Detección y Corrección de errores

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Detección y Corrección de errores

  1. 1. DETECCIÓN DE ERRORES •Aucancela Dennys •Lanchimba Reims •Martinez Ronie •Yépez Carolina
  2. 2. METODOS DE DETECCION DE ERRORES Consiste en monitorear la información recibida y a través de técnicas implementadas en el Codificador de Canal, estas técnicas permiten determinar si un caracter, grupo de bits, etc presentan errores.
  3. 3. CHEQUEO DE PARIDAD Esta técnica es una de las más simples y es usada a nivel de bytes; se basa en agregar a la secuencia de bits (información) que va a ser transmitida un grupo de bits adicionales que llamaremos bits de control estos bits solo se los usa para la verificación de la paridad de los bits de datos enviados.
  4. 4. Estos bits de control pueden ser escogidos de dos maneras: • Cuando la cantidad par de 1s de una cadena binaria la indicamos con un 0. Paridad Par • Cuando la cantidad par de 1s de una cadena binaria la indicamos con 1. Paridad Impar
  5. 5. CHEQUEO DE PARIDAD Este sencillo sistema permite que en una línea telefónica discada que transmita entre 103 y 104 bps con una tasa de error (BER) de 10-5 mejore a 10-7.
  6. 6. CRC Tienen la propiedad matemática de que sus elementos rotados son parte del código Pertenecen a los códigos de bloque lineales cuyas Principales características es que son fáciles de generar y verificar Efectivos para detectar errores de ruido en el canal Son limitados y su efectividad es cuestionable Se utilizan solamente cuando resulta muy complicado ó muy costoso implementar otros métodos
  7. 7. ALGORITMO Nota: Las sumas que se realizan en la división deberán ser realizadas en modulo dos. 1 •La información que se va a enviar se la representa como un polinomio M(x), existe un polinomio generador el cual es el mismo para el emisor y el receptor G(x) donde r será el grado de G(x). 2 • Se añade a M(x) tantos ceros como indique el grado “r” de G(x). es decir M(x)r. 3 • Se divide M(x)r por G(x) y se obtiene un residuo R(x). 4 • Este residuo se lo adjunta al final de M(x) los cuales serán todos los datos a transmitir.
  8. 8. CRC Con CRC permite a la línea telefónica mencionada anteriormente, que transmite entre 103 y 104 bps mejorar su BER a 10-14
  9. 9. TABLA COMPARATIVA ENTRE CUEQUEO DE PARIDAD Y CRC
  10. 10. Códigos Convolucionales Pueden corregir n cantidad de errores, siempre que estos errores sean aleatorios. Las palabras de código se producen en un esquema bloque por bloque. Son receptores MAP (Máximo a Posteriori) Diagrama del codificador convolucional
  11. 11. Códigos Convolucionales Representación Electrónica Representación Electrónica del codificador convolucional.
  12. 12. Códigos Convolucionales La salida depende de la entrada en instantes anteriores y no sólo de la entrada en ese mismo instante Potente para corrección de errores Pueden corregir n cantidad de errores, siempre que estos errores sean aleatorios
  13. 13. Códigos Convolucionales La reconstrucción de la información de manera adecuada es posible gracias a que el codificador debe empezar y concluir en un estado conocido para que sea aplicable el algoritmo de Viterbi
  14. 14. • Se basa en el diagrama de trellis • Funcionamiento básico está dado en la comparación entre el símbolo recibido y los distintos símbolos que se pueden recibir. Algoritmo de Viterbi Códigos Convolucionales
  15. 15. Códigos Convolucionales
  16. 16. Códigos Turbo Estos códigos turbo se basan en la concatenación de dos codificadores relativamente sencillos separados por un dispersor. La propuesta inicial consistía en concatenar dos codificadores convolucionales sistemáticos (RSC).
  17. 17. Códigos Turbo Sin embargo, al tener un sistema más robusto para la codificación, se necesita hacer lo propio para la decodificación, lo que nos conlleva a un costo computacional mayor. La filosofía turbo se basa en aprovechar la información extrínseca proporcionada por el código y convertirla en información a priori para una etapa posterior de decodificación.
  18. 18. Códigos Turbo
