Definisi teknologi

Nama Cina: kesilapan membetulkan kod

Nama Inggeris: kesilapan membetulkan kod

Definisi: Satu automatik boleh menjalankan pengesanan ralat dan kod pembetulan ralat untuk beberapa atau semua.

Sains gunaan: Teknologi Komunikasi (mata pelajaran), teori komunikasi dan teknik asas (dua mata pelajaran)

Kandungan di atas oleh Jawatankuasa Kelulusan Sains, Teknologi Negara dan mengumumkan

Kesilapan membetulkan kod (kesilapan kod membetulkan), ralat berlaku semasa penghantaran di akhir menerima selepas penemuan diri atau kod yang betul. Hanya untuk mengetahui kod ralat biasanya sering dipanggil kod pengesanan kesilapan. Reaksi kod untuk mengesan kesilapan atau keupayaan pembetulan perlu meningkat kepada asal simbol perkataan kod yang melebihi, untuk mengembangkan perbezaan antara perkataan kod, yang, perkataan kod asal mengikut peraturan beberapa menjadi ijazah sisa tertentu (lihat sumber kod) perkataan kod, dan setiap codeword daripada hubungan tertentu antara. Membina hubungan dipanggil pengekodan. Codeword mencapai akhir menerima, anda boleh mengikut peraturan kod dipenuhi untuk menentukan sama ada kesilapan. Apabila ia tidak dipenuhi, mengikut peraturan tertentu dan menentukan lokasi kesilapan perlu diperbetulkan. Membetulkan perkataan kod dan memulihkan proses asal dipanggil penyahkodan. Kod ralat pengesanan digunakan bersama-sama dengan alat-alat yang lain, anda boleh pembetulan.

Pengenalan ringkas

Channel pengekodan kod pembetulan ralat juga tahu, bahawa kod sumber adalah kedua-dua penghantaran maklumat. Berbelah bahagi yang wujud di antara mereka hubungan Digunakan secara

langsung ke saluran menyahkod maklumat untuk beberapa rawatan semula jadi boleh mengeluarkan baki darjah untuk mencapai tujuan data yang dimampatkan.

Reaksi kod untuk mengesan kesilapan atau keupayaan pembetulan perlu meningkat kepada asal simbol perkataan kod yang melebihi, untuk mengembangkan perbezaan antara perkataan kod, untuk membuat sebilangan katakod dalam simbol apabila ralat berlaku, tanpa salah untuk perkataan kod yang lain. Tepat, itu adalah perkataan kod asal mengikut beberapa peraturan mempunyai sedikit sisa untuk menjadi satu perkataan kod, dan membuat setiap simbol codeword mempunyai hubungan tertentu antara. Membina hubungan dipanggil pengekodan. Codeword mencapai akhir menerima, penggunaan kaedah-kaedah pengekodan yang digunakan untuk menguji. Jika tidak ada kesilapan, hukum asal mesti memenuhi, atau tidak berpuas hati. Ia dapat dipenuhi mengikut peraturan kod untuk menentukan sama ada kehadiran atau ketiadaan kesilapan. Apabila ia tidak dipenuhi, keupayaan untuk betul dalam kaedah-kaedah tertentu yang ditentukan oleh lokasi kesilapan itu, dan betul. Pembetulan dan pemulihan perkataan kod asal dipanggil penyahkodan; antara simbol linear, kod linear diketahui; kod linear atau dikenali. Kod ralat pengesanan digunakan bersama-sama dengan alat-alat yang lain, anda boleh pembetulan. Maklum balas penghantaran semula kesilapan sistem pengesanan (ARQ sistem) adalah satu contoh.

Kod ralat pembetulan dalam struktur, maklumat input ke dalam satu set bit k akan dikodkan. Jika anda mengumpul hanya bit pariti maklumat mengenai kumpulan itu, mendakwa bahawa kod ini kod blok. Jika tidak hanya kumpulan k bit maklumat, tetapi juga kepada beberapa kumpulan bit maklumat sebelumnya pada, dipanggil kod jari-jari. Kod ini dipanggil kod jari-jari, kerana ia adalah seperti analisis grafik pagar atau jari-jari. Kod aksara baris untuk operasi kekusutan semasa operasi, yang dipanggil Kod convolutional.

Proses pembangunan

CE Shannon pada tahun 1948 yang diterbitkan dalam "Teori Matematik Komunikasi," saluran kertas kod Teorem bahawa: selagi penggunaan yang sesuai kesilapan membetulkan kod, anda boleh menaip dalam pelbagai saluran menghantar mesej, kadar kesilapan pe boleh dibuat secara sewenang-wenangnya kecil (a ) di mana n ialah panjang kod; Er (R) adalah fungsi kadar maklumat R, yang berkaitan dengan saluran. Apabila R adalah kurang daripada saluran keupayaan C, Er (R) adalah positif. Malangnya, teorem ini hanya menunjukkan bahawa matlamat boleh dicapai dalam teori, tetapi gagal untuk memberi kesedaran membina. Shannon kertas yang diterbitkan sejak itu, orang telah dikekalkan usaha untuk mencari pelbagai kod yang baik, untuk memenuhi banyak keperluan praktikal. Walau bagaimanapun, dalam teori, masih terdapat beberapa masalah yang tidak diselesaikan.

