Mã hóa kênh là gì?

Mã hóa kênh là một kỹ thuật được sử dụng trong truyền thông kỹ thuật số để đảm bảo truyền tải với lỗi tối thiểu hoặc không có lỗi.Các phương pháp mã hóa khác nhau có thể được sử dụng là đạt được bằng cách đan xen các chữ số nhị phân bổ sung vào truyền.Khi được giải mã ở đầu nhận, việc truyền có thể được kiểm tra các lỗi có thể xảy ra và, trong nhiều trường hợp, được sửa chữa.Những lần khác, người nhận chỉ đơn giản yêu cầu truyền lại.Ý tưởng đằng sau mã hóa kênh đã được phát triển do sự tồn tại không thể tránh khỏi của các lỗi trên bất kỳ loại kênh truyền thông nào.Sóng radio, tín hiệu điện và thậm chí sóng ánh sáng trên các kênh sợi quang sẽ có một số tiếng ồn trên môi trường, cũng như sự xuống cấp của tín hiệu xảy ra trên một số khoảng cách.Là một vấn đề phổ biến như vậy trong truyền thông, nhiều lý thuyết về cách đối phó với nó đã được phát triển theo các nhánh của toán học ứng dụng như lý thuyết thông tin và lý thuyết mã hóa.

Một phương thức thường được sử dụng được gọi là yêu cầu lặp lại tự động (ARQ), chỉ đơn giản là liên quan đến việc người nhận kiểm tra truyền cho lỗi và yêu cầu truyền lại nếu có bất kỳ điều gì xảy ra.Điều này đôi khi được gọi là sửa lỗi ngược.Mặt khác, mã hóa kênh là một kỹ thuật hiệu chỉnh lỗi chuyển tiếp (FEC).Người gửi chuẩn bị các bit để truyền bằng thuật toán đặc biệt được gọi là mã sửa lỗi, sau đó được giải mã ở đầu nhận.Cả hai phương pháp cũng thường được sử dụng theo cách lai, cho phép các lỗi nhỏ trong quá trình truyền được sửa chữa bằng mã kênh, với các lỗi chính yêu cầu truyền lại hoàn toàn.người đã phát triển cái được gọi là mã Hamming.Đây là mã sửa lỗi chuyển tiếp đầu tiên, đòi hỏi phải đưa các chữ số nhị phân bổ sung vào truyền được gọi là bit chẵn lẻ.Một tính toán thông minh về các bit chẵn lẻ trên đầu nhận của truyền sẽ cho thấy nếu có bất kỳ lỗi nào xảy ra trong truyền, nơi chúng nằm trong chuỗi bit và cách sửa chữa chúng để phục hồi truyền ban đầu.Mã Hamming rơi vào gia đình các phương thức mã hóa kênh được gọi là mã khối, trong đó nhiều người đã được phát triển trong những năm qua.Các mã khối thường liên quan đến các bit được thu thập thành các khối có độ dài cố định, sau đó được gọi là các từ mã.Mỗi từ mã được đưa ra các bit kiểm tra thích hợp để giải mã bởi người nhận.Các phương thức mã khối có xu hướng tăng kích thước của truyền do các bit được thêm vào trong từ mã, có thể có ảnh hưởng đến băng thông kênh. Một phương thức mã hóa kênh khác được gọi là mã chập.Các phương pháp này nhanh hơn nhiều và có thể mã hóa một chút dòng có độ dài.Một mã thường được sử dụng thuộc loại này được gọi là mã Viterbi, được tạo bởi nhà toán học người Ý Andrew Viterbi.Hạn chế của phương pháp này là khi độ dài của mã tích chập tăng lên, sự phức tạp của nó cũng như vậy khi giải mã.Trong nhiều trường hợp, các mã chập được sử dụng kết hợp với các mã khối trong cái được gọi là mã sửa lỗi được nối.