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IN0010_GRNVS: Leitungskodierung
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hmelder committed Jul 27, 2024
1 parent 533a664 commit 997f686
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Showing 10 changed files with 170 additions and 1 deletion.
126 changes: 126 additions & 0 deletions IN0010_GRNVS/leitungskodierung.yaml
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -0,0 +1,126 @@
title: 'GRNVS: Kapitel 1: Leitungskodierung und Modulation'
author: Hugo Melder
id: 49823820834
cards:
# Leitungskodierung
- type: markdown
front: Was ist ein Basisbandsignal?
back: |
- type: markdown
front: Welchen Sendeimpuls hat **Non-Return-To-Zero** (NRZ)?
back: |
Einen Rechteck-Impuls mit Periodendauer T
- type: markdown
front: Welchen Sendeimpuls hat **Return-To-Zero** (NRZ)?
back: |
[$$]g(t) = \text{rect}(2t + \frac{T}{2})[/$$]
- type: markdown
front: Welchen Grundimpuls hat der **Manchester-Code**?
back: |
[$$]g(t) = \text{rect}(2t + \frac{T}{2}) - \text{rect}(2t - \frac{T}{2})[/$$]
- type: markdown
front: Welchen Sendeimpuls hat **Multi-Level-Transmit 3** (MLT3)?
back: |
Einen Rechteck-Impuls mit Periodendauer T
- type: markdown
front: Was ist das Besondere an der Gewichtung bei **Multi-Level-Transmit 3** (MLT3)?
back: |
[$$]d_n = \sin\left( \frac{\pi}{2} \sum_{k = 1}^n b_k \right)[/$$]
Somit abhängig von der Anzahl der **bislang** beobachteten 1-Bits.
- type: markdown
front: |
Um welche Leitungskodierung handelt es sich hier?
Wie viele Symbole werden pro Bit benutzt?
Ist das Signal Gleichstromfrei?
[[image: rz.png]]
back: |
Return to Zero. Es wird ein Symbol pro Bit genutzt.
Das Signal ist nicht Gleichstromfrei.
- type: markdown
front: |
Um welche Leitungskodierung handelt es sich hier?
Wie viele Symbole werden pro Bit benutzt?
Ist das Signal gleichstromfrei?
[[image: nrz.png]]
back: |
Non-Return to Zero. Es werden zwei Symbole pro Bit genutzt.
Das Signal ist nicht Gleichstromfrei.
- type: markdown
front: |
Um welche Leitungskodierung handelt es sich hier?
Wie viele Symbole werden pro Bit benutzt?
Ist das Signal gleichstromfrei?
[[image: manchester.png]]
back: |
- Manchester-Code
- 2 Symbole/bit
- Signal Gleichstromfrei
- type: markdown
front: |
Um welche Leitungskodierung handelt es sich hier?
Wie viele Symbole werden pro Bit benutzt?
Ist das Signal gleichstromfrei?
[[image: mlt_3.png]]
back: |
- **Multi-Level-Transmit 3** (MLT3)
- 1 Symbol/bit
- Keine Gleichstromfreiheit
# Modulation
- type: markdown
front: |
Was ist ein Problem von zeitlich-begrenzten Sendeimpulsen?
back: |
Sie haben ein **unendlich ausgedehntes Spektrum**.
Dies führt zu Problemen, wenn der Kanal *nicht* exklusiv genutzt wird.
- type: markdown
front: Was ist ein Basisbandsignal?
back: |
Ein Basisbandsignal ist ein **nicht moduliertes Signal** und typischerweise
in der niedrigsten Frequenzebene vorliegt (0 bis zu einer bestimmten
maximalen Frequenz, wenn bandbegrenzt).
- type: markdown
front: Wie kann ein Kanal von mehreren Übertragungen **zeitgleich** verwendet werden?
back: |
1. Das **Basisbandsignal** wird **tiefpass-gefiltert**
2. **Modulierung** auf **Trägersignal**
- type: markdown
front: |
Zu welchem Modulationsverfahren gehört diese Signalraumzuordnung?
Wie viele Signalstufen gibt es? Wieviele Bits kann ein Symbol repräsentieren?
[[image: 4ask_signalraum.png]]
back: |
- 4-ASK (Amplitude Shift Keying)
- Es gibt 4 Signalstufen, also log2(4) = 2 Bits pro Symbol
- type: markdown
front: Wie funktioniert das **Amplitude Shift Keying** Modulationsverfahren?
back: |
- Es gibt eine Signalraumzuordnung für die Symbole zu einer Amplitude.
