在無(wú)線通信系統(tǒng)中主要有丟失和錯(cuò)誤兩種錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的原因是某些比特?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化；丟失的原因是某些數(shù)據(jù)包沒(méi)有被收到。底層協(xié)議通常需要考慮這兩種情況，如鏈路層的前向糾錯(cuò)算法FEC使用差錯(cuò)校驗(yàn)碼對(duì)既有丟包又有錯(cuò)誤碼的情況依然能重建正確的數(shù)據(jù)。它通常由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用RS編碼，漢明碼等。傳輸差錯(cuò)反映到通訊高層只是數(shù)據(jù)包的丟失。因此工作在傳輸層或者應(yīng)用層的FEC可通過(guò)丟失矯正碼和已知包數(shù)來(lái)處理丟失情況。FEC前向糾錯(cuò)是一種數(shù)據(jù)編碼的技術(shù)，數(shù)據(jù)的接收方可以根據(jù)編碼檢查傳輸過(guò)程中的誤碼。在FEC中，發(fā)送者一般在要發(fā)送的數(shù)據(jù)前加上一段冗余的數(shù)據(jù)，這樣接收者就可以根據(jù)這些冗余數(shù)據(jù)和提前設(shè)計(jì)好的算法發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的誤碼并且確定具體錯(cuò)誤碼子的位置，從而糾正錯(cuò)誤。當(dāng)誤碼被確定后，不需要通知發(fā)送端重新發(fā)送，而是自動(dòng)糾正錯(cuò)誤。這種機(jī)制不同于自動(dòng)重傳（Automatic Repeat-reQuest, ARQ）需要通知發(fā)送端重新發(fā)送含有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，但是FEC編解碼增加了計(jì)算的開(kāi)銷和復(fù)雜性。
簡(jiǎn)單的說(shuō)，F(xiàn)EC是一種為數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)的差錯(cuò)控制技術(shù)。發(fā)送端在需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中加入冗余數(shù)據(jù)。接收端則根據(jù)這些冗余數(shù)據(jù)檢測(cè)出整個(gè)數(shù)據(jù)中的誤碼。當(dāng)接收端檢測(cè)出碼字中的錯(cuò)誤，立即將它們改正。
FEC利用了香農(nóng)- 哈特利定理中給出的傳輸速率（或信息比特速率）Rb 和信道容量Rmax 的區(qū)別。在一段足夠長(zhǎng)的碼字中使用FEC，付出了增加傳輸延遲的代價(jià)來(lái)降低誤碼率Pb [Schwartz,1987]。增加的延遲主要來(lái)自這幾方面：需要組合將要傳送的碼字，接收到數(shù)據(jù)后需要花時(shí)間來(lái)計(jì)算從而檢測(cè)出錯(cuò)誤并改正。然而，差錯(cuò)控制的好處往往要比由于處理FEC所帶來(lái)的延遲重要的多。
上圖表示的是利用了FEC的整個(gè)通信過(guò)程。在最開(kāi)始階段，信源將產(chǎn)生一串信息比特。在編數(shù)據(jù)在編碼器中編碼，在這個(gè)過(guò)程中，將會(huì)使用FEC算法在原始數(shù)據(jù)的前面加入（n-k）個(gè)冗余比特（也稱作校驗(yàn)比特）。n表示整個(gè)數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)，k表示原始信息的比特?cái)?shù)。冗余比特，也稱作糾錯(cuò)碼，與原始信息有一種特殊的計(jì)算關(guān)系，這樣接收端就可以根據(jù)糾錯(cuò)碼來(lái)糾正數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。這里的一個(gè)很重要的參數(shù)就是冗余度，表示為(n-k)/n。在特定的帶寬中，整個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度是有限制的。也就是說(shuō)，冗余度越高，數(shù)據(jù)中的信息含量就越少。然而，當(dāng)冗余度到達(dá)一定高度時(shí)，就可以保證接收端接收信息的準(zhǔn)確性。之后，經(jīng)過(guò)調(diào)制器（Modulator）的數(shù)據(jù)就變成了可以發(fā)送到信道中的信號(hào)。經(jīng)過(guò)信道的傳輸后，接收端收到信號(hào)，解調(diào)信號(hào)使其從模擬信號(hào)還原為數(shù)字格式。由于冗余碼和原始的信息存在特定的關(guān)系，解碼器（Decoder）則可以檢測(cè)其中的錯(cuò)誤并得到原始的比特。最后將這些數(shù)字信息傳給信宿。
億佰特無(wú)線數(shù)傳模塊產(chǎn)品中也應(yīng)用了FEC算法來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?，既可以通過(guò)指令配置，也可以通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行配置。
上圖是可以通過(guò)上位機(jī)對(duì)我們的模塊進(jìn)行FEC的配置。打開(kāi)前向糾錯(cuò)后，模塊將會(huì)啟用FEC算法，保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生誤碼。
上圖指的是可以通過(guò)指令設(shè)置相應(yīng)位對(duì)我們模塊進(jìn)行FEC的開(kāi)關(guān)配置。
FEC的優(yōu)勢(shì)就是接收端可以自行糾正信號(hào)中的錯(cuò)誤，而不用請(qǐng)求發(fā)送端重新發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣節(jié)省了很多時(shí)間。目前，基于不同設(shè)備的需求，不同形式的FEC碼在通信系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。而且，一些更先進(jìn)的編碼也已經(jīng)投入使用。他們應(yīng)用了更先進(jìn)的算法來(lái)提高編碼解碼的效率使得有限的帶寬能夠得到充分的利用?？梢钥隙?，F(xiàn)EC在將來(lái)肯定會(huì)更加高效。編碼會(huì)更加標(biāo)準(zhǔn)化而且性能會(huì)提高。而且成本會(huì)降低。
總之，無(wú)論是目前還是將來(lái)，F(xiàn)EC對(duì)于通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效都扮演了很重要的角色。
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