مقدمه:
می‌دانیم که برای دستیابی به مخابرات امن و اینکه اطلاعات دیجیتال بدون خطا و همچنین بدون کم و زیاد شدن بیتها انتقال یابند احتیاج به استفاده از یک سری تکنیکهایی می‌باشد. یکی از این تکنیکها به کار بردن کدهای کنترل خطا که به نام کدینگ کانال[1] نیز معروف است می باشد.
بطور خیلی مختصر کد کردن به منظور کنترل خطا به کار بردن حساب شده رقمهای افزون می باشد. قالبهای تابعی که عمل کدینگ کنترل خطا را انجام می دهند کد کننده کانال و آشکار ساز کانال می‌باشند. کد کننده کانال به روش سیستماتیک رقمهائی را به رقمهای پیام ارسال اضافه می کند. این رقمهای اضافی، در حالی که خود حامل هیچگونه اطلاعاتی نیستند، تشخیص و تصحیح خطا در رقمهای حاصل اطلاعات را برای آشکار سازی کانال ممکن می سازند، تشخیص و تصحیح خطا، احتمال خطای کل سیستم را پائین می آورد.
در این بحث ابتدا به بررسی انواع خطاها و کدینگ‌های مورد استفاده جهت از بین بردن آنها می‌پردازیم که از این بین فقط در مورد دو نوع از این کدها ) BCH ,کانوولوشن( توضیح بیشتری داده شده است چرا که این دو نوع کدینگ در بحث EP از اهمیت بالایی برخودار می‌باشند.
شکل 1 تقسیم بندی کلی محافظت الکترونیک در شاخه کخابرات و زیر شاخه مربوط به کدینگ را نشان می‌دهد همان طور که مشاهده می شود انواع کدینگ به دو دسته اصلی کدهای بلوکی و کانولوشن تقسیم بندی می شوند.
در ادامه به بررسی انواع خطاها و کدینگ‌های مورد استفاده جهت مقابله با آنها به منظور ایجاد محافظت الکترونیکی در شاخه سیستمهای مخابراتی می‌پردازیم.
Cmunication system
EP
Coding
Block cod
Convlotion cod
شکل 1 : تقسیم بندی محافظت الکترونیک در شاخه کدینگ
انواع خطاها:
خطاهای موجود در یک کانال مخابراتی به دو دسته :
الف) اغتشاش گوسی
ب) اغتشاش ضربه ای
تقسیم بندی می‌شوند.
اغتشاش گوسی در طراحی و ارزیابی مدولاتورها و دمدولاتورها برای انتقال مورد توجه اصلی می‌باشند.
منابع اغتشاشی گوسی شامل اغتشاش حرارتی و ساجمه ای در تجهیزات فرستنده و گیرنده، اغتشاش حرارتی در کانال و تشعشع دریافتی توسط آنتن گیرنده هستند. اغلب چگالی طیف توان اغتشاش گوسی در ورودی گیرنده سفید است. خطاهای انتقال ناشی از اغتشاش سفید گوسی طوری هستند که وقوع خطا در یک فاصله خاص ارسال سیگنال، اثری روی کارآئی سیستم در فواصل ارسال سیگنال بعدی ندارد.
کانال گسسته را در این حالت می توان با یک کانال باینری متقارن مورد بحث قرار داده و مدلسازی کرد. خطاهای انتقال ناشی از اغتشاش سفید گوسی را خطاهای تصادفی می‌نامند.
نوع دوم اغتشاش که غالباً در یک کانال مخابراتی با آن روبرو هستیم اغتشاش ضربه‌ای است که توسط فواصل آرامش طولانی و به دنبال آن قطارهای اغتشاش[2] با دامنه بالا مشخص می شود.
این نوع اغتشاش ناشی از بسیاری از عوامل طبیعی و ساخت بشر مانند آذرخش[3] و حالت گذاری کلیدهای قطع و وصل می باشد. هنگامیکه یک قطار اغتشاش اتفاق می افتد، بر بیش از یک بیت یا سمبول اثر می گذارد و معمولاً در سمبولهای انتقال بعدی نوعی تابعیت خطا وجود خواهد داشت. بنابراین خطاها به صورت قطاری اتفاق می‌افتند شماهای کنترل خطا که با خطاهای تصادفی سر و کار دارند به کدهای تصحیح تصادفی و شماهای کد کردن که برای تصحیح قطار خطاها طراحی می شوند به کدهای تصحیح قطار خطا موسومند.
انواع کدها:
کدهای کنترل خطا غالباً به دو دسته تقسیم می شوند: کدهای قالبی، کدهای کانولوشن
کدهای قالبی و کدهای کانولوشن نیز به نوبه خود به چند قسمت تقسیم بندی می شوند که در اینجا اجمالاً به توضیح هر کدام از انواع کدها می پردازیم. در کدهای قالبی یک قالب مرکب از K بیت اطلاعات توسط یک گروه مرکب از r بیت چک که از روی قالب بیتهای اطلاعات به دست می آیند دنبال می شود. در گیرنده، بیتهای چک برای بررسی بیتهای اطلاعات در قالب مقدم بر بیت های چک به کار برده می شوند.
در کدهای کانولوشن، بیتهای چک به طور پیوسته لابلای بیتهای اطلاعات قرار می‌گیرند. بیتهای چک نه فقط برای بررسی بیتهای اطلاعات در قالب مقدم بر بیتهای چک، بلکه برای بررسی سایر قالبها نیز به کار برده می شوند.
در حالی که امکان بررسی ریاضی کدهای قالبی و کانولوشن به صورت متحد الشکل میسر است اما چنین تشریحی اغلب خیلی پیچیده خواهد بود. از این رو این دو نوع کد را به صورت جدا تشریح می نمائیم.
[1]- Chanel coding
[2] -Noise bursts
[3] - Lightning