Vorlesungsskript Kanalcodierung II - Universität Bremen
Vorlesungsskript Kanalcodierung II - Universität Bremen Vorlesungsskript Kanalcodierung II - Universität Bremen
Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker Kühn, Dr.-Ing. Dirk Wübben Universität Bremen Fachbereich 1, ANT – 32-QAM TCM (rotationsinvariant, von Wei) – 14,4 kbit/s bzw. 3,6 kbaud – Fractional Spacing Equalizer, digitaler T-Entzerrer, Überabtastung V.33: V.34: V.34: – 128-QAM TCM – 14,4 kbit/s bzw. 2,4 kbaud – 64-QAM TCM – 12 kbit/s bzw. 2,4 kbaud – 960-QAM TCM – adaptive Anpassung an den Kanal (Ausmessen des Kanals erforderlich) – Coderaten R c = 2/3 (16 Zustände), R c = 3/4 (32 Zustände), R c = 4/5 (64 Zustände) – B = 3,2 kHz – 2,4 kbit/s ... 28,8 kbit/s – 960-QAM TCM – adaptive Anpassung an den Kanal (Ausmessen des Kanals erforderlich) – Coderaten R c = 2/3 (16 Zustände), R c = 3/4 (32 Zustände), R c = 4/5 (64 Zustände) – B = 3,2 kHz – 2,4 kbit/s ... 28,8 kbit/s Ein wichtiger Aspekt der Modem-Technik ist die Entzerrung des Telefonkanals. Schon in den 80er Jahren, als noch uncodiert übertragen wurde, konnte die Datenrate aufgrund besserer Entzerrungsverfahren deutlich verbessert werden. Nach den analogen Entzerrern wurden vorwiegend digitale T-Entzerrer eingesetzt, da die optimale MLSE-Lösung viel zu aufwendig war. Entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer eignen sich ebenfalls nicht, weil einerseits die Rückkopplung der detektierten Werte ohne Einbeziehung der Kanaldecodierung zu viele Folgefehler verursachen würde, und andererseits eine Berücksichtigung der Decodierung zu große Verzögerungszeiten mit sich bringt. Eine Alternative stellt die adaptive Vorcodierung nach Tomlinson- Harashima dar, die nach entsprechender Kanalschätzung die Signale sendeseitig so vorverzerrt, dass nach der Übertragung nur noch geringe Kanaleinflüsse auftreten. 2.9. TCM IN DER MODEMTECHNIK 78
Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker Kühn, Dr.-Ing. Dirk Wübben Universität Bremen Fachbereich 1, ANT Kapitel 3 Verfahren zur adaptiven Fehlerkontrolle 3.1 Einführung Bisher: FEC-Codierung (Forward Error Correction) • Konstruktion möglichst leistungsfähiger Codes zur Fehlerkorrektur • Durch feste Coderate R c ist auch die Übertragungsrate konstant −→ Durchsatz ist unabhängig vom Übertragungskanal! • Es ist kein Rückkanal erforderlich • Nachteile: – Bei ’guten’ Übertragungsbedingungen wird zuviel Redundanz hinzugefügt −→ geringe Bandbreiteneffizienz – Bei ’schlechten’ Übertragungsbedingungen reicht Korrekturfähigkeit des FEC-Codes nicht aus −→ es treten nicht-korrigierbare Übertragungsfehler auf −→ Qualität der Übertragung ist abhängig vom Übertragungskanal! Jetzt: ARQ-Verfahren (Automatic Repeat Request) Unter ARQ-Verfahren versteht man Übertragungsprotokolle, die im Fall einer fehlerhaften Übertragung die falsch empfangenen Bereiche einer Nachricht wiederholen, also sozusagen Redundanz zufügen (Wiederholungscode). Da diese Redundanz aber ausschließlich im Fehlerfall eingefügt wird, spricht man von adaptiven Verfahren. Ist der Kanal sehr schlecht, treten häufig Fehler auf und es sind viele Wiederholungen erforderlich (hohe Redundanz). Bei guten Kanälen reichen dagegen sehr wenige Wiederholungen und damit eine geringe Redundanz aus. Die Redundanz paßt sich also den aktuellen Kanalbedingungen an (adaptiv)! ARQ-Verfahren kommen in der Praxis sehr häufig zum Einsatz, und zwar immer dann, wenn sehr hohe Anforderungen an die Übertragungssicherheit, d.h. an die Fehlerrate gestellt werden. Im Zweifelsfall kann so lange wiederholt werden, bis endlich eine fehlerfreie Übertragung zustande gekommen ist. Hierdurch wird deutlich, dass die Nettodatenrate während schlechter Kanalbedingungen drastisch reduziert werden kann (s. auch Abschnitt 3.5). Folgende Bedingungen müssen für ein ARQ-System erfüllt sein: • Es wird eine paketorientierte Übertragung (Burst-Betrieb) vorausgesetzt • Es ist ein Rückkanal erforderlich, über den der Empfänger dem Sender mitteilen kann, dass ein Paket fehlerhaft war 79
