a hibás bitek aránya From Wikipedia, the free encyclopedia
A digitális átviteltechnikában a bithibaarány (BER: bit error rate) egy vizsgált időközben a hibás bitek száma osztva a teljes átvivendő bitek számával. A BER dimenzió nélküli szám, százalékban fejezik ki.
A digitális kommunikációban a bithibák vagy hibás bitek azok a bitek, melyek megváltoztak az eredeti állapotukhoz képest az átviteli csatornán előforduló zaj, interferencia, szinkronizációs zavar vagy torzítás miatt.
A bithiba valószínűség, pe, a BER várható értéke. A BER a bithiba valószínűségének közelítő becslése. A becslés hosszabb időtartamok és nagy számú bithiba esetén pontos.
Tekintsük a következő elküldött bit sorozatot:
0 1 1 0 0 0 1 0 1 1
és a beérkező bit sorozatot:
0 0 1 0 1 0 1 0 0 1
A bithibák száma 3 (az aláhúzott bitek). Ebben az esetben a BER 0,3 vagy 30%.
A csomag hibaarány (PER: packet error rate) a hibásan átvitt csomagok száma osztva a teljes átviendő csomagok számával.
Egy csomag akkor tekinthető hibásnak, ha legalább egy bit hibás benne. A PER várható értéke a csomag hiba valószínűség, pp, mely az N bites csomag hosszra:
feltételezve, hogy az egyes bit hibák függetlenek egymástól. Kis bit hiba valószínűségeknél ez közelítőleg:
hasonló számítás végezhető el keretek, blokkok és szimbólumok esetén is.
A kommunikációs rendszereknél a vevő oldali BER értékét a következő tényezők befolyásolhatják: zaj, interferencia, torzítás, bit szinkronizációs problémák, jelgyengülés, vezeték nélküli többcsatornás fading stb.
A BER javítható a jel erősítésével (hacsak az nem okoz áthallást és még több bithibát), vagy ha lassabb és robusztusabb modulációs módszert alkalmazunk, és ha speciális csatorna kódolást használunk, mint például a redundáns, előremutató hibajavítás kódolás (Forward Error Correction (FEC)).
Az átviteli BER a hibás bitek száma – hibajavítás előtt – osztva a teljes átviendő bitek számával (beleértve a redundáns hibakódokat is).
Az információs BER, mely közelítőleg egyenlő a dekódolás hiba valószínűségével, a hibajavítás után is hibásan maradt bitek száma osztva a teljes bit számmal (azaz a hasznos információval).
Normál esetben az átviteli BER nagyobb, mint az információs BER. Az információs BER értékét az előremutató hibajavítás erősen befolyásolja.
A BER analízise elvégezhető sztochasztikus számítógépes szimulációval.
Ha feltételezünk egy egyszerű átviteli csatorna modellt és adat forrást, akkor a BER számítható analitikusan. Egy példa az ilyen típusú adat forrásra a Bernoulli forrás. Példák az ilyen egyszerű csatorna modellekre:
A legrosszabb forgatókönyv a teljesen véletlenszerű (random) csatorna esete, ahol a zaj teljesen dominál a hasznos jelhez képest. Ez egy 50%-os BER értéket produkál (Bernoulli bináris adatforrást és bináris szimmetrikus csatornát feltételezve). Az első ábrán BER görbék láthatók BPSK, QPSK, 8-PSK és 16-PSK, AWGN csatornák esetén.
A második ábrán összehasonlítás látható a BPSK és a differenciálisan kódolt BPSK (fehér zaj mellett) között.
Egy zajos csatornában a BER-t gyakran a normalizált hordozó-zaj viszony függvényeként fejezik ki: Eb/N0 vagy Es/N0. Például a QPSK moduláció és AWGN csatorna esetén a BER az Eb/N0 függvénye: .
Optikai rendszereknél a BER (dB) / vett teljesítmény (dBm) arányt használják; vezeték nélküli kommunikációban a BER(dB)/SNR(dB) arány használatos (SNR=Signal-to-Noise, azaz jel-zaj viszony). A BER mérése ahhoz segít, hogy ki lehessen választani a megfelelő előremutató hibajavító kódot.
A bithibák mérésének megfelelő módja a Hamming-távolság mérése. A FEC kódolók folyamatosan mérik az aktuális BER-t.
A bit hibák mérésének általánosabb módja a Levenshtein-távolság. A Levenshtein-távolság mérése jobb módszer a nyers csatorna teljesítmény mérésére a keret szinkronizáció előtt, és ha használjuk a hiba javító kódokat, melyek bit behelyettesítéssel és bit törléssel javítanak, mint a Marker kódok és a Watermark kódok.[1]
A BER az elektromos zaj miatt előforduló bit tévesztések valószínűsége.
Tekintsünk egy bipoláris NRZ kódolású átvitelt, akkor „1” esetén, és „0” esetén. , és periódusa .
Ismerve a zaj kétoldali spektrális sűrűségét ,
és .
A bit tévesztés valószínűsége .
és
ahol a határérték, és 0 ha . Használhatjuk a jel átlagos energiáját a végső kifejezéshez:
A BERT (Bit Error Rate Test= bit hibaarány teszt) a digitális kommunikációs áramkörök egy tesztelési módszere, ahol egy pszeudovéletlen bináris jelgenerátor egy előre meghatározott mintát – logikai 0-k és 1-ek sorozatát – generál.
A BERT-nél van egy jeladó, mely a mintát generálja, és van egy vevő, mely „ismeri” a jeladó mintáját.
A BERT lehet egy önálló berendezés, de PC alapú is lehet. A berendezés kimutatja, hogy n darab bitből mennyi hibás bit került átvitelre. Számos forgalomban lévő BERT minta létezik.
Ilyenek a PRBS (Pseudo Random binary sequence), QRSS (Quasi Random Signal Source), 3 in 24, 1:7, Min/Max, All Ones, 2 in 8, Bridgetap, Multipat stb.
A bit hibaarány teszterek elektronikus készülékek, melyekkel vizsgálni lehet egy digitális átvitel minőségét. Egy bit hibaarány teszter főbb részei:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.