Ako sa kódovanie a dekódovanie vykonáva v bezdrôtovej bezdrôle?

Kódovanie a dekódovanie v bezdrôtovej komunikácii sú rozhodujúce pre spoľahlivé prenos informácií cez hlučný a často nepredvídateľný kanál. Zahŕňajú transformáciu údajov do vhodného formátu na prenos a potom zvrátenie tohto procesu v prijímači. Tu je rozdelenie procesu so zameraním na kľúčové aspekty:

1. Kódovanie zdroja:

* Kompresia údajov: Tento krok znižuje veľkosť údajov, ktoré sa majú prenášať, čím sa zlepšuje účinnosť a využitie šírky pásma. Bežné techniky zahŕňajú kódovanie Huffman, kódovanie run-dĺžky a sofistikovanejšie metódy, ako sú JPEG a MPEG pre obrázky a videá. Cieľom je reprezentovať informácie pomocou menšieho počtu bitov a zároveň minimalizovať stratu informácií.

* Formátovanie údajov: Tým sa pripravuje komprimované údaje na kódovanie kanálov. Môže zahŕňať štruktúrovanie údajov do paketov alebo rámcov s hlavičkami obsahujúcimi informácie o adresovaní a kontrole.

2. Kódovanie kanálov:

Toto je jadro korekcie a ochrany chýb v bezdrôtovej komunikácii. Dodáva k údajom redundanciu, aby umožnila detekciu a korekciu chýb zavedených počas prenosu. Bežné techniky zahŕňajú:

* Oprava chyby vpred (FEC): Pridá ďalšie bity do toku údajov, ktoré umožňujú prijímaču detekovať a opraviť chyby bez toho, aby bolo potrebné opakovanie. Populárne kódy FEC zahŕňajú:

* konvolučné kódy: Použite posuvné okno na generovanie paritných bitov na základe postupnosti vstupných bitov.

* Turbo kódy: Výkonné kódy, ktoré dosahujú výkon v blízkosti shannonu (teoretický najlepší možný výkon).

* Kódy Parita-Check (LDPC) s nízkou hustotou: Ďalšia trieda výkonných kódov často používaných v moderných bezdrôtových systémoch.

* reed-solomon kódy: Účinné pri korekcii chýb prasknutia (viacero po sebe idúcich bitov je poškodených).

* Prekladanie: Táto technika šíri kódované bity v priebehu času alebo frekvencie. Ak výbuch hluku poškodí viacnásobné po sebe idúce bity, zaisťuje, že sú rozložené v prijatých údajoch, čo uľahčuje ich korekciu dekodéra FEC.

3. Modulácia:

Tento krok prevádza kódované digitálne údaje na analógový signál vhodný na prenos cez bezdrôtový kanál. Existujú rôzne modulačné schémy, z ktorých každá má kompromisy medzi rýchlosťou dát, robustnosťou šumu a energetickou účinnosťou:

* amplitúdové posunutie Kľúču (opýtajte sa): Predstavuje bity zmenou amplitúdy nosnej vlny.

* Frekvenčné posunové kľúče (FSK): Predstavuje bity zmenou frekvencie nosnej vlny.

* Kľúčové riadenie fázového posunu (PSK): Predstavuje bity zmenou fázy nosnej vlny. Kľúčové posun kvadratúry (QPSK) a variácie PSK vyššieho poriadku sú bežné.

* Modulácia amplitúdy kvadratúry (QAM): Kombinuje amplitúdu aj fázové posun, čo umožňuje vyššie rýchlosti dát.

* ortogonálne frekvenčné multiplexovanie (OFDM): Rozdeľuje šírku pásma prenosu do mnohých ortogonálnych podvozkov, z ktorých každá má časť údajov. To je veľmi robustné na vyblednutie viacnásobného (signály odrážajúce objekty a príchod v rôznych časoch). Široko používané v Wi-Fi, LTE a 5G.

4. Prenos:

Modulovaný signál sa potom prenáša cez bezdrôtový kanál pomocou antény.

5. Recepcia:

Prijímač zachytáva prenášaný signál, ktorý sa pravdepodobne degraduje hlukom a rušením.

6. Demodulácia:

Tento krok zvráti proces modulácie a prevedie prijatý analógový signál späť do digitálneho dátového toku.

7. Dekódovanie kanála:

Toto je opak kódovania kanála. Prijímač používa kód FEC na detekciu a správne chyby v prijímanom dátovom toku. Sofistikované algoritmy sa používajú na odhad najpravdepodobnejších originálnych prenášaných bitov.

8. Dekódovanie zdroja:

Tým sa obráti kódovanie zdroja a rekonštrukciu pôvodných údajov. Ak sa použila kompresia, tento krok dekomprimuje údaje a obnovuje ich pôvodnú formu.

v súhrne:

Celý proces zahŕňa vrstvený prístup, kde každá vrstva prispieva k spoľahlivému a efektívnemu prenosu údajov. Použité techniky špecifického kódovania a dekódovania závisia od aplikácie, charakteristík bezdrôtového kanála a požadovanej úrovne výkonu. Moderné bezdrôtové systémy často využívajú zložité kombinácie týchto techník na dosiahnutie vysokej rýchlosti dát a robustnosť v náročných prostrediach.

• Predchádzajúca strana: Ako bitku na wifi v Soul Silver? 
• Ďalšia strana: Ako spôsobíte, že Window XP SP3 zdieľa bezdrôtový počítač WPA2 do alebo telefónnej siete?