In der Digitalübertragung ist die Zahl von Bit-Fehlern die Zahl von erhaltenen Bit eines Datenstroms über einen Nachrichtenkanal, die wegen Geräusches, Einmischung, Verzerrung oder Bit-Synchronisationsfehler verändert worden sind.

Die Bit-Fehlerrate oder das Bit-Fehlerverhältnis (BER) sind die Zahl von Bit-Fehlern, die durch die Gesamtzahl von übertragenen Bit während eines studierten Zeitabstands geteilt sind. BER ist ein unitless Leistungsmaß, häufig ausgedrückt als ein Prozentsatz.

Die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit p ist der Erwartungswert des BER. Der BER kann als eine ungefähre Schätzung der Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit betrachtet werden. Diese Schätzung ist seit langem Zwischenraum und eine hohe Zahl von Bit-Fehlern genau.

Beispiel

Als ein Beispiel, nehmen Sie diese übersandte Bit-Folge an:

0 1 1 0 0 0 1 0 1 1,

und die folgende erhaltene Bit-Folge:

0 1 0 0 1 0 1,

Die Zahl von Bit-Fehlern (die unterstrichenen Bit) ist in diesem Fall 3. Der BER ist 3 falsche durch 10 übertragene Bit geteilte Bit, auf einen BER 0.3 oder 30 % hinauslaufend.

Paket-Fehlerrate

Die Paket-Fehlerrate (PER) ist die Zahl falsch erhaltener durch die Gesamtzahl von erhaltenen Paketen geteilter Datenpakete. Ein Paket wird falsch erklärt, wenn mindestens ein Bit falsch ist. Der Erwartungswert PRO ist angezeigte Paket-Fehlerwahrscheinlichkeit p, der für eine Datenpaket-Länge von N Bit als ausgedrückt werden kann

das Annehmen, dass die Bit-Fehler von einander unabhängig sind. Für kleine Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten ist das ungefähr

Ähnliche Maße können für die Übertragung von Rahmen, Blöcken oder Symbolen ausgeführt werden.

Faktoren, die den BER betreffen

In einem Nachrichtensystem die Empfänger-Seite kann BER durch Übertragungskanalgeräusch, Einmischung, Verzerrung, Bit-Synchronisationsprobleme, Verdünnung, Radiomehrpfad-Verblassen usw. betroffen werden.

Der BER kann durch die Auswahl einer starken Signalkraft verbessert werden (wenn das Quer-Gespräch und mehr Bit-Fehler nicht verursacht), durch die Auswahl eines langsamen und robusten Modulationsschemas oder Liniencodierschemas, und durch die Verwendung von Kanalcodierschemas wie überflüssige Vorwärtsfehlerkorrektur-Codes.

Der Übertragungs-BER ist die Zahl von entdeckten Bit, die vor der Fehlerkorrektur falsch sind, die durch die Gesamtzahl von übertragenen Bit (einschließlich überflüssiger Fehlercodes) geteilt ist. Der Informations-BER, der ungefähr der Entzifferungsfehlerwahrscheinlichkeit gleich ist, ist die Zahl von decodierten Bit, die falsch nach der Fehlerkorrektur bleiben, die durch die Gesamtzahl von decodierten Bit (die nützliche Information) geteilt ist. Normalerweise ist die Übertragung BER größer als die Information BER. Die Information BER wird durch die Kraft des Vorwärtsfehlerkorrektur-Codes betroffen.

Analyse des BER

Der BER kann mit stochastischen Computersimulationen analysiert werden. Wenn ein einfaches Übertragungskanalmodell und Datenquellmodell angenommen werden, kann der BER auch analytisch berechnet werden. Ein Beispiel solch eines Datenquellmodells ist die Quelle von Bernoulli.

Beispiele solcher einfachen Kanalmodelle sind:

• Binärer symmetrischer Kanal (verwendet in der Analyse, Fehlerwahrscheinlichkeit im Falle non-bursty zu decodieren, hat Fehler auf dem Übertragungskanal gebissen)
• Kanal des zusätzlichen weißen gaussian Geräusches (AWGN) ohne das Verblassen.

Ein größter anzunehmender Unfall ist ein völlig zufälliger Kanal, wo Geräusch völlig über das nützliche Signal herrscht. Das läuft auf eine Übertragung BER von 50 % hinaus (vorausgesetzt, dass ein Bernoulli binäre Datenquelle und ein binärer symmetrischer Kanal werden angenommen, unten sehen).

In einem lauten Kanal wird der BER häufig ausgedrückt, weil eine Funktion des normalisierten Verhältnis-Maßes des Transportunternehmens zum Geräusch Eb/N0, (Energie pro Bit zur Geräuschmacht geisterhaftes Dichte-Verhältnis), oder Es/N0 (Energie pro Modulationssymbol zur geisterhaften Geräuschdichte) angezeigt hat.