Hamming

RW Hamming pertama yang diberikan pada tahun 1950 untuk membetulkan kesilapan kod blok linear bebas ─ ─ kod Hamming. Hampir pada masa yang sama E. Goree memberi satu kesilapan yang lengkap boleh diperbetulkan tiga kilometer. Lengkapkan kod walaupun sangat jarang berlaku, tetapi mempunyai kepentingan praktikal yang lebih besar. 1954 DE Moller dicadangkan kod boleh membetulkan beberapa kesilapan; IS Reed serta-merta diberikan kaedah menyahkod, menggunakan kaedah keputusan majoriti, kod ini sering dipanggil RM kod. Pada tahun 1957, E. Pul Qi memperkenalkan konsep Kod kitaran. 1959-1960 muncul BCH kod, pengenalan konsep bidang terhingga, untuk menyelesaikan struktur kitaran kod dan anggaran prestasi dan isu-isu asas yang lain. Kod blok Linear menjadi kelas yang paling penting dalam kod. Ia boleh membetulkan beberapa kesilapan, dan dalam lingkungan praktikal berhampiran dengan saluran kod teorem menyatakan nilai BER. Apabila n bertambah, kadar ralat bit tidak boleh mengurangkan pesat. BCH kod penyahkodan masalah diselesaikan WW Peterson; Qian hari Wen menyediakan carian sistematik kaedah akar. 1967, ER Burleigh Kemp mencadangkan algoritma lelaran, yang amat memudahkan penyahkodan kesilapan membetulkan kod cenderung untuk membuat praktikal. 1970 В.Д. Gopa mencadangkan satu blok kod kaedah pembinaan linear, pada dasarnya, ia boleh mencapai had Gilbert teori mencapai objektif yang dikehendaki. Tetapi masih belum menangani bagaimana untuk membina apa-apa masalah kod tertentu.

Kod convolutional pertama kali dicadangkan oleh P. Elias dibuat pada tahun 1955. Keupayaan pembetulan ralat Its, kerumitan peralatan dan kira-kira Kod blok. Yang pertama kaedah menyahkod berjaya decode urutan. 1967 AJ algoritma penyahkod Viterbi dicadangkan, boleh lebih baik garis panduan mengenai kemungkinan maksimum penyahkodan, dan boleh digunakan dalam pelbagai bidang. Kod convolutional boleh dinyahkod dengan menggunakan kaedah algebra. Peranti, walaupun agak mudah, tetapi prestasi yang lemah. Kod convolutional kod blok matang daripada dalam teori, penggunaan alat-alat ini juga lebih pelbagai, namun kekurangan cara yang sistematik dan bersepadu.

Kod blok dan kod convolutional bukan sahaja boleh digunakan untuk membetulkan kesilapan yang bebas dan boleh digunakan untuk memulihkan dipadam kesilapan dan kesilapan pecah membetulkan. Seperti kod blok di Reed - Sulaiman kod, kod, dan lain-lain Farr; kod convolutional mempunyai meters Iwadare dan kod kekusutan penyebaran.

Dalam usaha untuk mencapai kadar kesilapan yang rendah, mengikut formula (1), memerlukan panjang kod n adalah besar. Ia dikenali bahawa kebanyakan digital, apabila n menjadi besar, atau sukar untuk membina daripada prestasi lemah adalah decode terlalu kompleks dan tidak mudah untuk dicapai.

Walau bagaimanapun, ia boleh mengambil kesempatan daripada tahap yang baik walaupun kod untuk mendapatkan kod prestasi yang lebih baik. Kod terangkai dalam kod dan kod luar, dengan kod blok dan kod convolutional boleh. Ini adalah dalam komunikasi angkasa digunakan lebih kerap.

Prinsip-prinsip asas dan parameter prestasi

Kod ralat pembetulan kesilapan pengesanan atau pembetulan, terutamanya oleh katakod perbezaan yang besar antara. Ini codeword boleh Hamming jarak antara d (x, y) yang akan diukur. Ia ditakrifkan sebagai satu perkataan kod x dan y di antara nilai-nilai yang berbeza bit sama bilangan simbol. Satu kesilapan membetulkan kod ditakrifkan sebagai d jarak minimum warna kod antara mana-mana dua perkataan kod jarak minimum. Satu jenis kod untuk dapat menemui e kesilapan, ia perlu tidak kurang daripada jarak minimum d e 1. Untuk dapat membetulkan t kesilapan, kemudian d harus tidak kurang daripada 2t 1. Satu codeword bilangan simbol bukan sifar, yang dipanggil ini Hamming berat codeword. Satu jenis kod bukan sifar codeword berat minimum, berat minimum kod dipanggil. Untuk kod linear A kod dengan jarak berat minimum minimum adalah sama dalam nilai.

