Коэффициент битовых ошибок это - Решение и исправление самых разных ошибок на TopOshibok.ru

From Wikipedia, the free encyclopedia

In digital transmission, the number of bit errors is the numbers of received bits of a data stream over a communication channel that have been altered due to noise, interference, distortion or bit synchronization errors.

The bit error rate (BER) is the number of bit errors per unit time. The bit error ratio (also BER) is the number of bit errors divided by the total number of transferred bits during a studied time interval. Bit error ratio is a unitless performance measure, often expressed as a percentage.^[1]

The bit error probability p_e is the expected value of the bit error ratio. The bit error ratio can be considered as an approximate estimate of the bit error probability. This estimate is accurate for a long time interval and a high number of bit errors.

Example[edit]

As an example, assume this transmitted bit sequence:

1 1 0 0 0 1 0 1 1

and the following received bit sequence:

0 1 0 1 0 1 0 0 1,

The number of bit errors (the underlined bits) is, in this case, 3. The BER is 3 incorrect bits divided by 9 transferred bits, resulting in a BER of 0.333 or 33.3%.

Packet error ratio[edit]

The packet error ratio (PER) is the number of incorrectly received data packets divided by the total number of received packets. A packet is declared incorrect if at least one bit is erroneous. The expectation value of the PER is denoted packet error probability p_p, which for a data packet length of N bits can be expressed as

$p_{p}=1-(1-p_{e})^{N}=1-e^{N\ln(1-p_{e})}$

assuming that the bit errors are independent of each other. For small bit error probabilities and large data packets, this is approximately

$p_{p}\approx p_{e}N.$

Similar measurements can be carried out for the transmission of frames, blocks, or symbols.

The above expression can be rearranged to express the corresponding BER (p_e) as a function of the PER (p_p) and the data packet length N in bits:

$p_{e}=1-{\sqrt[{N}]{(1-p_{p})}}$

Factors affecting the BER[edit]

In a communication system, the receiver side BER may be affected by transmission channel noise, interference, distortion, bit synchronization problems, attenuation, wireless multipath fading, etc.

The BER may be improved by choosing a strong signal strength (unless this causes cross-talk and more bit errors), by choosing a slow and robust modulation scheme or line coding scheme, and by applying channel coding schemes such as redundant forward error correction codes.

The transmission BER is the number of detected bits that are incorrect before error correction, divided by the total number of transferred bits (including redundant error codes). The information BER, approximately equal to the decoding error probability, is the number of decoded bits that remain incorrect after the error correction, divided by the total number of decoded bits (the useful information). Normally the transmission BER is larger than the information BER. The information BER is affected by the strength of the forward error correction code.

Analysis of the BER[edit]

The BER may be evaluated using stochastic (Monte Carlo) computer simulations. If a simple transmission channel model and data source model is assumed, the BER may also be calculated analytically. An example of such a data source model is the Bernoulli source.

Examples of simple channel models used in information theory are:

Binary symmetric channel (used in analysis of decoding error probability in case of non-bursty bit errors on the transmission channel)
Additive white Gaussian noise (AWGN) channel without fading.

A worst-case scenario is a completely random channel, where noise totally dominates over the useful signal. This results in a transmission BER of 50% (provided that a Bernoulli binary data source and a binary symmetrical channel are assumed, see below).

Bit-error rate curves for BPSK, QPSK, 8-PSK and 16-PSK, AWGN channel.

BER comparison between BPSK and differentially encoded BPSK with gray-coding operating in white noise.

In a noisy channel, the BER is often expressed as a function of the normalized carrier-to-noise ratio measure denoted Eb/N0, (energy per bit to noise power spectral density ratio), or Es/N0 (energy per modulation symbol to noise spectral density).

For example, in the case of QPSK modulation and AWGN channel, the BER as function of the Eb/N0 is given by:
$\operatorname {BER}={\frac {1}{2}}\operatorname {erfc}({\sqrt {E_{b}/N_{0}}})$ .^[2]

People usually plot the BER curves to describe the performance of a digital communication system. In optical communication, BER(dB) vs. Received Power(dBm) is usually used; while in wireless communication, BER(dB) vs. SNR(dB) is used.

Measuring the bit error ratio helps people choose the appropriate forward error correction codes. Since most such codes correct only bit-flips, but not bit-insertions or bit-deletions, the Hamming distance metric is the appropriate way to measure the number of bit errors. Many FEC coders also continuously measure the current BER.

A more general way of measuring the number of bit errors is the Levenshtein distance.
The Levenshtein distance measurement is more appropriate for measuring raw channel performance before frame synchronization, and when using error correction codes designed to correct bit-insertions and bit-deletions, such as Marker Codes and Watermark Codes.^[3]

Mathematical draft[edit]

The BER is the likelihood of a bit misinterpretation due to electrical noise w(t) . Considering a bipolar NRZ transmission, we have

$x_{1}(t)=A+w(t)$ for a «1» and $x_{0}(t)=-A+w(t)$ for a «0». Each of $x_{1}(t)$ and x_0(t) has a period of .

