Resumo de Informática Básica (44)

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Tasa  de  código  y  el  compromiso  entre  confiabilidad  y  tasa
En  un  extremo,  un  código  fuerte  (con  una  tasa  de  código  baja)  puede  inducir  
un  aumento  significativo  en  la  SNR  (relación  señal­ruido)  del  receptor  al  
disminuir  la  tasa  de  error  de  bits,  a  costa  de  reducir  la  tasa  de  datos  efectiva.
Sin  embargo,  la  capacidad  de  lograr  CEC  suele  ser  extremadamente  compleja  
de  implementar.
El  límite  superior  dado  por  el  trabajo  de  Shannon  ha  inspirado  un  largo  viaje  en  
el  diseño  de  ECC  que  pueden  acercarse  al  límite  máximo  de  rendimiento.  
Varios  códigos  actuales  casi  pueden  alcanzar  el  límite  de  Shannon.
Esto  provoca  un  equilibrio  fundamental  entre  confiabilidad  y  velocidad  de  datos.
Los  bits  redundantes  que  protegen  la  información  deben  transferirse  utilizando  
los  mismos  recursos  de  comunicación  que  intentan  proteger.
Una  pregunta  interesante  es  la  siguiente:  ¿qué  tan  eficiente  en  términos  de  
transferencia  de  información  puede  ser  un  ECC  con  una  tasa  de  error  de  
decodificación  insignificante?  Esta  pregunta  fue  respondida  por  Claude  Shannon  
con  su  segundo  teorema,  que  dice  que  la  capacidad  del  canal  es  la  tasa  de  bits  
máxima  alcanzable  por  cualquier  ECC  cuya  tasa  de  error  tienda  a  cero:  Su  
demostración  se  basa  en  la  codificación  aleatoria  gaussiana,  que  no  es  
adecuada  para  aplicaciones  reales.  Aplicaciones  mundiales.
Por  tanto,  la  tasa  de  código  es  un  número  real.  Una  tasa  de  código  baja  cercana  
a  cero  implica  un  código  fuerte  que  utiliza  muchos  bits  redundantes  para  lograr  
un  buen  rendimiento,  mientras  que  una  tasa  de  código  grande  cercana  a  1  
implica  un  código  débil.
Por  otro  lado,  al  no  utilizar  ningún  ECC  (es  decir,  una  tasa  de  código  de  1)  se  
utiliza  todo  el  canal  para  fines  de  transferencia  de  información,  a  costa  de  dejar  
los  bits  sin  ninguna  protección  adicional.
El  principio  fundamental  de  ECC  es  agregar  bits  redundantes  para  ayudar  al  
decodificador  a  descubrir  el  verdadero  mensaje  codificado  por  el  transmisor.  La  
velocidad  de  código  de  un  sistema  ECC  determinado  se  define  como  la  relación  
entre  el  número  de  bits  de  información  y  el  número  total  de  bits  (es  decir,  
información  más  bits  de  redundancia)  en  un  paquete  de  comunicación  
determinado.
Los  ECC  más  populares  tienen  un  equilibrio  entre  rendimiento  y  complejidad  
computacional.  Normalmente,  sus  parámetros  proporcionan  una
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rango  de  velocidades  de  código  posibles,  que  se  pueden  optimizar  según  el  
escenario.
Normalmente,  esta  optimización  se  realiza  para  lograr  una  baja  probabilidad  de  
error  de  decodificación  y  al  mismo  tiempo  minimizar  el  impacto  en  la  velocidad  
de  datos.  Otro  criterio  para  optimizar  la  tasa  de  código  es  equilibrar  la  baja  tasa  
de  error  y  el  número  de  retransmisiones  con  el  costo  de  energía  de  la  comunicación.
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