Bitfehleranteil

Bitfehleranteil, abgekürzt BER (englisch: bit error rate), ist ein Maß für die Güte digitaler Übertragungen oder Speichersysteme. Es beschreibt das Verhältnis der fehlerhaft empfangenen Bits zur insgesamt übertragenen Bit-Anzahl in einem definierten Zeitraum oder Datensatz. Ein niedriger BER kennzeichnet eine zuverlässige Übertragung, ein hoher BER weist auf zahlreiche Bitfehler hin.

Berechnung und Messung: BER wird definiert als Anzahl der Bitfehler geteilt durch die Anzahl der übertragenen Bits. Praktisch wird dazu eine bekannte Bitfolge, oft pseudorandom, verwendet. Die Fehleranzahl wird durch Vergleich von empfangenen und gesendeten Bits bestimmt. BER ist zeitabhängig, daher werden Messungen über eine bestimmte Zeitspanne oder Frames durchgeführt. Theoretisch hängt der BER vom Signal-Rausch-Verhältnis, der Modulation und dem Kanal ab (z. B. AWGN, Rayleigh).

Einflüsse und Reduktion: Ursachen sind Rauschen, Störungen, Mehrwegeausbreitung, Synchronisationsfehler und Quantisierungsrauschen. Zur Senkung des BER werden Fehlerkorrekturcodes (FEC), Interleaving und moderne Codierungs- und Modulationsschemata eingesetzt (z. B. LDPC, Turbo Codes, Reed-Solomon). Weitere Ansätze sind SNR-Steigerung, Kanalgleichrichtung, Diversity und adaptive Modulation. Der BER hängt von Eb/N0 ab; bei gegebener Modulation in AWGN lässt sich der BER-Verlauf aus Funktionen wie Q ableiten (Beispiel: BPSK in AWGN BER ≈ Q(√(2 Eb/N0))).

Anwendungen und Bedeutung: BER ist ein zentrales Maß in Telekommunikation, Speicher- und Netzwerktechnik, da er die Zuverlässigkeit der Übertragung bestimmt und oft Anforderungen an Redundanz, Codierung oder Bandbreite beeinflusst. Typische Werte variieren stark je nach System, Modulation und Kanal; in gut gestalteten Systemen werden BER-Ziele von 10^-6 bis 10^-9 angestrebt, bei widrigen Kanälen können höhere Werte auftreten.