BurstFehlern

BurstFehlern bezeichnet eine Folge benachbarter Bit- oder Symbolfehler in der Datenübertragung oder -speicherung, die in kurzer Zeit auftritt. Im Gegensatz zu zufällig verteilten Einzelbitfehlern treten mehrere Fehler hintereinander auf, wodurch sich die Fehlerlast stark konzentriert. Die Burstlänge wird häufig in Bits oder Symbolen gemessen und variiert je nach Medium, Störung und Übertragungslage.

Ursachen sind impulsive Störungen, elektromagnetische Interferenzen, Crosstalk, Leitungs- oder Mediendefekte sowie Alterung von Speichermedien. In drahtlosen Kanälen können Burstfehler durch plötzliche Störungen, Mehrwegübertragung oder schnelle Bewegungen entstehen. Burstfehler treten typischerweise in zeitlichen Intervallen auf, die länger als eine einzelne Codewortlänge sein können.

Modelle und Kennzahlen: Burstfehler lassen sich durch Längenverteilungen charakterisieren, wobei die Burstbreite L im Fokus steht. Ein verbreitetes Modell in der Kanalmodellierung ist das Gilbert-Elliott-Modell, eine zwei-Zustand-Markov-Kette mit gutem (niedriger BER) und schlechtem Zustand (hoher BER); Übergänge erzeugen Bursts. Andere Modelle nutzen gemischte i.i.d.-Ansätze oder empirische Verteilungen.

Auswirkung auf Codierung: Burstfehler mindern die Effektivität von Codes, die auf unabhängige Fehler ausgelegt sind. Gegenmaßnahmen umfassen interleaving, das Bursts über mehrere Codewörter verteilt, sowie robuste Fehlerkorrekturcodes wie Reed-Solomon, BCH oder LDPC. CRC-Prüfsummen dienen der Fehlererkennung, während FEC und ARQ-Strategien zusammen genutzt werden, um Burstfehler zuverlässig zu handhaben.

Anwendungsbereiche: Burstfehler treten in magnetischen Speichern, optischen Medien, drahtlosen Netzwerken und kabelgebundenen Kanälen auf. Die Modeling- und Gegenmaßnahmen sind zentral für die Zuverlässigkeit von Kommunikationssystemen und Speichersystemen.