Tecniche di codifica di canale nei sistemi di comunicazione mobile
La codifica di canale è il processo di creazione di meccanismi ridondanti di controllo errori all'interno dei dati trasmessi per ridurre le perdite durante la trasmissione. Questo processo è molto importante nell'industria delle telecomunicazioni e aiuta a ridurre il tasso di errori con codici predefiniti nei nodi di ricezione delle reti dati. Questa tecnica è usata comunemente nelle reti wireless, specialmente nei sistemi di comunicazione mobile vulnerabili a traffico dati eccessivo, interferenze di trasmissione massime e perdita significativa di dati per rumore di canale. Esistono diverse tecniche di codifica di canale per sistemi di comunicazione. La scelta dipende dallo standard di comunicazione su cui avviene la trasmissione.
Codifica convoluzionale
La codifica convoluzionale è la tecnica più comune e usata nei sistemi globali di comunicazione mobile, con molte sottocategorie che sono standard di diversi meccanismi wireless. La tecnica implica la codifica di un numero specificato di bit (le unità minime di dati). Questi bit contengono info su valori di dati correnti o recentemente trasmessi nei flussi. Questi valori informano il ricevitore su dimensioni e caratteristiche dei dati trasmessi. Queste info non solo aiutano a verificare i bit ricevuti per perdite o corruzione del percorso, ma assicurano che i dati ricevuti siano identici a quelli trasmessi. Standard popolari che usano codifica convoluzionale: GSM (Global System for Mobile Communications) e WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access).
Codifica a blocchi
La codifica a blocchi è un'altra tecnica comune, che si basa sulla codifica di un numero fisso di bit di codice nei valori dei dati trasmessi, per correzione errori e protezione dati. Specificamente, il numero di bit di codice rimane fisso ed è categorizzato distintamente secondo i bit trasmessi al secondo dal mittente. Questo tipo di codifica è usato ampiamente in combinazione con quella convoluzionale nelle reti GSM di terza generazione, inclusi GPRS (General Packet Radio System), EDGE (Enhanced Data-rates for GSM Evolution) e UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network).
Codifica Turbo
La codifica Turbo implica la codifica di bit di dati come simboli di codice intrecciati nei punti di trasmissione, che servono come valori di controllo errori al ricevitore. In operazione, la codifica Turbo divide casualmente bit di controllo errori tra due encoder in parallelo, che generano codici di controllo distinti allegati ai bit trasmessi. Questa procedura non solo accelera la codifica dati al mittente, ma permette decodifica rapida e riduzione errori migliorata al ricevitore. Le tecniche Turbo sono usate in reti a lungo raggio come satelliti, ma alcuni sistemi mobili come CDMA2000 e UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) le usano in combinazione con la codifica convoluzionale per trasmissioni a lungo raggio.
Codifica LDPC
La tecnica LDPC (Low-Density Parity-Check) è usata specificamente per protezione errori da diverse fonti di rumore nel percorso di trasmissione. Questo meccanismo di correzione errori usa il principio di impostare un limite massimo di interferenza da rumore nei segnali dati in condizioni normali. LDPC crea un valore massimo per inclusione rumore in un set di bit attraverso definizione di livelli di soglia del rumore nei valori dati trasmessi tramite bit di parità codificati. Questo tipo di codifica è la tecnica principale per il metodo OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), tecnica di trasmissione nelle reti mobili di quarta generazione come LTE Advanced ed E-UTRA (evolved-UTRAN).