Einführung und Grundbegriffe

Zusammenfassung

Als Kanalcodierung bezeichnet man Verfahren, um Daten vor Übertragungsfehlern oder Aufzeichnungsfehlern zu schützen. Eine Kanalcodierung ist nur in digitalen Übertragungssystemen und Speichersystemen möglich und wird nur bei gestörten Kanälen benötigt. Den Daten wird senderseitig kontrolliert Redundanz hinzugefügt, so dass bei der Übertragung bzw. Aufzeichnung entstandene Fehler empfängerseitig erkannt und/oder korrigiert werden können.

Ohne Kanalcodierung wäre eine robuste Datenübertragung/-speicherung kaum denkbar. Sie ist die Schlüsseltechnologie, um die Kanalkapazität erreichen zu können. Die Kanalcodierung findet deshalb in vielen Gebieten Anwendung, insbesondere in der digitalen Übertragungstechnik (wie z. B. im Mobilfunk, bei Datenmodems, im Internet, bei der Satellitenkommunikation, bei Weltraumsonden, in der Unterwasserkommunikation, bei der digitalen Fernseh- und Rundfunkübertragung und in optischen Übertragungssystemen) und in der digitalen Speichertechnik (wie z. B. bei der Compact Disc (CD), der Digital Versatile Disc (DVD), der Blu-ray, bei Festplattenspeichern und bei der Magnetbandaufzeichnung).

Während in Kapitel 3 Shannons Kanalcodiertheorem in Verbindung mit Zufallscodes im Vordergrund stand, werden in diesem Teil des Lehrbuchs praktische Codier- und Decodierverfahren vorgestellt. In diesem einführenden Kapitel werden die notwendigen Grundbegriffe wie Fehlererkennung, Fehlerkorrektur, Fehlerverschleierung und ungleicher Fehlerschutz definiert. Ferner wird zwischen Vorwärtsfehlerkorrekturverfahren (FEC) und Wiederholverfahren (ARQ) unterschieden. In den nachfolgenden Kapiteln werden drei wichtige Klassen von Kanalcodes, nämlich Blockcodes, Faltungscodes und verkettete Codes, sowie zugehörige Decodierverfahren behandelt.