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前向錯誤更正

前向錯誤更正
圖片來自youku

單向通信系統中控制傳輸錯誤的技術

前向糾錯(英語:forward error correction,縮寫FEC)或信道編碼(英語:channel coding)是一種在單向通信系統中控制傳輸錯誤的技術,通過連同數據發送額外的信息進行錯誤恢復,以降低比特誤碼率。FEC又分為帶內FEC和帶外FEC。FEC的處理往往發生在早期階段處理後的數字信號是第一次收到。也就是說,糾錯電路往往是不可分割的一部分的模擬到數字的轉換過程中,還涉及數字調製解調,或線路編碼解碼

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簡介

前向糾錯(英語:forward error correction,縮寫FEC)或信道編碼(英語:channel coding)是一種在單向通信系統中控制傳輸錯誤的技術,通過連同數據發送額外的信息進行錯誤恢復,以降低比特誤碼率。FEC又分為帶內FEC和帶外FEC。FEC的處理往往發生在早期階段處理後的數字信號是第一次收到。也就是說,糾錯電路往往是不可分割的一部分的模擬到數字的轉換過程中,還涉及數字調製解調,或線路編碼和解碼。

FEC是通過添加冗餘信息的傳輸採用預先確定的算法。1949年漢明(Hamming)提出了可糾正單個隨機差錯的漢明碼。1960年Hoopueghem、Bose和Chaudhum發明了BCH碼,Reed與Solomon又提出ReedSolomon(RS)編碼,糾錯能力很強,後來稱之為里德-所羅門誤碼校正編碼(The reed-solomon error correction code,即後來的附加的前向糾錯)。ITU-T G.975/G.709規定了「帶外FEC」是在SDH層下面增加一FEC層,專門處理FEC的問題。帶外FEC編碼冗餘度大,糾錯能力較強。FEC有別於ARQ,發現錯誤無須通知發送方重發。一旦系統丟失了原始的數據包,FEC機制可以以冗餘分組加以補入。例如有一數據包為「10」,分成二個分組,分別為「1」和「0」,有一冗餘分組「0」,收到任意兩個分組就能組裝出原始的包。但這些冗餘分組也會產生額外負擔。

比特誤碼率

數據傳輸中,比特差錯(英語:bit errors)的數量就是接收到的信道中數據流由於噪聲干擾、有損或比特同步錯誤而更改的比特的數量。

誤比特率(英語:bit error rate,BER)是指單比特時間差錯比特的數量。比特差錯率(即誤碼率,英語:bit error ratio,BER)是一段時間內差錯比特的數量除以傳輸的總比特數。BER是一種無單比特的性能指標,通常以百分比的形式表示。

比特差錯概率(即誤碼概率,英語:bit error probability)pe是誤碼率的期望值。誤碼率可以視作誤碼概率的約略估計。對於長時間段和高差錯比特,這個估計比較準確。

里德-所羅門碼

里德-所羅門碼(又稱里所碼,Reed-solomon codes,簡稱RS codes)是一種前向錯誤更正的信道編碼,對由校正過採樣數據所產生的有效多項式。編碼過程首先在多個點上對這些多項式求冗餘,然後將其傳輸或者存儲。對多項式的這種超出必要值得採樣使得多項式超定(過限定)。當接收器正確的收到足夠的點後,它就可以恢復原來的多項式,即使接收到的多項式上有很多點被噪聲干擾有損。

里德-所羅門碼被廣泛的應用於各種商業用途,最顯著的是在CDDVD藍光光盤上的使用;在數據傳輸中,它也被用於DSL和WiMAX;廣播系統中DVBATSC也閃現着它的身影;在計算機科學裡,它是RAID 6標準的重要成員。 [1]

視頻

高頓初級會計:前期差錯更正

[1]

參考文獻

  1. [[Charles Wang; Dean Sklar; Diana Johnson (Winter 2001–2002). (Forward Error-Correction Coding). Crosslink — the Aerospace Corporation magazine of advances in aerospace technology. The Aerospace Corporation. 3 (1). How Forward Error-Correcting Codes Work]]