  19. 19. Códigos Turbo Ventajas Desventajas Aplicaciones  Las prestaciones de un decodificador convolucional mejoran al aumentar la memoria.  Al aumentar indiscriminadamente la memoria, la complejidad en el proceso de decodificación crece exponencialmente. Sistemas de Telecomunicaciones como:  Comunicaciones satelitales y espaciales.  Televisión Digital.  Comunicación de Fibra Óptica.  Concatena esquemas de codificación relativamente simples, con el fin de obtener un código equivalente a uno de prestaciones más complejas.  Al ser un sistema concatenado, su nivel de implementación es más complejo en comparación a la de los esquemas individuales.  Comunicaciones Inalámbricas.  Módems ADSL.  Telemetría.  El rendimiento mejora cuando el tamaño del dispersor es grande (parámetro más influyente).  A medida que aumenta el tamaño del dispersor aumenta también la latencia del decodificador.  El rendimiento mejora, a medida que aumenta el número de iteraciones.  El número de iteraciones necesarias está en función del tamaño del dispersor (cuanto mayor es el dispersor, se requiere más iteraciones).  Rendimiento extraordinario para tasas de error de bits de alrededor de 10-5 BER  Para relaciones señal-ruido altas, puede resultar mejor utilizar códigos convolucionales.
  20. 20. PROPUESTAS De los códigos estudiados en este trabajo, podemos fijar a los códigos turbo como los más eficientes en cuanto a corrección de errores se refiere, ya que esta codificación asegura una alta prestación y alta eficiencia energética muy cercana al límite predicho por Shannon. Si bien estos códigos fueron propuestos en 1993, por investigadores franceses, el desarrollo de estos no se ha estancado, sino que ha motivado a varios investigadores alrededor del mundo a seguir realizando estudios sobre estos y llevando propuestas para mejorarlos aún más.
  21. 21. PROPUESTAS Tal es el nivel de utilidad de esta codificación que la vemos reflejada a diario en tecnologías actuales y que siguen desarrollándose, como es el caso de comunicaciones inalámbricas. Cada año, “TELECOM Bretagne” [8] realiza simposios, conferencias, discusiones y nuevas propuestas para códigos turbo y procesos iterativos.
  22. 22. CONCLUSIONES  Para cada aplicación se debe buscar el método de detección de errores más óptimo, para que nuestra aplicación cumpla con las expectativas de los usuarios.  Debe mencionarse que en transmisión serial la interpretación de una secuencia 0 y 1 presenta un problema, pues el bit menos significativo (LSB) se transmite primero y el más significativo (MSB) se transmite de último.  La paridad bidimensional puede detectar hasta 3 errores que pueden ocurrir en cualquier posición de la tabla.  Se concluye que los códigos FEC (Forward Error Correction) se prefieren cuando se dispone de un canal altamente ruidoso ya que la corrección de errores se produce en el receptor, al contrario de ARQ (Automatic Repeat Request) donde la corrección se consigue mediante retransmisiones del mensaje enviado y es preferible cuando se dispone de un canal altamente confiable.
  23. 23. CONCLUSIONES  Se concluyó que tanto el diagrama de estados como el diagrama de Trellis, representan herramientas sumamente poderosas para la codificación en los códigos convolucionales; y a su vez estos códigos convolucionales representan la base para los códigos turbo.  Códigos turbo son un desarrollo reciente en el campo de visión de corrección de errores. Estos códigos hacen uso de tres ideas simples: la concatenación paralela de códigos para permitir simple decodificación; entrelazado para ofrecer un mejor peso de distribución; y decodificación suave para mejorar las decisiones y maximizar el decodificador para beneficiarse de la interacción decodificadora.  Mientras, los códigos convencionales anteriores a los códigos turbo, comparados en términos de eficiencia energética, para el canal de creación de al menos dos veces tan malo como el teórico vinculado sugerido, turbo códigos logran de inmediato los resultados de rendimiento en el rango de cerca de los mejores valores teóricamente, dando una sobrecarga de menos de 1,2 veces.
  24. 24. CONCLUSIONES  Para diseños de códigos turbo el parámetro que más influye es el tamaño del dispersor. Cuando el tamaño del dispersor es grande, el rendimiento mejora. Esto implicaría que se debería escoger el tamaño más grande posible. Sin embargo, a medida que aumenta el tamaño del dispersor también aumenta la latencia del decodificador, ya que se ha de recibir todo el código para poder decodificarlo completamente. Por lo tanto los turbo códigos posee un equilibrio inherente entre el rendimiento y la latencia.  A partir de la publicación en 1948 del trabajo de Claude E. Shannon, el esfuerzo realizado en la teoría de códigos en la búsqueda y desarrollo de un esquema de codificación que se acerque al el límite teórico de Shannon ha sido por demás extenso. En este sentido, los turbo códigos se acercan bastante a ese límite teórico, marcando así una nueva etapa en la historia de la codificación de canal.

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