Knowing that the noise has a bilateral spectral density ${\frac {N_{0}}{2}}$ ,

$x_{1}(t)$ is ${\mathcal {N}}\left(A,{\frac {N_{0}}{2T}}\right)$

and x_0(t) is ${\mathcal {N}}\left(-A,{\frac {N_{0}}{2T}}\right)$ .

Returning to BER, we have the likelihood of a bit misinterpretation $p_{e}=p(0|1)p_{1}+p(1|0)p_{0}$ .

$p(1|0)=0.5\,\operatorname {erfc}\left({\frac {A+\lambda }{{\sqrt {N_{o}/T}}}}\right)$ and $p(0|1)=0.5\,\operatorname {erfc}\left({\frac {A-\lambda }{{\sqrt {N_{o}/T}}}}\right)$

where $\lambda$ is the threshold of decision, set to 0 when $p_{1}=p_{0}=0.5$ .

We can use the average energy of the signal $E=A^{2}T$ to find the final expression :

$p_{e}=0.5\,\operatorname {erfc}\left({\sqrt {{\frac {E}{N_{o}}}}}\right).$
±§

Bit error rate test[edit]

BERT or bit error rate test is a testing method for digital communication circuits that uses predetermined stress patterns consisting of a sequence of logical ones and zeros generated by a test pattern generator.

A BERT typically consists of a test pattern generator and a receiver that can be set to the same pattern. They can be used in pairs, with one at either end of a transmission link, or singularly at one end with a loopback at the remote end. BERTs are typically stand-alone specialised instruments, but can be personal computer–based. In use, the number of errors, if any, are counted and presented as a ratio such as 1 in 1,000,000, or 1 in 1e06.

Common types of BERT stress patterns[edit]

PRBS (pseudorandom binary sequence) – A pseudorandom binary sequencer of N Bits. These pattern sequences are used to measure jitter and eye mask of TX-Data in electrical and optical data links.
QRSS (quasi random signal source) – A pseudorandom binary sequencer which generates every combination of a 20-bit word, repeats every 1,048,575 words, and suppresses consecutive zeros to no more than 14. It contains high-density sequences, low-density sequences, and sequences that change from low to high and vice versa. This pattern is also the standard pattern used to measure jitter.
3 in 24 – Pattern contains the longest string of consecutive zeros (15) with the lowest ones density (12.5%). This pattern simultaneously stresses minimum ones density and the maximum number of consecutive zeros. The D4 frame format of 3 in 24 may cause a D4 yellow alarm for frame circuits depending on the alignment of one bits to a frame.
1:7 – Also referred to as 1 in 8. It has only a single one in an eight-bit repeating sequence. This pattern stresses the minimum ones density of 12.5% and should be used when testing facilities set for B8ZS coding as the 3 in 24 pattern increases to 29.5% when converted to B8ZS.
Min/max – Pattern rapid sequence changes from low density to high density. Most useful when stressing the repeater’s ALBO feature.
All ones (or mark) – A pattern composed of ones only. This pattern causes the repeater to consume the maximum amount of power. If DC to the repeater is regulated properly, the repeater will have no trouble transmitting the long ones sequence. This pattern should be used when measuring span power regulation. An unframed all ones pattern is used to indicate an AIS (also known as a blue alarm).
All zeros – A pattern composed of zeros only. It is effective in finding equipment misoptioned for AMI, such as fiber/radio multiplex low-speed inputs.
Alternating 0s and 1s — A pattern composed of alternating ones and zeroes.
2 in 8 – Pattern contains a maximum of four consecutive zeros. It will not invoke a B8ZS sequence because eight consecutive zeros are required to cause a B8ZS substitution. The pattern is effective in finding equipment misoptioned for B8ZS.
Bridgetap — Bridge taps within a span can be detected by employing a number of test patterns with a variety of ones and zeros densities. This test generates 21 test patterns and runs for 15 minutes. If a signal error occurs, the span may have one or more bridge taps. This pattern is only effective for T1 spans that transmit the signal raw. Modulation used in HDSL spans negates the bridgetap patterns’ ability to uncover bridge taps.
Multipat — This test generates five commonly used test patterns to allow DS1 span testing without having to select each test pattern individually. Patterns are: all ones, 1:7, 2 in 8, 3 in 24, and QRSS.
T1-DALY and 55 OCTET — Each of these patterns contain fifty-five (55), eight bit octets of data in a sequence that changes rapidly between low and high density. These patterns are used primarily to stress the ALBO and equalizer circuitry but they will also stress timing recovery. 55 OCTET has fifteen (15) consecutive zeroes and can only be used unframed without violating one’s density requirements. For framed signals, the T1-DALY pattern should be used. Both patterns will force a B8ZS code in circuits optioned for B8ZS.

