Difference between revisions of "Aufgaben:Exercise 3.14: Error Probability Bounds"

From LNTwww
Line 1: Line 1:
 
{{quiz-Header|Buchseite=Kanalcodierung/Distanzeigenschaften und Fehlerwahrscheinlichkeitsschranken}}
 
{{quiz-Header|Buchseite=Kanalcodierung/Distanzeigenschaften und Fehlerwahrscheinlichkeitsschranken}}
  
[[File:|right|]]
+
[[File:P_ID2713__KC_A_3_14.png|right|frame|Unvollständige Tabelle für Bhattacharyya– und Viterbi–Schranke]]
 +
Für den häufig verwendeten Faltungscode mit
 +
* der Coderate $R = 1/2$,
 +
* dem Gedächtnis $m = 2$,
 +
* der Übertragungsfunktionsmatrix
 +
:$${\boldsymbol{\rm G}}(D) = \big ( 1 + D + D^2\hspace{0.05cm},\hspace{0.1cm} 1  + D^2 \hspace{0.05cm}\big ) $$
 +
 
 +
lautet die [[erweiterte Pfadgewichtsfunktion]]:
 +
:$$T_{\rm enh}(X, U) =  \frac{UX^5}{1- 2 \hspace{0.05cm}U \hspace{-0.05cm}X}  \hspace{0.05cm}.$$
 +
 
 +
Mit der schon häufiger benutzten Reihenentwicklung $1/(1 \, –x) = 1 + x + x^2 + \ ... $ kann hierfür auch geschrieben werden:
 +
:$$T_{\rm enh}(X, U) = U X^5 \cdot \left [ 1 + (2 \hspace{0.05cm}U \hspace{-0.05cm}X) + (2 \hspace{0.05cm}U\hspace{-0.05cm}X)^2 + (2 \hspace{0.05cm}U\hspace{-0.05cm}X)^3 + ...  \hspace{0.10cm} \right ]  \hspace{0.05cm}.$$
 +
 
 +
Die „einfache” Pfadgewichtsfunktion $T(X)$ ergibt sich daraus, wenn man die zweite Variable $U = 1$ setzt.
 +
 
 +
Anhand dieser Funktionen können Fehlerwahrscheinlichkeitsschranken angegeben werden:
 +
* Die <i>Burstfehlerwahrscheinlichkeit</i> wird durch die <span style="color: rgb(204, 0, 0);"><b>Bhattacharyya&ndash;Schranke</b></span> begrenzt:
 +
:$${\rm Pr(Burstfehler)} \le {\rm Pr(Bhattacharyya)} = T(X = \beta) \hspace{0.05cm}.$$
 +
 
 +
* Dagegen ist die <i>Bitfehlerwahrscheinlichkeit</i> stets kleiner (oder gleich) der <span style="color: rgb(204, 0, 0);"><b>Viterbi&ndash;Schranke</b></span>:
 +
:$${\rm Pr(Bitfehler)} \le {\rm Pr(Viterbi)} = \left [ \frac {{\rm d}}{{\rm d}U}\hspace{0.2cm}T_{\rm enh}(X, U) \right ]_{\substack{X=\beta \\ U=1}}
 +
\hspace{0.05cm}.$$
 +
 
 +
''Hinweis:''
 +
* Die Aufgabe gehört zum Kapitel [[...]].
 +
* Der Bhattacharyya&ndash;Parameter für BSC lautet:
 +
:$$\beta = 2 \cdot \sqrt{\varepsilon \cdot (1- \varepsilon)}
 +
\hspace{0.05cm}.$$
  
  

Revision as of 18:24, 5 December 2017

Unvollständige Tabelle für Bhattacharyya– und Viterbi–Schranke

Für den häufig verwendeten Faltungscode mit

  • der Coderate $R = 1/2$,
  • dem Gedächtnis $m = 2$,
  • der Übertragungsfunktionsmatrix
$${\boldsymbol{\rm G}}(D) = \big ( 1 + D + D^2\hspace{0.05cm},\hspace{0.1cm} 1 + D^2 \hspace{0.05cm}\big ) $$

lautet die Erweiterte Pfadgewichtsfunktion:

$$T_{\rm enh}(X, U) = \frac{UX^5}{1- 2 \hspace{0.05cm}U \hspace{-0.05cm}X} \hspace{0.05cm}.$$

Mit der schon häufiger benutzten Reihenentwicklung $1/(1 \, –x) = 1 + x + x^2 + \ ... $ kann hierfür auch geschrieben werden:

$$T_{\rm enh}(X, U) = U X^5 \cdot \left [ 1 + (2 \hspace{0.05cm}U \hspace{-0.05cm}X) + (2 \hspace{0.05cm}U\hspace{-0.05cm}X)^2 + (2 \hspace{0.05cm}U\hspace{-0.05cm}X)^3 + ... \hspace{0.10cm} \right ] \hspace{0.05cm}.$$

Die „einfache” Pfadgewichtsfunktion $T(X)$ ergibt sich daraus, wenn man die zweite Variable $U = 1$ setzt.

Anhand dieser Funktionen können Fehlerwahrscheinlichkeitsschranken angegeben werden:

  • Die Burstfehlerwahrscheinlichkeit wird durch die Bhattacharyya–Schranke begrenzt:
$${\rm Pr(Burstfehler)} \le {\rm Pr(Bhattacharyya)} = T(X = \beta) \hspace{0.05cm}.$$
  • Dagegen ist die Bitfehlerwahrscheinlichkeit stets kleiner (oder gleich) der Viterbi–Schranke:
$${\rm Pr(Bitfehler)} \le {\rm Pr(Viterbi)} = \left [ \frac [[:Template:\rm d]]{{\rm d}U}\hspace{0.2cm}T_{\rm enh}(X, U) \right ]_{\substack{X=\beta \\ U=1}} \hspace{0.05cm}.$$

Hinweis:

  • Die Aufgabe gehört zum Kapitel ....
  • Der Bhattacharyya–Parameter für BSC lautet:
$$\beta = 2 \cdot \sqrt{\varepsilon \cdot (1- \varepsilon)} \hspace{0.05cm}.$$


Fragebogen

1

Multiple-Choice

correct
false

2

Input-Box Frage

$xyz \ = \ $

$ab$


Musterlösung

(1)  (2)  (3)  (4)  (5)