Lösungen zu den Lernzieltests des Kapitel 8
Zu 1: Optimierte Übertragung von 0-1-Folgen über unterschiedliche physikalische Übertragungswege.
Zu 2: Auch bei gestörten Kanälen und beschränkter Bandbreite kann man eine fehlerfreie Übertragung erzielen.
Zu 3: 16 Stufen → 4 bits, rmax = 2∙5∙106 1/s ∙ 4 bit = 40 Mbit/s.
Zu 4: SNR = 40 dB → S/N = 10000, Gl. 8.1: rmax = 5 MHz ∙ ld(10001) = 66,4 Mbit/s
Zu 5: Unterscheidungsmerkmale für Leitungscodes: Gleichspannungsfreiheit ja/nein, sebsttaktend ja/nein, Polarität bei der Zuordnung der 0-1-Informationen (s. Kap. 8.2).
Zu 6: Amplitude, Frequenz und Phase.
Zu 7: In der Größenordnung der Bandbreite.
Zu 8: Von der zu übertragenden Datenrate.
Zu 9: GSM, DECT, Bluetooth.
Zu 10: 256 Punkte, 8 Bits pro Symbol, 28 = 256.
Zu 11: BPSK: 2 Mbit/s, QPSK: 4 Mbit/s, 16-QAM: 8 Mbit/s, 64-QAM: 12 Mbit/s
höhere Datenrate: störanfälligere Übertragung.
Zu 12: BPSK: p, p, 0, 0, 0, p, QPSK: 0, p, -p/2; 8-PSK: p/4, p
Zu 13: Verbindungen stören sich nicht ständig, Einsatz z.B. bei Bluetooth und GSM.
Zu 14: OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex, Vermeidung von Intersymbolinterferenz durch parallele Übertragung auf vielen Unterträgern.
Zu 15: Maximale Umweglänge Ds = c∙TG = 300 km/ms ∙ 0,25 ms = 75 km bei DAB,
1600 km bei DRM.
Zu 16: Betrachten Sie das WiMAX-System mit den Parametern aus Tabelle 8.2 und einer Guard Period von TG = TN/4:
- OFDM-Symboldauer TO = 32 µs + 32 µs/4 = 40 µs
- Gesamte Bandbreite eines Trägers Bges = 31,25 kHz ∙ 200 = 6250 kHz
- BPSK: rb = ½ (Code-Rate) ∙1 bit ∙192 (Nutzdatenträger) / 40 µs = 2,4 Mbit/s
- 16-QAM: rb = 3/4 (Code-Rate) ∙4 bit ∙192 (Nutzdatenträger) / 40 µs = 14,4 Mbit/s
Zu 17: UMTS, GPS, ZigBee.
Zu 18: Siehe Buchtext Kap. 8.3.4.
Zu 19: Durch Multiplikation mit einem Code-Signal (s. Bild 8.14):
- Chips werden mit BPSK moduliert ® Chip-Rate = Bandbreite = 3840 kHz
- SF = 3840 kchip/s / 60 kbit/s = 64, SF = 3840 kchip/s / 240 kbit/s = 16
Zu 20: Fehlerkorrigierende Codes, fehlererkennende Codes mit ARQ-Verfahren (Automatic Repeat Request), hybride Verfahren.
Zu 21: Code-Wörter unterscheiden sich an zwei Stellen → dH = 2
Zu 22: S. Bild 8.23: Code-Rate 12/20 = 0,6
s. Bild 8.24: Code-Rate 4/7 = 0,57
s. Bild 8.27: Code-Rate 172∙192/(182∙208) = 0,87.
Zu 23: Code-Wörter: (1, 1, 1, 1, 1, 1) und (0, 1, 0, 1, 0, 0)
Zu 24: S. Buchtext und Abbildungen im Kap. 8.4.2.
Zu 25: 4-Byte-Fehler pro Code-Wort lassen sich korrigieren.
Zu 26: Information über ein bit ist über 3∙9 = 27 bit verteilt.
Zu 27: Nach einem festen Schema werden codierte bits gestrichen; diese sollten gleichmäßig verteilt sein.
Zu 28: Umordnung von Bits zur Vermeidung von Bündelfehlern.
Zu 29: Große Interleaving-Blöcke führen zu einer immer besseren Durchmischung der Bits, wodurch das Interleaving wirksamer wird. Von Nachteil ist die höhere Verzögerung bei der Übertragung.
Zu 30: Siehe Abschnitt 8.5.
Zu 31: UMTS, GPS, ZigBee, s. Buchtext Kap. 8.3.4.
Zu 32: ARQ: Automatic Repeat Request.
Zu 33: Selektives ARQ-Verfahren: Vorteile: einfacher Ablauf, wenig Speicherbedarf, Nachteil: Ineffizient, da jedes Paket bestätigt werden muss.
Zu 34: Sendefenster maximal 16.
Zu 35: Bereich 7 – 14.