Hva Er Channel Coding?

Kanalkoding er en teknikk som brukes i digitale kommunikasjons å sikre en sending er mottatt med minimale eller ingen feil. De forskjellige kodingsmetoder som kan anvendes er oppnådd ved å sammenflettede flere binære sifre i girkassen. Når dekodet på mottakersiden, kan overføringen kontrolleres for feil som kan ha oppstått, og i mange tilfeller er reparert. Andre ganger, rett og slett ber mottakeren for overføring igjen.

Ideen bak kanalkoding ble utviklet på grunn av den uunngåelige eksistensen av feil på en hvilken som helst gitt type kommunikasjonskanal. Radiobølger, elektriske signaler, og til og med lysbølger enn fiberoptiske kanaler vil ha en viss mengde støy på mediet, så vel som degradering av signalet som oppstår over en viss avstand. Å være en så vanlig problem i kommunikasjon, har mange teorier for hvordan man skal håndtere det utviklet under grener av anvendt matematikk som informasjonsteori og kodeteori.

En mye brukt metode kalles automatisk gjenta forespørsel (ARQ), som ganske enkelt innebærer at mottakeren sjekker overføring for feil og ber om retransmisjon bør helst skje. Dette er noen ganger referert til som bakover feilretting. Kanalkoding, på den annen side, er en foroverfeilkorreksjon (FEC) teknikk. Avsenderen forbereder biter for overføring ved hjelp av en spesiell algoritme kalt en feilkorrigerende kode som deretter dekodes på mottakersiden. Begge fremgangsmåter er også ofte brukt i en hybrid måte, slik at for små feil i overføringen som skal repareres med en kanalkode, med store feil som krever en fullstendig gjenutsendelse.

Den første kanalkodings teknikken ble opprettet av en matematiker ved navn Richard Hamming, som utviklet det som kalles Hamming kode. Dette var den første foroverfeilkorreksjonskode, noe som innebærer at inkludering av ytterligere binære sifre i overføringen som kalles paritetsbit. En smart beregningen av paritetsbit på mottaksenden av overførings vil avdekke om det oppstår feil i overføringen, hvor de er i den streng av biter, og hvordan man skal reparere dem for å gjenopprette den opprinnelige transmisjonen.

Hamming-koden faller inn i familien av kanalkodingsmetoder referert til som blokk-koder, hvorav mange har blitt utviklet i løpet av årene. Blokkoder involverer typisk bitene blir samlet i blokker av faste lengder, som deretter blir referert til som kodeord. Hvert kodeord er gitt de riktige kontroll- bits for dekoding av mottakeren. Blokk kodemetoder en tendens til å øke størrelsen av overføringen på grunn av de ekstra biter i kodeordet, som kan ha en effekt på kanalens båndbredde.

En annen kanalkodingsmetoden er kjent som en konvolusjonell kode. Disse metodene er mye raskere og kan kode en bitstrøm på en hvilken som helst lengde. En vanlig brukt kode av denne type kalles Viterbi-koden, laget av den italienske matematikeren Andrew Viterbi. Ulempen med denne metoden er at etter hvert som lengden av den konvolusjonelle kode øker, øker også dens kompleksitet under dekoding. I mange tilfeller er foldingskoder som brukes i kombinasjon med blokk koder i det som kalles sammenkjedet feilkorrigeringskoder.

• Kanalkoding er en teknikk som brukes i digitale kommunikasjons å sikre en sending er mottatt med minimale eller ingen feil.