¿Qué es la codificación del canal?
La codificación de canales
es una técnica utilizada en las comunicaciones digitales para garantizar que se reciba una transmisión con errores mínimos o nulos. Los diversos métodos de codificación que se pueden emplear se logran entrelazando dígitos binarios adicionales en la transmisión. Cuando se decodifica en el extremo receptor, la transmisión se puede verificar en busca de errores que puedan haber ocurrido y, en muchos casos, reparado. Otras veces, el destinatario simplemente solicita la transmisión nuevamente.
La idea detrás de la codificación del canal se desarrolló debido a la inevitable existencia de errores en cualquier tipo de canal de comunicación dado. Las ondas de radio, las señales eléctricas e incluso las ondas de luz sobre los canales de fibra óptica tendrán cierta cantidad de ruido en el medio, así como la degradación de la señal que ocurre en cierta distancia. Al ser un problema tan común en las comunicaciones, numerosas teorías sobre cómo lidiar con él se han desarrollado bajo ramas de matemáticas aplicadas, como la teoría de la información y la teoría de la codificación.
Un método de uso común se llama solicitud de repetición automática (ARQ), que simplemente implica que el destinatario verifique la transmisión para obtener errores y solicite retransmisión en caso de que ocurra. Esto a veces se conoce como corrección de errores hacia atrás. La codificación de canales, por otro lado, es una técnica de corrección de errores de reenvío (FEC). El remitente prepara los bits para la transmisión utilizando un algoritmo especial conocido como código de corrección de errores, que luego se decodifica en el extremo receptor. Ambos métodos también se usan a menudo de manera híbrida, lo que permite que se reparen pequeños errores en la transmisión con un código de canal, con errores importantes que requieren una retransmisión completa.
La primera técnica de codificación de canal fue creada por un matemático llamado Richard Hamming, quien desarrolló lo que se conoce como el código Hamming. Este fue el primer código de corrección de errores de reenvío, que implica la inclusión de Digi binario adicionalTS en la transmisión que se llaman bits de paridad. Un cálculo inteligente de los bits de paridad en el extremo receptor de la transmisión revelará si se han producido errores en la transmisión, donde están en la cadena de bits y cómo repararlos para recuperar la transmisión original.
El código de Hamming cae en la familia de métodos de codificación de canales denominados códigos de bloque, de los cuales muchos se han desarrollado a lo largo de los años. Los códigos de bloque generalmente implican los bits que se recopilan en bloques de longitudes fijas, que luego se denominan palabras de código. Cada palabra de código recibe los bits de verificación apropiados para decodificar por el destinatario. Los métodos de código de bloque tienden a aumentar el tamaño de la transmisión debido a los bits agregados en la palabra de código, que puede tener un efecto en el ancho de banda del canal.
Otro método de codificación de canal se conoce como código convolucional. Estos métodos son mucho más rápidos y pueden codificar un flujo de bit de cualquier longitud. Un código de uso común deEste tipo se llama Código Viterbi, creado por el matemático italiano Andrew Viterbi. El inconveniente de este método es que a medida que aumenta la longitud del código convolucional, también lo hace su complejidad al decodificar. En muchos casos, los códigos convolucionales se utilizan en combinación con códigos de bloque en lo que se conoce como códigos de corrección de errores concatenados.