O que é codificação de canal?

O codificação do canal é uma técnica usada nas comunicações digitais para garantir que uma transmissão seja recebida com erros mínimos ou não. Os vários métodos de codificação que podem ser empregados são alcançados entrelaçando dígitos binários adicionais na transmissão. Quando decodificada na extremidade do recebimento, a transmissão pode ser verificada quanto a erros que podem ter ocorrido e, em muitos casos, reparados. Outras vezes, o destinatário simplesmente pede a transmissão novamente.

A idéia por trás da codificação do canal foi desenvolvida devido à inevitável existência de erros em qualquer tipo de canal de comunicação. Ondas de rádio, sinais elétricos e até ondas de luz sobre os canais de fibra óptica terão alguma quantidade de ruído no meio, bem como a degradação do sinal que ocorre a alguma distância. Sendo um problema tão comum nas comunicações, inúmeras teorias de como lidar com ele se desenvolveram sob ramos de matemática aplicada, como teoria da informação e teoria da codificação.

Um método comumente usado é chamado de solicitação de repetição automática (ARQ), que simplesmente envolve o destinatário que verifica a transmissão por erros e solicitando retransmissão, caso ocorra. Às vezes, isso é chamado de correção de erro para trás. A codificação do canal, por outro lado, é uma técnica de correção de erro direto (FEC). O remetente prepara os bits para transmissão usando um algoritmo especial conhecido como código de correção de erros, que é então decodificado na extremidade de recebimento. Ambos os métodos também são frequentemente usados ​​de maneira híbrida, permitindo que pequenos erros na transmissão sejam reparados com um código de canal, com grandes erros que exigem uma retransmissão completa.

A primeira técnica de codificação de canal foi criada por um matemático chamado Richard Hamming, que desenvolveu o que é conhecido como Código de Hamming. Este foi o primeiro código de correção de erro avançado, que implica a inclusão de diGi binário adicionalTS na transmissão que são chamados bits de paridade. Um cálculo inteligente dos bits de paridade na extremidade receptora da transmissão revelará se algum erro ocorreu na transmissão, onde estão na sequência de bits e como repará -los para recuperar a transmissão original.

O código de hamming se enquadra na família de métodos de codificação de canal denominados códigos de bloqueio, dos quais muitos foram desenvolvidos ao longo dos anos. Os códigos de bloco geralmente envolvem os bits que estão sendo coletados em blocos de comprimentos fixos, que são chamados de palavras de código. Cada palavra de código recebe os bits de verificação apropriados para decodificar pelo destinatário. Os métodos de código de bloco tendem a aumentar o tamanho da transmissão devido aos bits adicionados na palavra do código, o que pode ter um efeito na largura de banda do canal.

Outro método de codificação de canal é conhecido como um código convolucional. Esses métodos são muito mais rápidos e podem codificar um fluxo de bits de qualquer comprimento. Um código comumente usado deEsse tipo é chamado de código Viterbi, criado pelo matemático italiano Andrew Viterbi. A desvantagem desse método é que, à medida que a duração do código convolucional aumenta, o mesmo acontece com sua complexidade ao decodificar. Em muitos casos, os códigos convolucionais são usados ​​em combinação com códigos de bloco no que é conhecido como códigos de correção de erro concatenados.