Zum Beispiel, im Fall von der QPSK Modulation und dem AWGN Kanal, der BER weil wird durch die Funktion des Eb/N0 gegeben:

Leute planen gewöhnlich die BER-Kurven, um die Funktionalität eines Digitalnachrichtensystems zu beschreiben. In der optischen Kommunikation wird BER (DB) gegen die Leistungsaufnahme (dBm) gewöhnlich verwendet; während in der Radiokommunikation BER (DB) gegen den Störabstand (DB) verwendet wird.

Das Messen des Bit-Fehlerverhältnisses hilft Leuten, die passenden Vorwärtsfehlerkorrektur-Codes zu wählen. Da die meisten solche Codes nur Bit-Flips, aber nicht Bit-Einfügungen oder Bit-Auswischen korrigieren, ist die metrische Entfernung von Hamming die passende Weise, die Zahl von Bit-Fehlern zu messen. Viele FEC Codierer messen auch unaufhörlich den aktuellen BER.

Eine allgemeinere Weise, die Zahl von Bit-Fehlern zu messen, ist die Entfernung von Levenshtein.

Das Levenshtein Entfernungsmaß ist dafür passender, rohe Kanalleistung zu messen, bevor Rahmensynchronisation, und als sie Fehlerkorrektur-Codes verwendet hat, vorgehabt hat, Bit-Einfügungen und Bit-Auswischen, wie Anschreiber-Codes und Wasserzeichen-Codes zu korrigieren.

Mathematischer Entwurf

Der BER ist die Wahrscheinlichkeit von wenig Missdeutung wegen des elektrischen Geräusches. Einen bipolar NRZ als Übertragung betrachtend, haben wir

für "1" und für "0". Jeder dessen und hat eine Periode dessen.

Wissend, dass das Geräusch eine bilaterale geisterhafte Dichte, hat

ist

und ist.

Zu BER zurückkehrend, haben wir die Wahrscheinlichkeit von wenig Missdeutung.

und

wo die Schwelle der Entscheidung, des Satzes zu 0 wenn ist.

Wir können die durchschnittliche Energie des Signals verwenden, den Endausdruck zu finden:

±§\

Bit-Fehlerrate-Test

BERT oder Bit-Fehlerrate-Test ist eine Probemethode für Digitalnachrichtenstromkreise, die vorher bestimmte Betonungsmuster verwendet, die aus einer Folge von logischen und durch einen Testmuster-Generator erzeugten Nullen bestehen.

Ein BERT besteht normalerweise aus einem Testmuster-Generator und einem Empfänger, der auf dasselbe Muster gesetzt werden kann. Sie können in Paaren, mit einem entweder am Ende einer Übertragungsverbindung, oder an einzigartig an einem Ende mit einer Echoprüfung am entfernten Ende verwendet werden. BERTs sind normalerweise eigenständige Spezialinstrumente, aber können gestützter Personalcomputer sein. Im Gebrauch wird die Zahl von Fehlern falls etwa, aufgezählt und als ein Verhältnis solcher als 1 in 1,000,000, oder 1 in 1e06 präsentiert.

Allgemeine Typen von BERT betonen Muster

• PRBS (pseudozufällige binäre Folge) - Eine pseudozufällige binäre Ablaufsteuerung von N Bit. Diese Muster-Folgen werden verwendet, um Bammel und Augenmaske von TX-Daten in elektrischen und optischen Datenverbindungen zu messen.
• QRSS (Zufällige Quasisignalquelle) - Eine pseudozufällige binäre Ablaufsteuerung, die jede Kombination eines 20-Bit-Wortes erzeugt, wiederholt alle 1,048,575 Bit, und unterdrückt Konsekutivnullen zu nicht mehr als 14. Es enthält dichte Folgen, Folgen der niedrigen Dichte und Folgen, die sich von niedrig bis hohen und umgekehrt ändern. Dieses Muster ist auch das Standardmuster, das verwendet ist, um Bammel zu messen.
• 3 in 24 - enthält Muster die längste Reihe von Konsekutivnullen (15) mit der niedrigsten-Dichte (12.5 %). Dieses Muster betont gleichzeitig minimale-Dichte und die maximale Zahl von Konsekutivnullen. Das D4-Rahmenformat 3 in 24 kann eine D4 Gelbe Warnung für Rahmenstromkreise abhängig von der Anordnung von einem Bit zu einem Rahmen verursachen.
• 1:7 - Auch gekennzeichnet als "1 in 8". Es hat nur einen einzelnen in 8 Bit, die Folge wiederholen. Dieses Muster betont die minimale-Dichte von 12.5 % und sollte verwendet werden, wenn es Möglichkeitssatz für B8ZS prüft, der als die 3 in 24 Muster-Zunahmen zu 29.5 %, wenn umgewandelt, zu B8ZS codiert.
• Min/Max - Muster schnelle Folge ändert sich von der niedrigen Dichte bis hohe Speicherdichte. Am nützlichsten, wenn man die ALBO-Eigenschaft des Wiederholenden betont.
• Alle (oder Mark) - Ein Muster haben von nur gedichtet. Dieses Muster veranlasst den Wiederholenden, den maximalen Betrag der Macht zu verbrauchen. Wenn der Gleichstrom dem Wiederholenden richtig geregelt wird, wird der Wiederholende keine Schwierigkeiten haben, die lange-Folge übersendend. Dieses Muster sollte verwendet werden, wenn man Spanne-Macht-Regulierung misst. Ein ungerahmter das ganze-Muster wird verwendet, um einen AIS (auch bekannt als eine Blaue Warnung) anzuzeigen.
• Alle Nullen - Ein Muster hat von Nullen nur gedichtet. Es ist in der Entdeckung der Ausrüstung misoptioned für AMI, wie Faser/Radio Mehrfacheingänge der niedrigen Geschwindigkeit wirksam.

