FEC

Forward Error Correction - azaz előre történő hibajavítás.

Mi a lényege?

Az adat mellett elhelyezünk az üzenet küldésekor olyan többletadatot (redundanciát), amely biztosítja azt, hogy ha az eredeti üzenet egy bizonyos mennyiségű adata megsérül, akkor ezen redundáns információval az eredeti adatcsomag bitjeit vissza tudjuk állítani.

FEC típusok

BPSK (kódolatlan) adat és az átvitel javítása erős hibajavító kódolás alkalmazásával

Két fő kategória: konvolúciós kódolás és a blokk kódolás.

1. A konvolúciós kódoló az adatfolyam bitjeivel dolgozik, nem igényli a csomagkezdet és csomagvég ismeretét. Elmondható róla, hogy a blokk kódolónál nagyságrenddel rosszabb bithiba-aránynál alkalmazható, a kimenetében még maradhat néhány bithiba, amit a blokk-kódoló fog javítani. Konvolúciós kódoló legismertebb fajtája a Viterbi algoritmus, de a Turbó-kódok hatékonyabbnak igérkeznek.
2. A blokk kódolás ismert méretű blokkok esetén alkalmazható. Ezáltal csak azután alkalmazható, hogy meg tudtuk állapítani a blokk elejét és a blokk végét. általánosságban elmondható, hogy már jobb bithiba-arányt igényel, de ennek a feladata a hibamentes adat előállítása. A blokk kódolás ismert és hatékony fajtája a Reed-Solomon kódoló, újonnan a Turbó-kódokkal is próbálkoznak.

A konvolúciós kódoló és a blokk kódoló közé szokás egy úgynevezett interleaver-t (bitzagyválót) beépíteni, amely feladata az, hogy a légköri jelenség okozta csoporthiba ne csoporthibaként jelentkezzen, hanem a blokkon belül egyenletesen szétszórt bithibaként. Ezáltal a villámlás és egyéb csoporthibát okozó zavar koncentrált hatását csillapítani tudjuk.

A mellékelt ábrán látható a jel/zaj viszony függvényében ábrázolt bithiba arány. A jobb felső sarokban egy FEC alkalmazása nélküli BPSK adatfolyam látható az összehasonlíthatóság kedvéért. A bithiba-aránynál (BER) a 10^-3 azt jelenti, hogy 125 byteonként (1000 bit) fordul elő átlagosan 1 bithiba. Ehhez FEC alkalmazása nélkül elég jó jel-zaj viszony szükséges, digitális hibajavító kódolás alkalmazásával azonban a sokkal gyengébb jel-zaj viszony esetén is van esély a tökéletes vételre.

Érdemes megjegyezni, hogy az 1977. szeptember 5-én kilőtt, ma már a csillagközi térben utazó Voyager-1 űrszondát 2006. március végén még vette egy rádióamatőr Bochumban egy 20 méter átmérőjű parabolaantennával. A Földtől való távolsága ekkor 14,7 milliárd kilométer volt. Lásd még: Wikipedia, ARRL és AMSAT-DL cikkeket.