Bit error rate tester[edit]

A bit error rate tester (BERT), also known as a «bit error ratio tester»^[4] or bit error rate test solution (BERTs) is electronic test equipment used to test the quality of signal transmission of single components or complete systems.

The main building blocks of a BERT are:

Pattern generator, which transmits a defined test pattern to the DUT or test system
Error detector connected to the DUT or test system, to count the errors generated by the DUT or test system
Clock signal generator to synchronize the pattern generator and the error detector
Digital communication analyser is optional to display the transmitted or received signal
Electrical-optical converter and optical-electrical converter for testing optical communication signals

References[edit]

^ Jit Lim (14 December 2010). «Is BER the bit error ratio or the bit error rate?». EDN. Retrieved 2015-02-16.
^
Digital Communications, John Proakis, Massoud Salehi, McGraw-Hill Education, Nov 6, 2007
^
«Keyboards and Covert Channels»
by Gaurav Shah, Andres Molina, and Matt Blaze (2006?)
^ «Bit Error Rate Testing: BER Test BERT » Electronics Notes». www.electronics-notes.com. Retrieved 2020-04-11.

This article incorporates public domain material from Federal Standard 1037C. General Services Administration. (in support of MIL-STD-188).

External links[edit]

QPSK BER for AWGN channel – online experiment

Источник

Что такое BER — Bit Error Rate?

Date:2016/4/5 15:56:57 Hits:

«Коэффициент ошибок по битам, BER используется для количественной оценки канала, несущего данные, путем подсчета частоты ошибок в строке данных. Он используется в телекоммуникациях, сетях и радиосистемах.Коэффициент битовых ошибок, BER — ключевой параметр, который используется при оценке систем, передающих цифровые данные из одного места в другое «. — Fmuser

Системы, для которых коэффициент битовых ошибок, BER применима включают ссылки радио данных, а также информационных систем волоконно-оптические, Ethernet, или любую систему, которая передает данные по сети той или иной форме, где шум, помехи, и дрожание фазы может вызвать ухудшение цифрового сигнал.Хотя есть некоторые различия в том, как эти системы работают и каким образом влияет скорость передачи в битах ошибки, основы скорости битовых ошибок сама по-прежнему то же самое.

Когда данные передаются по каналу передачи данных, существует вероятность ошибок, вводимых в систему. Если ошибки вводятся в данных, то целостность системы может быть поставлена под угрозу. В результате, необходимо оценить производительность системы, и коэффициент ошибок в битах, BER, обеспечивает идеальный способ, в котором это может быть достигнуто.

В отличие от многих других форм оценки, частота ошибок по битам, КОБ оценивает полный впритык производительность системы, включающей передатчик, приемник и среды между ними. Таким образом, частота появления ошибочных битов, КОБ позволяет реальная производительность системы в эксплуатацию, подлежащих испытанию, а не проверки составных частей и в надежде, что они будут работать удовлетворительно, когда на месте.

Бит ошибки скорости определения BER и основы

Как следует из названия, частота ошибочных битов определяется как скорость, при которой возникают ошибки в системе передачи. Это может быть непосредственно переведены в число ошибок, возникающих в строке заявленным количеством битов. Определение частоты появления ошибочных битов может быть переведена в простую формулу:

Если среда между передатчиком и приемником хорошо и соотношение сигнал-шум является высоким, то скорость битовых ошибок будет очень мала — возможно, незначительны и не имеющие какого-либо заметного влияния на общую систему Однако, если шум может быть обнаружен, то есть вероятность того, что частота появления ошибочных битов нужно будет рассмотреть.

Основными причинами деградации канала передачи данных и соответствующей частоты ошибок передачи в битах, BER шум и изменения в пути распространения (где используются сигнальные пути радио). Оба эффекта имеют случайный элемент к ним, шум следующий гауссовой функции вероятности в то время как модель распространения следует модели Рэлея. Это означает, что анализ характеристик канала, как правило, проводится с использованием методов статистического анализа.

Для волоконно-оптических систем, битовых ошибок в основном являются результатом несовершенства используемых компонентов, чтобы сделать ссылку. Они включают в себя оптический драйвер, приемник, разъемы и самого волокна. Ошибки в битах также могут быть введены в результате оптической дисперсии и затухания, которые могут присутствовать. Также шум может быть введен в самом оптическом приемнике. Как правило, они могут быть фотодиоды и усилители, которые должны реагировать на очень маленьких изменений, и в результате может быть высокий уровень шума, который присутствует.

