CODIFICACIÓN DE CANAL PARA EL CONTROL DE ERRORES

3.1 Detección y corrección de errores

En los sistemas de comunicación, siempre existe una transferencia de datos y esta debe realizarse con la mayor eficiencia posible, sin embargo la información puede verse afectada por distintos factores que alteran su contenido, un ejemplo es el uso de canales no diseñados para este propósito que introducen un ruido externo que produce errores en la transmisión.

La detección y corrección de errores es una importante práctica para el mantenimiento e integridad de los datos a través de canales ruidosos y medios de almacenamiento poco confiables.

Se debe asegurar la detección de errores causados por cualquiera de los distintos factores que formen parte de la transmisión de datos, el método para hacerlo es incluir bits adicionales, denominados redundancia, en los bloques de datos transmitidos

Se han desarrollado dos estrategias básicas para manejar los errores:

• Incluir suficiente información redundante en cada bloque de datos para que se puedan detectar y corregir los bits erróneos. Se utilizan códigos de corrección de errores.

• Incluir sólo la información redundante necesaria en cada bloque de datos para detectar los errores. En este caso el número de bits de redundancia es menor. Se utilizan códigos de detección de errores.

Si consideramos un bloque de datos formado por m bits de datos y r de redundancia, la longitud final del bloque será n, donde n = m + r.

3.1.1 Códigos de repetición y chequeo de paridad

La paridad consiste en añadir un bit, denominado bit de paridad, que indique si el número de los bits de valor 1 en los datos precedentes es par o impar. Si un solo bit cambiara por error en la transmisión, el mensaje cambiará de paridad y el error se puede detectar. La convención más común es que un valor de paridad de 1 indica que hay un número impar de unos en los datos, y un valor de paridad de 0 indica que hay un número par de unos en los datos.

La comprobación de paridad no es muy robusta, dado que si cambia de forma uniforme más de un solo bit, el bit de paridad será válido y el error no será detectado. Por otro lado, la paridad, aunque puede detectar que hay error, no indica en qué bit se cometió. Los datos se deben desechar por entero y volverse a transmitir. En un medio ruidoso, una transmisión correcta podría tardar mucho tiempo o incluso, en el peor de los casos, no darse nunca.

Se refiere al uso de los bits de paridad para chequear si los datos se transmitieron exitosamente. El bit de paridad se agrega a cada unidad que se transmite. El bit de paridad para cada unidad se define de modo que todos los bytes tienen un número par o impar de bits.

Asumamos, por ejemplo, que dos dispositivos se comunican con paridad impar (la forma más común de chequeo de paridad. A medida que el dispositivo transmite datos, cuenta la cantidad de bits definidos en cada grupo de siete bits. Si la cantidad de bits es impar define el bit de paridad como 0; si la cantidad es par la define como 1. De este modo, cada byte tiene una cantidad impar de bits definidos. Del lado del receptor, el dispositivo chequea cada byte para asegurarse que tiene una cantidad impar de bits definidos. Si encuentra una cantidad par de bits, el receptor sabe que hubo un error durante la transmisión.

Tanto el emisor como el receptor deben coincidir en el uso de chequeo de paridad y ponerse de acuerdo sobre usar paridad par o impar. Si ambos no están configurados con el mismo criterio de paridad, la comunicación será imposible.

El chequeo de paridad, aunque no es muy bueno, usa un único bit, por lo que produce muy poca sobrecarga, y además permite la corrección de ese bit si es conocida su posición.

3.1.2 Intercalado

Un segundo intercalar o segundo adicional es un ajuste de un segundo para mantener los estándares de emisión de tiempo cercanos al tiempo solar medio. Los segundos intercalares son necesarios para mantener los estándares sincronizados con los calendarios civiles, cuya base es astronómica

3.1.3 Vectores de código y distancia de Hamming

El código de Hamming es un código detector y corrector de errores que lleva el nombre de su inventor, Richard Hamming. Consiste en agregar tres bits adicionales de comprobación por cada cuatro bits de datos del mensaje.

En los datos codificados en Hamming se pueden detectar errores en un bit y corregirlos, sin embargo cuando hay errores en mas de un bit la palabra transmitida se confunde con otra con error en un solo bit y se corrige pero de forma incorrecta. Esto representa una mejora respecto a los códigos con bit de paridad, que pueden detectar errores en sólo un bit, pero no pueden corregirlo.

La Distancia de Hamming entre dos secuencias de longitud igual está el número de las posiciones para las cuales los símbolos correspondientes son diferentes. Ponga otra manera, él mide el número mínimo de substituciones requerido para cambiar uno en el otro, o el número de errores eso transformó una secuencia en la otra.

3.1.4 Sistemas FEC

La corrección de errores hacia adelante (FEC) es un tipo de mecanismo de corrección de errores que permite su corrección en el receptor sin retransmisión de la información original. Se utiliza en sistemas sin retorno o sistemas en tiempo real donde no se puede esperar a la retransmisión para mostrar los datos. Este mecanismo de corrección de errores se utiliza por ejemplo, en las comunicaciones vía satélite, en las grabadoras de DVD y CD o en las emisiones de TDT para terminales móviles.

La posibilidad de corregir errores se consigue añadiendo al mensaje original unos bits de redundancia. La fuente digital envía la secuencia de datos al codificador, encargado de añadir dichos bits de redundancia. A la salida del codificador obtenemos la denominada palabra código

3.1.5 Sistemas ARQ.

El ARQ es un método de control de errores en la transmisión de datos, garantizando la integridad de los mismos. Éste suele utilizarse en sistemas que no actúan en tiempo real ya que el tiempo que se pierde en el reenvío puede ser considerable y ser más útil emitir mal en el momento que correctamente un tiempo después. Esto se puede ver muy claro con una aplicación de videoconferencia donde no resulta de utilidad emitir el pixel correcto de la imagen 2 segundos después de haber visto la imagen.

Esta técnica de control de errores se basa en el reenvío de los paquetes de información que se detecten como erróneos. El emisor envía los paquetes de información al receptor y espera una confirmación por cada paquete enviado, si no recibe la confirmación luego de un periodo de tiempo especificado el emisor vuelve a enviar el paquete.

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