Kódelmélet 1. előadás

A tárgy célja Az infokommunikációs rendszerek és szolgáltatások központi kérdése: Mindenki sávszélességet akar: minél többet; minél olcsóbban; minél flexibilisebben.

Sávszélesség Fizikai sávszélesség (átviteli fv. Fourier transzformáltja) Hz-ben Információelméleti sávszélesség (adott csatornán az adatátviteli sebesség felső határa) bit/sec-ben. Statisztikai sávszélesség (adott QoS és forglami modell mellett a rendszer csomagáteresztő képessége)

Alapprobléma A sávszélesség növeléséhez erőforrások kellenek (pl. nagyobb rádióspektrum, gyorsabb kapcsolók … etc.) Az erőforrások „elfogyóban” vannak és drágák (lsd. frekvenciaukciók) Az algoritmikus fejlesztés olcsó és sokan foglalkoznak vele

Megoldás algoritmikus Sávszélesség és minőségi szolgáltatások biztosítása algoritmikus eszközökkel „Csatorna” = nagysávszélességű hozzáférés adott minőségi paraméterekkel Felhasz náló Minimális beruházás az erőforrásokba

KÓDELMÉLET = a sáv- szélesség növeléséhez és az adott minőségű szolgáltatások eléréséhez szükséges algoritmusok összessége

Pl. mobil kommunikáció Csatorna (Hz) Szolgáltatás (bit/sec) spektrális kihasználtság bit/sec/Hz Alapjellemző: spektrális kihasználtság bit/sec/Hz Spektrális kihasználtság: 1 Hz-en fajlagosan mekkora adatátviteli sebesség valósítható meg, adott min.paraméterek mellett Jelentőség: adott szolgáltatáshoz megmondja mekkora spektrumot kell vásárolni

Kihívások Információelmélet Kódelmélet Mi a spektrális kihasználtság elvi korlátja (csatornakapacitás fading- es rádiócsatornákra) Milyen konstruktív algoritmussal lehet a legjobban megközelíteni ezt az elvi határt ?

Fizikai csatorna (analóg és megbízhatatlan) ModulátorDemodulátorDig. forrás Kódóló Analóg forrás A/D Dekódoló Analóg nyelő Dig. nyelő A/D

Hibajavító kódolás-központi gondolat Megbízhatatlan csatorna Kiterj. üzenet kódszó Dekód üzenet Vett jel Megbízható csatorna (előírt QoS) Mekkora a megbízható csatorna létrehozása miatti adatátviteli sebesség csökkenés ?

Hibajavító kódolás- alapkérdés Sokszoros hiba ellen is védelem Kis hosszúságú kierjesztés (kis adatátviteli sebességcsökkenés) Real-time kódolási és dekódolási algoritmusok (egyszerű HW/SW implmentáció) Opt. kompromisszum

Hibajavító kódolás alkalmazásai Digitális távközlés Networking QoS kommunikáció Szórakoztató elektronika ….etc. Digitális távközlés Networking QoS kommunikáció Szórakoztató elektronika ….etc. A tárgynak startégiai jelentősége van

Sokfelhasználójú kommunikáció Közös hozzáférésű csatorna 1. felh.2. felh. n. felh. Algoritmikus hozzáférés szabályozás (kódosztás) Kihívás: Kihívás: Minél több felh., minél kisebb interferencia

Sokfelhasználójú kommunikáció (folyt.) Közös hozzáférésű csatorna 1-es felh= inf. + kód2-es felh= inf. + kódn-ik felh= inf. + kód Virtuális csatorna (interferencia mentesség, zavarézéketlenség, előírt QoS paraméterek) Felh.

Sokfelhasználójú kommunikáció (folyt.) Célkitűzések ellentmondás Hogyan lehet jó kompromisszumot találni ?

Alkalmazások 3G mobil rendszerek (CDMA) Blue-tooth (szórt spektrumú kommunikáció az interferenciák ellen) Katonai hírközlés (zavarvédett rendszerek implementálása)

Ajánlott irodalom Berlekamp Costello Proakis Vajda

Hibajavító kódolás - alapok Csatorna (lineáris torzítás + zaj)