Другим фактором, способствующим для битовых ошибок является любой Дрожание фазы, которые могут присутствовать в системе, так как это может изменить выборку данных Теа.

BER и Eb / No

Отношение сигнал-шум и Eb / No цифры не являются параметрами, которые в большей степени связаны с радиолиний и систем радиосвязи. С точки зрения этого, частота появления ошибочных битов, BER, также может быть определена в терминах вероятности ошибки или POE. Определения этого используются три других переменных. Они являются функция ошибки, ERF, энергия в один бит, ЭБ, и спектральная плотность мощности шума (что мощность шума в полосе частот Гц 1), №

Следует отметить, что каждый тип модуляции имеет свое собственное значение функции ошибки. Это происходит потому, что каждый тип модуляции выполняет по-разному в присутствии шума. В частности, схемы более высокого порядка модуляции (к примеру 64QAM и т.д.), которые способны переносить более высокие скорости передачи данных, не столь надежными в присутствии шума. Меньшие форматы модуляции порядка (например, BPSK, QPSK и т.д.) предлагают более низкие скорости передачи данных, но являются более надежными.

Энергии на бит, ЭБ, может быть определена путем деления мощности несущей на скорости передачи данных и является мерой энергии с размерами джоулей. Нет это мощность на герц, и поэтому это имеет размерность мощности (джоулей в секунду), разделенное на секунды). Не Глядя на размеры отношение Eb / No все размеры компенсируют дать безразмерное отношение. Важно отметить, что РОЕ пропорционально Eb / No и является формой сигнала к шуму.

Факторы, влияющие на частоту появления ошибочных битов BER,

Это можно видеть из использования Eb / No, что частоты появления ошибочных битов, КОБ может зависеть от ряда факторов. Изменяя переменные, которыми можно управлять, можно оптимизировать систему, чтобы обеспечить уровень производительности, которые необходимы. Это, как правило, проводится в стадии проектирования системы передачи данных таким образом, что рабочие параметры могут быть скорректированы на начальных этапах проектирования концепции.

• Помехи: Уровни помех, присутствующих в системе, как правило, установлены под воздействием внешних факторов и не может быть изменен с помощью конструкции системы. Тем не менее, можно установить ширину полосы пропускания системы. За счет снижения пропускной способности уровень помех может быть уменьшено. Однако уменьшение полосы пропускания ограничивает пропускную способность данных, что может быть достигнуто.

• Увеличьте мощность передатчика: Кроме того, можно повысить уровень мощности системы таким образом, чтобы мощность на бит увеличивается. Это должно быть сбалансировано против факторов, включая уровни помех другим пользователям и влияние увеличения выходной мощности от размера усилителя мощности и общее энергопотребление и время автономной работы и т.д.

• Модуляция низшего порядка: схемы модуляции Низшие порядка могут быть использованы, но это за счет скорости передачи данных.

• Уменьшите пропускную способность: Другой подход, который может быть принят, чтобы уменьшить частоту появления ошибочных битов, чтобы уменьшить ширину полосы частот. Более низкие уровни шума будут получены, и, следовательно, соотношение сигнал-шум улучшится. Опять же это приводит к уменьшению пропускной способности данных достижимым.

Необходимо сбалансировать все имеющиеся факторы для достижения удовлетворительной скорости появления ошибочных битов. Обычно это не представляется возможным достичь всех требований и некоторые компромиссы необходимы. Тем не менее, даже с битовой частотой ошибок ниже того, что в идеале требуется, дополнительные компромиссы могут быть сделаны с точки зрения уровней коррекции ошибок, которые вводятся в передаваемые данные. Хотя более избыточные данные должны быть отправлены с более высокими уровнями коррекции ошибок, это может помочь замаскировать последствия любых битовых ошибок, которые возникают, тем самым улучшая общую частоту появления ошибок в битах.

Частота появления ошибочных битов BER является параметром, который дает прекрасную индикацию производительности линии передачи данных, таких как радио или волоконно-оптической системы. В качестве одного из основных параметров, представляющих интерес в любой линии передачи данных является количество ошибок, которые возникают, то коэффициент ошибок в битах является ключевым параметром. Знание BER также позволяет использовать другие особенности ссылки, такие как мощность и пропускную способность, и т.д., чтобы быть адаптированы для того, чтобы требуемые эксплуатационные характеристики, которые будут получены.

Оставить сообщение

Список сообщений

Источник

Коэффициент битовых ошибок

«…Коэффициент битовых ошибок (BER) — отношение числа ошибочно принятых бит (символов) к общему числу бит измеряемого сигнала в заданном временном интервале…»

Источник:

» СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM 900/1800. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. РД 45.301-2002″

(утв. Минсвязи РФ, введен Приказом Минсвязи РФ от 04.04.2003 N 34)

Официальная терминология.
.
2012.

