Exercise 2.5: DSL Error Protection

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Fehlerschutzmaßnahmen bei ADSL

Um die Bitfehlerrate der 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:

• 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 Verfahren zur Senkung der Bitfehlerrate bei DSL.

Fragebogen

1

Welche Aussagen sind für die beiden Pfade zutreffend?

	Der Interleaved–Path hat größere Latenzzeiten.
	Der Fast–Path ist anfälliger gegen AWGN–Rauschen.
	Der Fast–Path ist anfälliger gegen Bündelfehler.

2

Welche Aufgaben haben Cyclic Redundancy Check (CRC) & Scrambler?

	CRC bildet aus Datenblöcken einen Prüfwert mit $8 \ \rm Bit$.
	Die Redundanz von CRC ist sehr hoch.
	Der Scrambler soll lange Null– Eins–Folgen vermeiden.
	CRC & (De–)Scrambler werden mit Schieberegistern realisiert.

3

Welche Aussagen sind bezüglich Vorwärtsfehlerkorrektur zutreffend?

	DSL/DMT verwendet eine Faltungscodierung.
	DSL/DMT verwendet Reed–Solomon–Codierung.
	Die Codierung geschieht auf Byte–Ebene.
	Es handelt sich um eine symbolweise Codierung.
	Optional wird Trellis–codierte Modulation (TCM) verwendet.

4

Welche Aufgaben erfüllen Interleaving und De–Interleaving?

	Verbesserte Korrekturmöglichkeiten für „Reed–Solomon”.
	Interleaver und De–Interleaver arbeiten auf Byte–Ebene.
	Durch Interleaving wird Redundanz hinzugefügt.
	Interleaving ist besonders für Echtzeitanwendungen geeignet.

5

Welche Aufgaben haben die Blöcke „Tone Ordering” und „Gain Scaling”?

	Vermessung der Kanalcharakteristik der einzelnen Subkanäle.
	Zuweisung der einzelnen QAM–Signale auf Subkanäle.
	Durch Tone Ordering kann man die Bitfehlerrate weiter senken.

Musterlösung

Solution

(1)  Richtig sind die Aussagen 1 und 3. 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.