A correção de erros direta

Prévia do material em texto

A correção de erros direta 
A correção de erros direta (FEC) ou codificação de canal é uma técnica usada 
para controlar erros na transmissão de dados em canais de comunicação não 
confiáveis ou ruidosos. A ideia central é que o remetente codifique a 
mensagem de forma redundante, na maioria das vezes usando um ECC. 
A redundância permite que o receptor detecte um número limitado de erros 
que podem ocorrer em qualquer parte da mensagem e, frequentemente, 
corrija esses erros sem retransmissão. O FEC dá ao receptor a capacidade de 
corrigir erros sem a necessidade de um canal reverso para solicitar a 
retransmissão de dados, mas ao custo de uma largura de banda fixa e maior 
do canal direto. 
 
O FEC é, portanto, aplicado em situações em que as retransmissões são caras 
ou impossíveis, como links de comunicação unilateral e ao transmitir para 
vários receptores em multicast. 
A informação FEC é geralmente adicionada a dispositivos de 
armazenamento em massa (magnéticos, ópticos e de estado sólido / flash) 
para permitir a recuperação de dados corrompidos, é amplamente utilizada 
em modems, é usado em sistemas em que a memória principal é a memória 
ECC e em situações de transmissão, em que o receptor não tem recursos para 
solicitar retransmissão ou isso induziria uma latência significativa. 
Por exemplo, no caso de um satélite orbitando ao redor de Urano, uma 
retransmissão devido a erros de decodificação pode criar um atraso de pelo 
menos 5 horas. 
O processamento FEC em um receptor pode ser aplicado a um fluxo de bits 
digital ou na desmodulação de uma portadora modulada digitalmente. Para 
o último, o FEC é parte integrante da conversão analógico-digital inicial no 
receptor. 
O decodificador Viterbi implementa um algoritmo de decisão suave para 
demodular dados digitais de um sinal analógico corrompido por ruído. 
Muitos codificadores FEC também podem gerar um sinal de taxa de erro de 
bit (BER) que pode ser usado como feedback para fazer o ajuste fino da 
eletrônica de recepção analógica. 
A proporção máxima de erros ou bits ausentes que podem ser corrigidos é 
determinada pelo design do ECC, portanto, diferentes códigos de correção 
de erros de encaminhamento são adequados para diferentes condições. Em 
geral, um código mais forte induz mais redundância que precisa ser 
transmitida usando a largura de banda disponível, o que reduz a taxa de bits 
efetiva enquanto melhora a relação sinal-ruído efetiva recebida. O teorema 
da codificação de canal barulhento de Claude Shannon responde à questão 
de quanta largura de banda resta para a comunicação de dados ao usar o 
código mais eficiente que transforma a probabilidade de erro de 
decodificação em zero. 
Isso estabelece limites na taxa de transferência de informação máxima 
teórica de um canal com algum determinado nível de ruído de base. Sua 
prova não é construtiva e, portanto, não dá nenhuma ideia de como construir 
um código de alcance de capacidade. No entanto, após anos de pesquisa, 
alguns sistemas FEC avançados, como o código polar, atingem a capacidade 
do canal de Shannon sob a hipótese de um quadro de comprimento infinito. 
O ECC é realizado adicionando redundância às informações transmitidas por 
meio de um algoritmo. Um bit redundante pode ser uma função complexa de 
muitos bits de informação originais. As informações originais podem ou não 
aparecer literalmente na saída codificada; códigos que incluem a entrada sem 
modificação na saída são sistemáticos, enquanto que aqueles que não o 
fazem são não-sistemática.