Смотреть что такое «Коэффициент битовых ошибок» в других словарях:

коэффициент битовых ошибок и количество потерянных или искаженных сообщений при высоких уровнях на входе приёмника — 3.33 коэффициент битовых ошибок и количество потерянных или искаженных сообщений при высоких уровнях на входе приёмника: Определяется коэффициентом битовых ошибок (BER) или числом потерянных или искаженных сообщений в случае, когда уровень… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Коэффициент битовых ошибок и количество потерянных или искаженных сообщений при высоких уровнях на входе приемника — 1. Определяется коэффициентом битовых ошибок (BER) или числом потерянных или искаженных сообщений в случае, когда уровень полезного модулированного радиочастотного сигнала на входе приемника многократно превышает максимально используемую… … Телекоммуникационный словарь
Остаточный коэффициент битовых ошибок — (RBER) коэффициент ошибки, при подсчете которого исключаются пораженные кадры… Источник: СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM 900/1800. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. РД 45.301 2002 (утв. Минсвязи РФ, введен Приказом… … Официальная терминология
Коэффициент битовых ошибок — 1. Отношение числа ошибочно принятых бит (символов), к общему числу бит измеряемого сигнала в заданном временном интервале Употребляется в документе: РД 45.301 2002 Средства измерений электросвязи сетей подвижной связи стандарта GSM 900/1800.… … Телекоммуникационный словарь
Остаточный коэффициент битовых ошибок — 1. Коэффициент ошибки, при подсчете которого исключаются пораженные кадры Употребляется в документе: РД 45.301 2002 Средства измерений электросвязи сетей подвижной связи стандарта GSM 900/1800. Технические требования … Телекоммуникационный словарь
РД 45.298-2002: Оборудование аналоговых транкинговых систем подвижной радиосвязи. Общие технические требования — Терминология РД 45.298 2002: Оборудование аналоговых транкинговых систем подвижной радиосвязи. Общие технические требования: 3.1 абонент (сети связи): Физическое или юридическое лицо, имеющее договорные отношения соператором связи на получение… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 54417-2011: Компоненты волоконно-оптических систем передачи. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 54417 2011: Компоненты волоконно оптических систем передачи. Термины и определения оригинал документа: 26 активная волоконно оптическая линия задержки; активная ВОЛЗ: Активный компонент ВОСП, предназначенный для задержки… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
порог — 3.3 порог: Нижняя часть притвора дверного полотна или ворот. Источник: ГОСТ Р 53307 2009: Конструкции строительные. Противопожарные двери и ворота. Метод испытаний на огнестойкость … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
порог чувствительности цифрового ПРОМ — 87 порог чувствительности цифрового ПРОМ: Минимальная средняя мощность оптического сигнала на входном оптическом полюсе цифрового ПРОМ при заданных характеристиках этого сигнала, при которой обеспечивается заданный коэффициент битовых ошибок.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
КБО — кобура оперативная Словарь: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. 318 с. КБО комбинат бытового обслуживания Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений … Словарь сокращений и аббревиатур

Источник

Выполнил: Студент гр. СОД 3-15-1 Папсуев О.С.

Что такое BER?

Ber (Bit Error Rate) — отношение числа ошибочно принятых битов к общему числу принятых битов. Его величина статистически колеблется около значения среднего коэффициента ошибок за длительный промежуток времени. Разница между непосредственно измеренным коэффициентом ошибок и долговременным средним значением зависит от числа контролируемых бит и тем самым от длительности измерения.

Kош= Nош/N

где N – общее число символов, переданных за интервал измерения; Nош – число ошибочно принятых символов за интервал измерения

Например, если число ошибочно принятых бит оказалось равным 20, а заданное общее число принимаемых бит – 106, то коэффициент ошибок составит

20/106 = 20 x 10-6 = 2 x 10-5

Зачем измеряется BER

Измерения параметра ошибок – это самая важная часть практики эксплуатации цифровой системы связи. Так как информация передается в системе связи в цифровом виде, то единственной мерой качества работы системы связи является параметр ошибки. Эта мера является универсальной в том смысле, что она едина для любых цифровых систем передачи и коммутации. Действительно, вне зависимости от того, какие типы линейного кода используются в системе передачи, на каких принципах построена система коммутации и какие протоколы используются, единой мерой качества цифровой сети является уровень ошибок, который она привносит в передаваемый цифровой поток.

Все технические решения в области эксплуатации направлены на уменьшение параметра ошибок, все измерения соотносятся с параметром ошибок (например, исследуются вопросы о влиянии джиттера на параметр ошибок, кодовых ошибок на параметр ошибок и пр.). Таким образом, измерение параметра ошибок представляет собой ключ к эксплуатационным измерениям, и уже одного этого достаточно, чтобы посвятить раздел методам измерения ошибок.

