Hamming-Distanz beim Modul NK-2.4Y von Circuit Design

15. Januar 2018, 09:05 Uhr
Wie verbessert eine Hamming-Distanz von 6 die Zuverlässigkeit der Kommunikation?

Einführung / Zusammenfassung
 
Das 2,4-GHz-Modul NK-2,4Y von Circuit Design Inc. ist ein Fernsteuermodul zur Übertragung von Schaltsignalen. Um eine zuverlässige und sichere Kommunikation zu gewährleisten, verfügt NK-2.4Y über eine CRC-Fehlererkennung, die eine Hamming-Distanz von 6 erreicht. Dies verhindert Fehlfunktionen des Systems.
 
Was ist Fehlererkennung?
 
In jedem Kommunikationsmedium sind immer Rauschen und Interferenzen vorhanden. Insbesondere ist die Nutzfrequenz ständig von Rauschen und Interferenzen anderer Signalquellen beeinträchtigt. In analoger Kommunikation tritt Rauschen als permanente Artefakte im Signal auf und kann nicht entfernt werden. Die Kombination von Signal mit Rauschen hat zur Folge, dass der Empfänger das Signal nicht richtig lesen kann und daher nicht richtig reagiert.
 
Durch Hinzufügen zusätzlicher Bits (Redundanz-Bits) zu den Daten kann der Empfänger diese zusätzlichen Bits betrachten und die Daten analysieren, um festzustellen, ob während der Übertragung ein Fehler aufgetreten ist.



Fehlererkennung und -korrektur
 
Wenn der Empfänger die Daten analysiert, kann er das Auftreten von Fehlern erkennen, kann jedoch nicht immer feststellen, welche Bits beschädigt wurden. Dieser Prozess entspricht der Fehlererkennung. Wenn der Empfänger die Positionen erkennen und identifizieren kann, an denen der Fehler aufgetreten sind, kann er die betroffenen Bits korrigieren. Dies wird als Fehlerkorrektur bezeichnet und ermöglicht die normale Fortsetzung der Kommunikation.
 
Hamming-Distanz
 
Wenn Hamming implementiert wird, speichert der Empfänger eine Tabelle aller gültigen Bit-Codes (Codewörter), die bei der Übertragung verwendet werden. Um ein Codewort in ein anderes zu ändern, kippen wir Bits. Die Anzahl der gekippten Bits entspricht der Hamming-Distanz.
 
Für eine Datenlänge von 3 Bit kann jedes Codewort zwischen 000 bis 111 (d.h. 000 -> 001 ... 111) visuell unter Verwendung eines Gitters mit acht Punkten dargestellt werden. Für andere Datenlängen gelten dann entsprechende Gitter. Jede Bewegung entlang der Linie repräsentiert eine Bitänderung oder Hamming-Distanz von 1. Gültige Codewörter in einem System können blau markiert sein.


 
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