- Seite 31 und 32: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 33 und 34: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 35 und 36: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 37 und 38: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 39 und 40: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 41 und 42: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 43 und 44: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 45 und 46: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 47 und 48: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 49 und 50: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 51 und 52: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 53 und 54: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 55 und 56: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 57 und 58: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 59 und 60: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 61 und 62: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 63 und 64: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 65 und 66: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 67 und 68: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 69 und 70: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 71 und 72: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 73 und 74: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 75 und 76: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 77 und 78: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 79 und 80: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 81: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 85 und 86: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 87 und 88: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 89 und 90: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 91 und 92: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 93 und 94: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 95 und 96: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 97 und 98: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 99 und 100: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 101 und 102: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 103 und 104: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 105 und 106: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
- Seite 107: Kanalcodierung II Dr.-Ing. Volker K
<strong>Kanalcodierung</strong> <strong>II</strong><br />
Dr.-Ing. Volker Kühn, Dr.-Ing. Dirk Wübben<br />
Universität <strong>Bremen</strong><br />
Fachbereich 1, ANT<br />
– 32-QAM TCM (rotationsinvariant, von Wei)<br />
– 14,4 kbit/s bzw. 3,6 kbaud<br />
– Fractional Spacing Equalizer, digitaler T-Entzerrer, Überabtastung<br />
V.33:<br />
V.34:<br />
V.34:<br />
– 128-QAM TCM<br />
– 14,4 kbit/s bzw. 2,4 kbaud<br />
– 64-QAM TCM<br />
– 12 kbit/s bzw. 2,4 kbaud<br />
– 960-QAM TCM<br />
– adaptive Anpassung an den Kanal (Ausmessen des Kanals erforderlich)<br />
– Coderaten R c = 2/3 (16 Zustände), R c = 3/4 (32 Zustände), R c = 4/5 (64 Zustände)<br />
– B = 3,2 kHz<br />
– 2,4 kbit/s ... 28,8 kbit/s<br />
– 960-QAM TCM<br />
– adaptive Anpassung an den Kanal (Ausmessen des Kanals erforderlich)<br />
– Coderaten R c = 2/3 (16 Zustände), R c = 3/4 (32 Zustände), R c = 4/5 (64 Zustände)<br />
– B = 3,2 kHz<br />
– 2,4 kbit/s ... 28,8 kbit/s<br />
Ein wichtiger Aspekt der Modem-Technik ist die Entzerrung des Telefonkanals. Schon in den 80er Jahren,<br />
als noch uncodiert übertragen wurde, konnte die Datenrate aufgrund besserer Entzerrungsverfahren deutlich<br />
verbessert werden. Nach den analogen Entzerrern wurden vorwiegend digitale T-Entzerrer eingesetzt, da die<br />
optimale MLSE-Lösung viel zu aufwendig war. Entscheidungsrückgekoppelte Entzerrer eignen sich ebenfalls<br />
nicht, weil einerseits die Rückkopplung der detektierten Werte ohne Einbeziehung der Kanaldecodierung<br />
zu viele Folgefehler verursachen würde, und andererseits eine Berücksichtigung der Decodierung zu<br />
große Verzögerungszeiten mit sich bringt. Eine Alternative stellt die adaptive Vorcodierung nach Tomlinson-<br />
Harashima dar, die nach entsprechender Kanalschätzung die Signale sendeseitig so vorverzerrt, dass nach der<br />
Übertragung nur noch geringe Kanaleinflüsse auftreten.<br />
2.9. TCM IN DER MODEMTECHNIK 78
Change language