Модель возникновения ошибок в системе передачи

В самом общем виде модель возникновения ошибок выглядит следующим образом. Устройство А передает по рабочему каналу устройству В цифровой поток в виде единиц и нулей. Внешние воздействия на канал (шумы, интерференция, сбои в системе связи и т.д.) приводят к нарушению в интерпретации принимаемых символов на стороне В. В результате в некоторых случаях вместо 1 устройство В принимает 0 и наоборот.

Измерение параметра ошибок с использованием тестовой последовательности

В методе использования тестовой последовательности очень важным является вопрос о том, каким образом передать на сторону В знание о структуре последовательности. Здесь существует два способа. Первый заключает в том, чтобы передавать одну и ту же последовательность циклично, например, одна единица, затем три нуля, тогда в канале будет передаваться информация

1000100010001000100010001000 … тестовая последовательность

Если на стороне В приемник понимает правило формирования этой тестовой последовательности, то он легко найдет все отклонения, например:

1000100010001010100000001000 … 2 битовые ошибки

Метод измерения параметра ошибки без отключения канала

Суть метода состоит в том, что передаваемые данные реального трафика разделяются на блоки данных. Затем перед началом передачи данных в системе передачи над блоком совершается специальные вычисления, результат которых добавляется к блоку и передается на сторону В. На стороне приемника В над блоком производятся аналогичные вычисления, результат которых сравнивается с пересланным служебным полем от стороны А. Если результаты вычислений не совпадают, делается вывод о присутствии ошибки в блоке данных. Таким образом, можно проводить измерения на реальном трафике, без отключения канала. Единство методики определяется тем, что контроллеры, производящие вычисления, действуют по единым правилам расчета.

Принципы нормирования и измерения параметров ошибок

Выше уже было показано, что существует два метода измерений параметров соответственно BER и BLER. Рассмотрим теперь, каким образом эти методы накладываются на реальные методики измерений цифровых систем передачи.

Прежде всего, следует четко понять, что сами по себе параметры BER и BLER не могут быть использованы для нормирования качества в цифровых системах передачи. Возникает это потому, что оба параметра являются интегральными.

По определению, параметр BER представляет собой частное от деления количества ошибок на общее количество переданных битов:

BER=ErrB/BITS

Такое определение не учитывает природу возникновения ошибок и структуру их распределения. В то же время от структуры распределения битовых ошибок зависит окончательный вывод о том, качественный или некачественный канал системы передачи мы измеряем.

Для иллюстрации рассмотрим два случая возникновения ошибок в канале цифровой системы передачи

Слева представлен «пакет» ошибок, возникающий обычно вследствие наводок на кабель системы передачи.

Справа показан случай появления случайных ошибок, которые обусловлены самим качеством системы передачи и в большинстве случаев не связаны с какой-либо конкретной причиной.

В обоих случаях параметр BER оказывается очень высоким, например BER=10-5. Но сказать о практическом качестве цифровой системы передачи этот параметр не может. В рассмотренных примерах при одинаковом BER канал слева – это очень качественный канал. Все возникшие в нем ошибки помещаются в течение 6 сек, а других ошибок в канале нет. Если мы мысленно «вырежем» эти 6 секунд, то мы получим идеальный канал. В противоположность этому при BER=10-5 для канала справа мы имеем совершенно неприемлемое качество, т.к. появление единичных ошибок в таком канале – это слишком частое явление.

Эта иллюстрация показывает, что интегральная природа параметра BER (следовательно, и BLER) не позволяет использовать его в качестве корректного параметра нормирования и характеристики качества. Для полноты картины необходимо знать еще и характеристику распределения ошибок.

Для того, чтобы оценить распределение ошибок было предложено считать отдельно секунды с ошибками (ES) и секунды, пораженные ошибками (SES).

Секунды с ошибками ES – это все секунды в течении которых были ошибки, тогда как SES — это секунды, в течении которых BER был хуже, чем 10-3. Переход от анализа интегрированного параметра BER к дифференцированным значениям этого параметра в течении односекундных интервалов позволяет учесть распределение параметра ошибок. Например, на рисунке представлены значения не только параметра BER, но и соответствующие ситуации значения параметров ES и SES. По соотношению параметров ES и SES можно оценить кучность возникновения ошибок в измеряемом канале. Речь идет именно об оценке, а не о точном измерении параметров распределения ошибок, но для целей эксплуатации этого оказывается достаточно.

Следует отметить, что относительно измерений BER параметры ES, SES, а также другие параметры методики (AS, UAS и пр.) являются вторичными, т.к. непосредственно измеряется параметр BER в односекундных интервалах. Но именно эти параметры представляют интерес для отчетности по качеству в цифровом канале.

