werden.
- Dieses Binärsignal wird symbolweise codiert und ergibt das unten gezeichnete Codersignal $c(t)$.
- Alle möglichen Codesymbole kommen in dem dargestellten Signalausschnitt der Dauer $6 \ \rm µ s$ vor.
- Mit der Stufenzahl $M_{c}$ und der Symboldauer $T_{c}$ kann man die äquivalente Bitrate des Codersignals angeben:
- $$R_c = \frac{{\rm log_2} (M_c)}{T_c} \hspace{0.05cm}.$$
Daraus erhält man die relative Redundanz des Codes, wenn man wie hier davon ausgeht, dass die Quelle selbst redundanzfrei ist:
- $$r_c = \frac{R_c - R_q}{R_c}\hspace{0.05cm}.$$
Hinweise:
- Die Aufgabe gehört zum Kapitel Grundlagen der codierten Übertragung.
- Bei dem hier betrachteten Übertragungscode handelt es sich um den Bipolarcode zweiter Ordnung, was jedoch für die Lösung dieser Aufgabe nicht von Bedeutung ist.
Fragebogen
Musterlösung
(1) Die Bitdauer $T_{q} = \underline{0.5\ \mu s}$ kann der Grafik entnommen werden. Da die Quelle binär und redundanzfrei ist, gilt für die Bitrate der Quelle: $R_{q}= 1/T_{q}\ \underline{= 2\ \rm Mbit/s}$.
(2) Bei symbolweiser Codierung gilt stets $T_{c} = T_{q}$. Im vorliegenden Beispiel ist somit auch $T_{c}\ \underline{ = 0.5\ \rm \mu s}$. Die Stufenzahl $M_{c}\ \underline{ = 3}$ kann aus der unteren Skizze abgelesen werden.
(3) Die Symbolrate des Codersignals beträgt $2 \cdot 10^{6}$ Ternärsymbole pro Sekunde. Für die äquivalente Bitrate gilt dagegen:
- $$R_c = \frac{{\rm log_2} (M_c)}{T_c} = \frac{{\rm log_2}(3)}{0.5\,\,{\rm \mu s}} = \frac{{\rm lg} (3)}{{\rm lg} (2) \cdot 0.5\,\,{\rm \mu s}}= \frac{1.585\,\,{\rm (bit)}}{0.5\,\,{\rm \mu s}}\hspace{0.15cm} \underline {\approx 3.17\,\,{\rm Mbit/s}} \hspace{0.05cm}.$$
(4) Für die relative Coderedundanz gilt bei redundanzfreier Quelle allgemein:
- $$ r_c = \frac{R_c - R_q}{R_c} = 1- \frac{R_q}{R_c}= 1- \frac{T_c}{T_q \cdot {\rm log_2} (M_c)}\hspace{0.05cm}.$$
Beim hier betrachteten Biploarcodes 2. Ordnung mit den Parametern $T_{c} = T_{q}$ und $M_{c} = 3$ gilt weiter:
- $$r_c = 1- \frac{1}{{\rm log_2} (3)}\hspace{0.15cm}\underline {\approx 36.9 \% }\hspace{0.05cm}.$$
