A codificação e a decodificação na comunicação sem fio são cruciais para transmitir informações de maneira confiável em um canal barulhento e freqüentemente imprevisível. Eles envolvem a transformação de dados em um formato adequado para transmissão e, em seguida, revertendo esse processo no receptor. Aqui está um colapso do processo, concentrando -se nos principais aspectos:

1. Codificação de origem:

* Compressão de dados: Esta etapa reduz o tamanho dos dados a serem transmitidos, melhorando a eficiência e a utilização da largura de banda. Técnicas comuns incluem codificação Huffman, codificação de comprimento de corrida e métodos mais sofisticados como JPEG e MPEG para imagens e vídeos. O objetivo é representar as informações usando menos bits e minimizar a perda de informações.

* Formatação de dados: Isso prepara os dados compactados para a codificação do canal. Pode envolver a estrutura dos dados em pacotes ou quadros com cabeçalhos contendo informações de endereçamento e controle.

2. Codificação do canal:

Esse é o núcleo da correção e proteção de erros na comunicação sem fio. Ele adiciona redundância aos dados para ativar a detecção e correção de erros introduzidos durante a transmissão. Técnicas comuns incluem:

* Correção de erro avançado (FEC): Adiciona bits extras ao fluxo de dados que permitem que o receptor detecte e corrija erros sem a necessidade de retransmissão. Os códigos FEC populares incluem:
* Códigos convolucionais: Empregue uma janela deslizante para gerar bits de paridade com base em uma sequência de bits de entrada.
* códigos turbo: Códigos poderosos que atingem o desempenho quase-Shannon-limite (o melhor desempenho teórico possível).
* Códigos de verificação de paridade de baixa densidade (LDPC): Outra classe de códigos poderosos frequentemente usados ​​em sistemas sem fio modernos.
* Códigos de Reed-Solomon: Eficaz na correção de erros de explosão (vários bits consecutivos sendo corrompidos).

* intercalando: Essa técnica espalha os bits codificados ao longo do tempo ou da frequência. Se uma explosão de ruído corrompe vários bits consecutivos, a intercalação garante que eles estejam espalhados nos dados recebidos, facilitando o decodificador da FEC para corrigi -los.

3. Modulação:

Esta etapa converte os dados digitais codificados em um sinal analógico adequado para transmissão sobre o canal sem fio. Existem diferentes esquemas de modulação, cada um com trade-offs entre taxa de dados, robustez ao ruído e eficiência de energia:

* Mudança de amplitude Keying (Ask): Representa bits alterando a amplitude de uma onda de transportadora.
* Chaventar de mudança de frequência (fsk): Representa bits alterando a frequência de uma onda de transportadora.
* Chaventar de mudança de fase (psk): Representa bits alterando a fase de uma onda de transportadora. A chave de mudança de fase em quadratura (QPSK) e as variações de PSK de ordem superior são comuns.
* Modulação de amplitude da quadratura (QAM): Combina a amplitude e a mudança de fase, permitindo taxas de dados mais altas.
* Multiplexação de Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM): Divida a largura de banda de transmissão em muitas subportadoras ortogonais, cada uma carregando uma parte dos dados. Isso é altamente robusto para o desbotamento de múltiplos (sinais refletindo objetos e chegando a momentos diferentes). Amplamente utilizado em Wi-Fi, LTE e 5G.

4. Transmissão:

O sinal modulado é então transmitido sobre o canal sem fio usando uma antena.

5. Recepção:

O receptor pega o sinal transmitido, que provavelmente é degradado por ruído e interferência.

6. Demodulação:

Esta etapa reverte o processo de modulação, convertendo o sinal analógico recebido novamente em um fluxo de dados digital.

7. Decodificação do canal:

Este é o inverso da codificação do canal. O receptor usa o código FEC para detectar e corrigir erros no fluxo de dados recebidos. Algoritmos sofisticados são usados ​​para estimar os bits transmitidos originais mais prováveis.

8. Decodificação da fonte:

Isso reverte a codificação de origem, reconstruindo os dados originais. Se a compactação foi usada, esta etapa descomprima os dados, restaurando -os à sua forma original.


em resumo:

Todo o processo envolve uma abordagem em camadas, onde cada camada contribui para a transmissão confiável e eficiente dos dados. As técnicas específicas de codificação e decodificação usadas dependem do aplicativo, das características do canal sem fio e do nível de desempenho desejado. Os sistemas sem fio modernos geralmente empregam combinações complexas dessas técnicas para obter altas taxas de dados e robustez em ambientes desafiadores.