Измеритель коэффициента битовых ошибок Tektronix BERTScope BSA

Измерители коэффициента битовых ошибок Tektronix BERTScope серии BSA предлагают новый подход к измерению целостности сигнала в системах последовательных данных. Быстрое и точное определение коэффициента битовых ошибок (BER) за счет анализа диаграмм и генерации цифровых последовательностей с битовыми ошибками. Tektronix BERTScope серии BSA легко позволяет выделить проблемные биты или последовательности бит для дальнейшего анализа с помощью семи алгоритмов, обеспечивая непревзойденную глубину статистических измерений.

Источник

В предыдущей статье были рассмотрены общие аспекты оценки качества и измерений в цифровых системах связи. Дальнейшее рассмотрение начнем с анализа методов оценки качества сигнала.

ГЛАЗ-ДИАГРАММА

Удобным (и гениально простым!) графическим методом оценки качества цифрового сигнала на выходе регенератора является глаз-диаграмма. Она представляет собой результат наложения всех возможных импульсных последовательностей в течение промежутка времени, равного двум тактовым интервалам линейного сигнала.

Наиболее простой пример — диаграмма для троичного (возможные уровни -1, 0, +1) линейного сигнала при косинус-квадратной форме входного сигнала регенератора. Хорошо видна область («раскрыв») глаз-диаграммы, в пределах которой должна производиться операция опознания сигнала для каждого из двух уровней решения. Горизонтальные линии, обозначенные как -1, 0 и +1, соответствуют амплитудам импульсов при отсутствии помех, а вертикальные линии через каждый тактовый интервал Т — идеальным моментам решения.

Процесс принятия решения показан в виде двух крестиков в каждом «раскрыве» глаз-диаграммы. Вертикальная черта каждого крестика определяет момент решения, а горизонтальная — его уровень. Гарантией безошибочной регенерации цифрового сигнала является наличие вблизи каждого крестика определенной области, в пределах которой и должно происходить опознание сигнала.

Наличие помех приводит к сокращению этой области по сравнению с идеальным случаем. Минимальное расстояние между центром крестиков и краями «глаза» служит мерой запаса помехозащищенности. Запас уменьшается как из-за искажений формы импульса, так и вследствие несовершенства самого процесса принятия решения. Первая причина приводит к уменьшению «раскрыва» глаз-диаграммы, а вторая — к перемещению точки принятия решения вдоль границ глаза. Возникающие вследствие двух указанных причин искажения принято подразделять на амплитудные и временные, соответствующие смещению точки принятия решения по вертикали и горизонтали. Для удобства дальнейших рассуждений будем считать, что точка принятия решения остается неподвижной, а уменьшается «раскрыв».

Степень уменьшения «раскрыва» глаз-диаграммы по вертикали определяется результирующими искажениями, вызванными межсимвольными помехами, эхосигналами, изменениями амплитуды импульсов на выходе регенератора, погрешностями порогов решающих устройств. В результате воздействий появляется вертикальная составляющая искажений глаз-диаграммы ΔA. Именно на эту величину должны быть сдвинуты края идеальной глаз-диаграммы.

Временные искажения глаз-диаграммы ΔТ, включающие несоответствие моментов решения их статическим значениям и джиттер, учитываются обычно в смещении границ «глаза» по горизонтали.

Очевидно, что для компенсации ухудшения реальной глаз-диаграммы по сравнению с идеальной необходимо увеличить величину отношения сигнал/шум на величину ΔS/N = 20 lg (H/h), дБ, где H и h представляют собой вертикальный «раскрыв» идеальной и реальной глаз-диаграмм, соответственно.

КОЭФФИЦИЕНТ БИТОВЫХ ОШИБОК

Ключевым параметром качества ЦСП являются ошибки. Показателей ошибок множество, все они будут по-очередно рассмотрены ниже. Самый простой из них — коэффициент битовых ошибок (Bit Error Ratio, BER). Напомним, что под BER следует понимать отношение количества ошибочных битов к их общему переданному числу.

Необходимо отметить, что при прочих равных условиях BER зависит от количества переданных битов. Например, длинная последовательность одинаковых символов может вызвать низкочастотную амплитудную модуляцию и детерминированный джиттер, следствием которых будет рост числа ошибок. Для обеспечения корректности сравнения разных ЦСП используются типовые испытательные последовательности, причем каждой стандартной скорости передачи соответствует своя испытательная последовательность. По своим свойствам они близки к гауссову шуму, но имеют определенный период повторения. Поэтому они называются не просто случайными, а псевдослучайными последовательностями (ПСП) (Pseudo-Random Bit Sequence, PRBS).

