Pontificia Universidad Catlica Madre y MaestraFacultad de Ciencias de la IngenieraDepartamento de Ingeniera Telemtica

Entrega de:Teora de cdigo

Clave:ITT-453-T-001

Tarea #5

Presentado por:Hugo Reyes

Matrcula:2011-0371

Profesora:Ing. Arlene Estvez

Mircoles 25 de marzo de 2015Santiago de los Caballeros, Rep. Dominicana

Tarea #5

Usos y aplicaciones de los cdigos detectores y correctores de errores en las misiones espaciales y las comunicaciones digitales

Misiones espacialesLa Teora de Cdigo ha sido una parte esencial en los sistemas de comunicaciones espaciales desde que su auge comenz a expandirse en la dcada de los aos 50. Las aplicaciones espaciales representan algunos de los ms recientes y ms importantes usos de estos poderosos cdigos de deteccin y correccin de errores (Wicker, 1999). Con el nacimiento del programa espacial, la NASA se convirti no solo en un importante usuario, sino tambin en un excelente desarrollador tecnologas de cdigos de deteccin y correccin de errores. El avance de este tipo de cdigos estuvo fuertemente unido a la historia de las misiones en el espacio profundo, debido a la considerable prdida de potencia de la seal en distancias interplanetarias, y la limitada disponibilidad de energa a bordo de las sondas espaciales. Los radios que se utilizaban para transmitir informacin a la Tierra tenan una potencia relativamente baja, lo que significa que las seales que se reciban, cuando se sometan al ruido que acompaa a las transmisiones de radio, a menudo no eran tan fuertes como se deseaba que lo fuesen. Para ayudar a superar esta realidad, la informacin se codific utilizando un cdigo corrector de errores con el fin de mejorar la precisin de la reconstruccin de la seal que se enviaba. Las primeras misiones enviaron sus datos sin codificar, pero a partir de 1968 la correccin de error digital se aplic en forma de cdigos convolucionales y cdigos Reed-Muller. El cdigo Reed-Muller fue utilizado en la nave espacial Mariner para las misiones entre 1969 y 1977, principalmente por su buena adaptacin a los ruidos de la nave, logrndose con el mismo tomar exitosamente fotografas en blanco y negro del planeta Marte. Por su parte, los cdigos convolucionales se utilizaron en las misiones Voyager 1 y Voyager 2, iniciadas en 1977 y diseadas para ofrecer imgenes en color entre la informacin cientfica de Jpiter y Saturno. El Voyager 2 cont, adems, con la implementacin de un cdigo de Golay y un cdigo Reed-Solomon-Viterbi. Este ltimo proporcionaba una muy potente correccin de errores y, en consecuencia, permiti un viaje prolongado de la nave a Urano y Neptuno. En esta misin se transmitieron algunas imgenes en formato comprimido, lo cual hizo al cdigo de Reed-Solomon esencial.

Comunicaciones digitalesLos sistemas de comunicacin modernos son digitales. Esto significa que dado un escenario especfico de transmisin estos usan una secuencia de smbolos de un alfabeto finito para representar la informacin. La transmisin de datos en formato digital provee un gran nmero de potentes tcnicas de procesamiento de la informacin que de otra manera no estaran disponibles. El auge de los sistemas de comunicaciones digitales modernos comenz en la dcada de 1940, con el innovador trabajo de Shannon, Hamming y de Golay. Los cdigos de Reed-Muller fueron un paso importante ms all de los cdigos de Hamming y de Golay porque permitieron una mayor flexibilidad en el tamao de la palabra de cdigo y el nmero de errores corregibles por palabra de cdigo (Journal of Computer Science, 2008). Los cdigos Reed-Solomon proveen una amplia gama de aplicaciones en las comunicaciones y almacenamiento digital. Se utilizan para corregir errores en muchos sistemas, incluyendo: Dispositivos de almacenamiento (dgase Discos Compactos, DVDs, cdigos de barras, etc.) Comunicaciones mviles o inalmbricas (incluyendo telfonos celulares, enlaces de microondas, etc.) Comunicaciones por satlite La televisin digital Mdems de alta velocidad (como ADSL, xDSL, etc.)El codificador Reed-Solomon toma un bloque de datos digitales y aade bits extra "redundantes". Se producen errores durante la transmisin o el almacenamiento por un nmero de razones (por ejemplo ruido o interferencia, araazos en un CD, etc). El decodificador Reed-Solomon procesa cada bloque e intenta corregir los errores y recuperar los datos originales. La cantidad y el tipo de errores que pueden ser corregidos depende de las caractersticas del cdigo Reed-Solomon.Aunque los cdigos de Hamming son los mtodos de correccin de error ms antiguos, an siguen siendo ampliamente utilizados en el campo de los sistemas de comunicaciones mviles, debido a la excelente propiedad de distancia, la buena estructura algebraica, y la facilidad de implementacin. Algunos de estos sistemas de comunicacin mviles son:

- Radio Mvil Digital (DMR) - Protocolo Project 25 o P25, el cual, permite la migracin gradual de sistemas analgicos a los sistemas digitales, con interoperabilidad durante la migracin.

Referencias

Wicker, 1999. Reed-Solomon Codes and Their Applications. Wiley-IEEE Press.

Deteccin y correccin de errores http://docsetools.com/articulos-utiles/article_118404.html

Digital Revolution (Part III) Error Correction Codes http://www.ams.org/samplings/feature-column/fcarc-errors6 Journal of Computer Science. Reed-Muller Codec Simulation Performance file:///C:/Users/user/Downloads/download.pdf

Jehun Lim, Junho Lee, Minsu Shin and Young Joon Song. Applications of Hamming Codes to Public Safety Mobile Communication Systems http://onlinepresent.org/proceedings/vol51_2014/12.pdf

Martyn Riley and Iain Richardson. Reed-Solomon Codes: An introduction to Reed-Solomon codes: principles, architecture and implementation. http://www.cs.cmu.edu/~guyb/realworld/reedsolomon/reed_solomon_codes.html