Was ist Vorwärtsfehlerkorrektur?
Die Vorwärtsfehlerkorrektur ist eine Methode zur Datenübertragung, mit der Empfänger viele Arten von Fehlern in den Informationen automatisch erkennen und beheben können. Der Prozess erfordert keine Kommunikation mit dem Sender. Stattdessen verwalten Empfänger Fehler, wenn möglich, unabhängig voneinander. In Situationen, in denen Daten hoffnungslos beschädigt werden, kann es erforderlich sein, eine erneute Übertragung anzufordern, um eine saubere Kopie für die Verwendung zu erhalten.
Der Prozess beginnt beim Sender, der der Nachricht einige zusätzliche Bits hinzufügt. Die Art der redundanten Daten kann je nach dem Ansatz zum Hinzufügen von Daten variieren. Einige Optionen umfassen die algebraische Codierung, den Viterbi-Decodierungsalgorithmus und die Faltungscodierung. Diese erzeugen ein Muster, das der Empfänger erkennen und verwenden kann, um den Rest der Daten zu überprüfen.
Wenn die Übertragung sauber ist, zeigt die Überprüfung, dass keine Fehler vorliegen, und der Empfänger kann die Daten an den Benutzer liefern. Falls ein Problem auftritt, vergleicht der Empfänger die bekannten redundanten Daten mithilfe der Vorwärtsfehlerkorrektur mit den anscheinend verfälschten Informationen und verwendet diese Analyse, um die verfälschten Daten zu beheben und eine Ausgabe für den Benutzer zu generieren. Wenn der Empfänger den Fehler nicht beheben kann, kann dies darauf hinweisen, dass die Daten zu korrupt sind, oder es können leere Stellen enthalten sein, an denen die Informationen nicht wiederhergestellt werden konnten.
Ein Vorteil der Vorwärtsfehlerkorrektur besteht darin, dass ein Sender einen Datenburst an so viele Empfänger senden kann, wie auf einmal verfügbar sind. Die Empfänger müssen nicht mit dem Sender per Handshake kommunizieren und sind nicht an Antworten auf seine Übertragungen gebunden. Es kann auch die Systembelastung verringern, da Anforderungen zum erneuten Senden von Daten schnell Bandbreite beanspruchen und andere Übertragungen verzögern können. Das Hinzufügen redundanter Informationen zu Übertragungen kann jedoch auch die Bandbreite verstopfen. Entwickler müssen dies berücksichtigen, wenn sie eine Vorwärtsfehlerkorrektur entwickeln, da sie genügend zusätzliche Daten senden möchten, damit die Empfänger sie verwenden können, ohne das System zu überlasten.
Seit Beginn des 20. Jahrhunderts gibt es einen grundlegenden Rahmen für die Vorwärtsfehlerkorrektur mit Funkübertragungen. Beträchtliche Forschungen zu diesem Thema wurden in den 1940er und 1950er Jahren durchgeführt. Unternehmen entwickeln weiterhin neue Methoden zur effizienten Übertragung präziser Daten bei geringstmöglicher Bandbreitenbelastung. Die Anforderungen an die Bandbreite steigen in vielen Regionen, was bedeutet, dass dies ein wichtiger Aspekt bei Übertragungsalgorithmen sein kann.