Следует особо подчеркнуть, что оценка BER будет абсолютно точной только при бесконечно большом числе переданных битов. Строго говоря, когда их число ограничено, мы получаем не вероятность события BER, а его оценку BERT. Очевидно, что уровень достоверности этой оценки (Confidential Level, CL), называемый также доверительной вероятностью, зависит от количества зарегистрированных ошибок и от общего числа переданных битов N.

Это подтверждают данные таблицы (см. Таблицу 1), где приведены требуемые значения нормированной длительности NxBER в зависимости от числа зарегистрированных ошибок Е и уровня достоверности оценки CL — чем больше число зарегистрированных ошибок и уровень достоверности оценки CL, тем большее число битов необходимо передать.

Типовая схема измерения BER предполагает наличие генератора испытательных битовых (символьных) последовательностей тестера BER, испытуемого объекта (регенератора, участка ЦСП и т. д.) и детектора ошибок тестера BER.

Генератор тестера BER формирует испытательные сигналы, которые подаются на вход тестируемого объекта. Генератор тестируемого сигнала является также источником сигнала для детектора ошибок тестера BER.

Тестируемый объект может быть территориально совмещен с тестером BER или находиться в удаленном пункте. В любом случае испытуемый объект должен быть выведен из эксплуатации и сигнал с его выхода подан на вход приемника тестера BER. Как говорят связисты, должен быть организован измерительный шлейф.

Детектор ошибок получает испытательный сигнал с выхода тестируемого объекта или формирует точную копию этого сигнала автономно. Испытательный сигнал генератора сравнивается побитно с сигналом, поступающим с выхода испытуемого объекта. Каждое различие сигналов детектор фиксирует как битовую ошибку.

Необходимую синфазность двух указанных сигналов обеспечивает детектор ошибок, в котором предусмотрена требуемая задержка сигнала с выхода генератора. Задача фазирования сигналов обычно выполняется на этапе калибровки тестера BER.

Испытательные сигналы тестеров BER стандартизованы. Как уже отмечалось выше, информационный сигнал в тестерах BER имитируется в виде так называемых псевдослучайных последовательностей ПСП (PRBS), они формируются в соответствии со стандартными алгоритмами и различаются числом генерируемых символов M = 2k-1 , где k — целое число.

В генераторах тестеров BER предусмотрена возможность создания произвольных испытательных последовательностей, называемых обычно кодовыми словами.

Очевидным недостатком BER является необходимость вывода тестируемого объекта из эксплуатации (Out of Service, OoS), что вполне приемлемо в процессе разработки или ремонта объекта и неудобно, если ЦСП уже эксплуатируется. Кроме того, параметр BER хорош для оценки влияния одиночных помех, обусловленных гауссовыми процессами, например собственными и переходными помехами. В то же время в любой реальной системе связи присутствуют и целые пакеты таких ошибок (их еще называют серийными ошибками). Поэтому без знания временной структуры ошибок системы связи невозможна эффективная локализация повреждений и накопление адекватной информации о качестве разработки и инсталляции оборудования. По сути, одного параметра BER недостаточно для корректной оценки работы ЦСП. Необходимы более адекватные, учитывающие структуру помех, показатели качества ЦСП с возможностью их мониторинга в процессе нормальной эксплуатации системы связи (In Service Monitoring, ISM). Но об этом уже в следующей статье.

Игорь Иванцов — менеджер отдела «Инструменты и приборы для монтажа и обслуживания телекоммуникационных систем» компании «СвязьКомплект». С ним можно связаться по тел. (095) 362-7787, по адресам: info@skomplekt.com, http://www.skomplekt.com.

Таблица 1. Требуемые значения нормированной длительности.

E	CL = 90%	CL = 95%	CL = 99%
NxBER
0	2,3	3	4,61
1	3,89	4,74	6,64
2	5,32	6,3	8,4

Источник

Example[edit]

Packet error ratio[edit]

Factors affecting the BER[edit]

Analysis of the BER[edit]

Mathematical draft[edit]

Bit error rate test[edit]

Common types of BERT stress patterns[edit]

Bit error rate tester[edit]

See also[edit]

References[edit]

External links[edit]

Что такое BER — Bit Error Rate?

Оставить сообщение

Список сообщений

Коэффициент битовых ошибок

Смотреть что такое «Коэффициент битовых ошибок» в других словарях:

Что такое BER?

Зачем измеряется BER

Модель возникновения ошибок в системе передачи

Измерение параметра ошибок с использованием тестовой последовательности

Метод измерения параметра ошибки без отключения канала

Принципы нормирования и измерения параметров ошибок

Слева представлен «пакет» ошибок, возникающий обычно вследствие наводок на кабель системы передачи.

Измеритель коэффициента битовых ошибок Tektronix BERTScope BSA

ГЛАЗ-ДИАГРАММА

КОЭФФИЦИЕНТ БИТОВЫХ ОШИБОК

Таблица 1. Требуемые значения нормированной длительности.