روش ها ومزایای کدگزاری

*روش‌ها و مزاياي كد‌گذاري*
مدولاسيون را به‌عنوان يك عمل پردازش سيگنال براي افزايش بازده مخابراتي توصيف كرديم. كدگذاري يك عمل پردازش نماد براي بهبود مخابره در هنگام ديجيتال بودن پيام يا هنگامي كه مي‌توان پيام را به شكل نمادهاي مجزا تقريب زد، مي‌باشد. ممكن است هم گدكذاري و هم مدولاسيون براي مخابره قابل اعتماد ديجيتال به نقاط دوردست لازم باشد.
عمل كدگذاري پيام ديجيتال را به رشته‌ي جديدي از نمادها تبديل مي‌كند. كدگشايي رشته‌ي كد شده را به شكل اصلي پيام برمي‌گرداند. البته ممكن است اين كار به‌دليل آلايش توسط كانال انتقال با خطا همراه باشد. يك كامپيوتر يا يك منبع ديجيتال ديگر با M نماد در نظر بگيريد. ارسال پيام كدگذاري نشده از اين منبع مستلزم بكارگيري M شكل موج متفاوت، براي هر نماد يكي است. اما مي‌توان هر نماد را با يك كد دودويي متشكل از K رقم دودويي نشان داد. چون با K رقم دودويي مي‌توان 2k كد مختلف تشكيل داد، براي كد كردن M نماد منبع، بايد هر كلمه از K رقم تشكيل شده باشد، و پهناي باند لازم K برابر پهناي باند سيگنال مدوله شده باشد.
كدگذاري دودويي منبع M نمادي در قبال افزايش پهناي باند دو مزيت دارد. اول كاهش پيچيدگي سخت افزاري، زيرا براي كار با سيگنال‌هاي دودويي متشكل از تنها دو شكل موج متفاوت، سخت افزار ساده‌تري لازم است. دوم اين كه نويز آلاينده اثر كمتري بر سيگنال دودويي، نسبت به سيگنالي با M شكل موج متفاوت دارد. بنابراين خطاي ناشي از نويز كاهش مي‌يابد پس كدگذاري اساسا يك روش ديجيتال كاهش نويز پهن باند است.
كدگذاري كانال روشي است كه براي افزودن افزونگي‌هاي كنترل شده، براي عملكرد مطمئن‌تر كانال نويزي بكار مي‌رود. كدگذاري كنترل‌كننده خطا پا را در زمينه كاهش نويز پهن باند فراتر مي‌گذارد. در اين روش با افزودن رقم‌هاي وارسي به هر كد دودويي امكان تشخيص، و حتي تصحيح خطاهاي غالب، ممكن مي‌شود. كدگذاري كنترل كننده خطا هم پهناي باند را زياد مي‌كند و هم پيچيدگي سخت افزاري را، اما اين امر با مخابره تقريبا عاري از خطا، حتي با نسبت سيگنال به نويز كم، جبران مي‌شود. حال ديگر محدوديت بنيادي سيستم، يعني پهناي باند را بررسي كنيم. بسياري از سيستم‌هاي مخابراتي براي انتقال از شبكه تلفن استفاده مي‌كنند. چون پهناي باند اين سيستم انتقال توسط مشخصات قديمي چند دهه گذشته محدود شده است، براي افزايش آهنگ داده بايد پهناي باند سيگنال را كم كرد. مودم‌هاي سريع يكي از كاربردهايي است كه چنين كاهشي را مي‌طلبد. در روش‌هاي كدگذاري منبع از مشخصات آماري منبع سيگنال براي كدگذاري پربازده استفاده مي‌شود. پس كدگذاري منبع را مي‌توان همزاد كدگذاري كانال در نظر گرفت، زيرا در آن براي دستيابي به بازده مورد نظر از افزونگي كاسته مي‌شود. سرانجام از مزاياي كدگذاري ديجيتال مي‌توان براي مخابرات آنالوگ استفاده كرد، به اين منظور از يك روش تبديل آنالوگ به ديجيتال مثل مدولاسيون كد پالس PCM)Pulse Code Modulation) استفاده مي‌شود. سيگنال PCM با نمونه برداري از پيام آنالوگ، ديجيتالي كردن (كوانتيزه) مقدار نمونه‌ها، و كدگذاري رشته نمونه‌ها ايجاد مي‌شود. به دليل قابليت اعتماد، تنوع و بازده انتقال ديجيتال، PCM در مخابرات آنالوگ اهميت بسزايي يافته است. به علاوه PCM با تركيب با ميكروپروسسورهاي سريع امكان جايگزيني پردازش سيگنال‌هاي ديجيتال به جاي عمليات آنالوگ را فراهم مي‌كند مهندسی مخابرات...