- Ein Datenstrom kann als eine Sequenz von Symbolen kodiert werden
- Diese **Symbolsequenz ändert die Amplitude eines Grundimpulses**
Wichtig: Wir manipulieren hier nur die Amplitude, nicht die Phase.
- type: markdown
front: Was bedeutet es, wenn zwei Sinuswellen in Quadratur stehen?
back: |
Wenn zwei Sinuswellen in Quadratur stehen, bedeutet das, dass ihre Phasen um
90 Grad (π/2 Radian) verschoben sind.
- type: markdown
front: Wie wird der Sinusanteil bei **QAM** bezeichnet?
back: |
**Quadratur-Anteil**
- type: markdown
front: Wie wird der Kosinusanteil bei **QAM** bezeichnet?
back: |
**Inphase-Anteil**
- type: markdown
front: Wie funktioniert **Quadratur-Amplituden-Modulation** Modulationsverfahren?
back: |
- Signalraum ist Zwei-Dimensional. Jedem Symbol kann also ein **Inphase
(X-Achse)** und **Quadratur (Y-Achse)** Anteil zugeordnet werden
- Getrennt auf zwei Trägersignale multipliziert
- type: markdown
front: Was ist ein Nebeneffekt von der verdoppelten Datenrate bei QAM?
back: |
Wir nutzen durch die Phasenverschiebung nun auch die **doppelte Bandbreite**.
Binary file added IN0010_GRNVS/resources/16_qam.png
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Binary file added IN0010_GRNVS/resources/4ask_sendesignal.png
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Binary file added IN0010_GRNVS/resources/4ask_signalraum.png
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Binary file added IN0010_GRNVS/resources/manchester.png
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Binary file added IN0010_GRNVS/resources/mlt_3.png
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Binary file added IN0010_GRNVS/resources/nrz.png
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Binary file added IN0010_GRNVS/resources/wifi_example.png
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45 changes: 44 additions & 1 deletion IN0010_GRNVS/sicherungsschicht.yaml
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -610,6 +610,30 @@ cards:
- Alle 1-bit Fehler
- Isolierte 2-bit Fehler
- Einige Burst-Fehler, die länger sind als n
- type: markdown
front: Begründe, ob für CRC ein irreduzibles Reduktionspolynom benötigt wird.
back: |
Wird ein irreduzibles Polynom genutzt, so bilden alle möglichen Checksummen
einen **endlichen Körper**.
Diese Eigenschaft wird für CRC (für die Fehlererkennung) **nicht benötigt**.
- type: markdown
front: Wie reagiert bei Ethernet der Empfänger, wenn ein Bitfehler erkannt wird?
back: |
Der Rahmen wird verworfen.
- type: markdown
front: Wofür wird das Reduktionspolynom bei CRC verwendet?
back: |
Mapping einer Nachricht beliebiger Länge auf eine Checksumme fester Länge.
- type: markdown
front: Was versteht man unter Kanalkodierung?
back: |
Gezieltes Hinzufügen von Redundanz zur späteren Erkennung und Korrektur von
Übertragungsfehlern.
- type: markdown
front: Was versteht man unter Quellenkodierung?
back: |
Das Entfernen ungewollter Redundanz aus den zu sendenden Daten.
# FIXME: Polynomdivision and Reducibilty CRC Missing
- type: markdown
id: 94 # (generated)
Expand Down Expand Up @@ -716,10 +740,29 @@ cards:
front: Wie werden Schleifen vermieden??
back: |
Switches kommunizieren miteinander, um redundante Pfade zu deaktivieren.
# FIXME: WLAN Access Points
# WLAN Access Points
- type: markdown
id: 110 # (generated)
front: Was ist ein wesentlicher Unterschied zwischen WLAN Access Points und Switches?
back: |
- Clients sind sich der **Anwesenheit** eines Access Points **bewusst**.
- Zur Kommunikation untereinander wird der Access Point direkt adressiert.
- type: markdown
front: Was haben WLAN Access Points und Switches gemeinsam?
back: |
- **Weiterleitungsentscheidungen** auf Basis von MAC-Adressen
- **Unterbrechen Kollisionsdomänen** auf logischer Ebene
- type: markdown
front: |
PC1 will mit NB1 kommunizieren, wobei NB 2 mit dem AP assoziiert ist.
Was passiert als nächstes?
[[image: wifi_example.png]]
back: |
- Der AP empfängt und akzeptiert den Rahmen
- Der IEEE 802.3 Rahmen wird zu einem IEEE 802.11 **Rahmen umgewandelt**
Folgende Adressen sind im neuen Rahmen enthalten:
- **Receiver Address** (RA) = Destination Address (DA)
- **Transmitter Address** (TA) = MAC-Adresse des AP
- **Source Address** (SA) bleibt gleich

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