• 0s und 1s abgewechselt hat - hat Ein Muster von abwechselnden und zeroes gedichtet.
• 2 in 8 - enthält Muster ein Maximum von vier Konsekutivnullen. Es wird keine B8ZS Folge anrufen, weil acht Konsekutivnullen erforderlich sind, einen B8ZS Ersatz zu verursachen. Das Muster ist in der Entdeckung der Ausrüstung misoptioned für B8ZS wirksam.
• Bridgetap - Brücke-Klapse innerhalb einer Spanne können durch die Beschäftigung mehrerer Testmuster mit einer Vielfalt von und Nulldichten entdeckt werden. Dieser Test erzeugt 21 Testmuster und läuft seit 15 Minuten. Wenn ein Signalfehler vorkommt, kann die Spanne einen oder mehr Brücke-Klapse haben. Dieses Muster ist nur für T1-Spannen wirksam, die den Signalrohstoff übersenden. In HDSL-Spannen verwendete Modulation verneint die Muster-Fähigkeit von Bridgetap, Brücke-Klapse aufzudecken.
• Mehrrichtig - erzeugt Dieser Test 5 allgemein verwendete Testmuster, um DS1-Spanne-Prüfung zu erlauben, ohne jedes Testmuster individuell auswählen zu müssen. Muster sind: Alle, 1:7, 2 in 8, 3 in 24, und QRSS.
• T1-DALY und 55 Oktette - Jedes dieser Muster enthält fünfundfünfzig (55), Acht-Bit-Oktette von Daten in einer Folge, die sich schnell zwischen der niedrigen und hohen Speicherdichte ändert. Diese Muster werden in erster Linie verwendet, um den ALBO und das Equalizer-Schaltsystem zu betonen, aber sie werden auch Timing-Wiederherstellung betonen. 55 Oktette haben fünfzehn (15) aufeinander folgende zeroes und können nur ungerahmt verwendet werden, ohne-Dichte-Voraussetzungen zu verletzen. Für eingerahmte Signale sollte das Muster von T1-DALY verwendet werden. Beide Muster werden einen B8ZS-Code in Stromkreisen optioned für B8ZS zwingen.

Bit-Fehlerrate-Prüfer

Wenig Fehlerrate-Prüfer (BERT), auch bekannt als wenig Fehlerverhältnis-Prüfer oder Bit-Fehlerrate prüft Lösung (BERTs) sind elektronische Testausrüstung, die verwendet ist, um die Qualität der Signalübertragung von einzelnen Bestandteilen oder ganzen Systemen zu prüfen.

Die Hauptgebäude-Blöcke eines BERT sind:

• Muster-Generator, der ein definiertes Testmuster dem DUT oder Testsystem übersendet
• Fehlerentdecker hat zum DUT oder Testsystem in Verbindung gestanden, um die Fehler aufzuzählen, die durch den DUT oder das Testsystem erzeugt sind
• Uhr-Signalgenerator, um den Muster-Generator und den Fehlerentdecker zu synchronisieren
• Digitalnachrichtenanalysator ist fakultativ, um das übersandte oder empfangene Signal zu zeigen
• Elektrisch-optischer Konverter und optisch-elektrischer Konverter, um optische Nachrichtensignale zu prüfen.

Siehe auch

• Platzen-Fehler
• Errored der zweite
• Viterbi Fehlerrate