Kod linear dalam pembina, nombor-nombor yang dipilih dari ruang n-dimensi subruang k-dimensi, dan sebagainya ini ruang kecil bagi setiap berat codeword bukan sifar sebesar yang mungkin. Apabila membina kod kitaran, setiap perkataan kod lagi boleh dilihat sebagai polinomial, kod keseluruhan sebagai cita-cita cincin polinomial, ideal ini adalah ideal utama, jadi keputusan oleh polinomial penjana, sementara polinomial sepenuhnya ditentukan oleh akar . Oleh itu, kod ini adalah mudah untuk dibina dan dianalisis. BCH kod, dan lain-lain Ini adalah titik permulaan untuk pembinaan kod kitaran. Secara umum, salah satu jenis kod dibina diuruskan kepada struktur algebra tertentu ia dikaitkan dengan menggambarkan ia, dan kemudian memperolehi harta dan prestasi yang dianggarkan, memandangkan kaedah menyahkod itu. Jika satu jenis panjang kod adalah n, bilangan perkataan kod untuk M, atau maklumat bit adalah h, dan jarak minimum d, kod ini boleh dirakam sebagai [n, M, d] kod. Jika kod ini adalah satu kod linear, sering dipendekkan (n, k) atau (n, k, d) kod. Ia juga sering digunakan R = log2M / n mewakili kadar maklumat atau kadar kod singkatan dalam bit / simbol. R adalah lebih besar, simbol yang dibawa oleh setiap jumlah yang lebih besar maklumat, kecekapan pengekodan yang lebih tinggi.

Mencapai

Kod pembetulan ralat untuk mencapai bahagian yang paling kompleks penyahkodan. Ia mampu untuk memohon kod pembetulan ralat kunci. Menurut formula (1), dengan menggunakan panjang kod n lebih besar, kadar kesilapan adalah lebih kecil. Tetapi yang lebih besar n peralatan penyahkodan juga lebih

kompleks, dan kelewatan adalah lebih besar. Rakyat ingin mencari kaedah menyahkod ialah: BER dengan panjang kod n kenaikan pesat menurun; penyahkodan kerumitan panjang kod n, dengan peningkatan sebanyak hampir linear bertambah; penyahkodan pengiraan adalah panjang kod asas n tidak relevan. Malangnya, kod yang telah ditemui untuk memenuhi keperluan ini sangat sedikit. Walau bagaimanapun, kerana pembangunan yang besar litar bersepadu skala, walaupun permohonan adalah kod yang lebih kompleks, tetapi prestasi yang baik, kos yang tidak terlalu tinggi. Oleh itu, kod kesilapan-membetulkan digunakan secara meluas.

Kod pembetulan ralat dihantar adalah isyarat digital. Ini boleh dilaksanakan dengan perkakasan, perisian ini juga boleh dicapai. Bekas terutamanya dengan pelbagai litar digital, terutamanya oleh LSI. Pelaksanaan perisian terutamanya bagi rangkaian komunikasi komputer dan lain-lain majlis. Kerana itu ia boleh menggunakan rangkaian komputer untuk pengekodan dan penyahkodan, tidak memerlukan peralatan khas tambahan. Kelajuan pelaksanaan perkakasan yang lebih tinggi, lebih cepat daripada perisian boleh menjadi beberapa arahan magnitud.

Kadar mesej dalam keadaan tertentu, jika kod pembetulan ralat untuk meningkatkan kebolehpercayaan, kadar penghantaran diperlukan untuk meningkatkan peningkatan jalur lebar saluran. Oleh itu, kesilapan membetulkan kod digunakan terutamanya untuk kuasa dan lebih saluran terhad jalur lebar, seperti satelit, sistem penyebaran. Ralat membetulkan Kod juga digunakan dalam beberapa keperluan kebolehpercayaan yang tinggi, tetapi peralatan atau kebolehpercayaan peranti adalah miskin, dan majlis-majlis margin yang lebih besar, seperti pita, cakera dan ingatan semikonduktor.

Dalam kajian Kod blok, perhatian analisis spektrum kaedah rakyat. Penyelarasan kod ralat membetulkan, kod aritmetik, kod simetri, kesilapan yang tidak sama rata membetulkan kod, dan lain-lain, juga telah dikaji secara meluas.

Kod Blok

Kod blok adalah sumber maklumat urutan paket keluar (setiap K-bit) pengekodan, ia hanya sedikit persamaan dengan bit-bit maklumat kumpulan ini. Sejak tahun 1950-an, teori Kod blok boleh dibangunkan sejak Kod blok dalam komunikasi digital dan sistem penyimpanan data telah digunakan secara meluas.

Kod convolutional

Urutan kod convolutional tidak menghalang kod maklumat, ia bukan sahaja cek unsur unsur maklumat yang berkaitan dengan semasa, tetapi juga dengan tempoh masa yang terhad sebelum unsur maklumat yang berkaitan. Kod kekusutan tidak terdapat dalam teknik seperti kod blok alat matematik yang berkesan dan teori sistem pengkodan. Walau bagaimanapun, di sebelah penyahkodan, dalam kedua-dua teori dan penggunaan praktikal lebih daripada kod blok, dan dengan itu kawalan ralat dan sistem pemampatan data telah digunakan secara meluas.