Ein Code in der Datenübertragung ist eine Methode, um die Informationen der zu übertragenden Nachricht in eine bestimmte Folge von Symbolen oder Signalen umzuwandeln.
Ziel ist es dabei die Nachricht insbesondere in störungsbehafteten Übertragungswegen möglichst effizient (z.B. mit einer geringen Bandbreite) und fehlerfrei zu übertragen.
Der bekannteste Code ist wohl der ASCII Code, er bildet numerische und alphanumerische Zeichen als 8 Bit Zeichengruppe ab.
Der Baudot -Code, ein ebenfalls sehr bekannter älterer Code, entstammt der Telegraphie und bildet das internationale Telegraphenalphabet Nr. 2 ab.
Diese Codes dienen primär dazu, Zeichen in binärer Form darzustellen.
Bei der Datenübertragung sind aber noch weitere Aspekte von Bedeutung, die mittels einer Vielzahl von Codes unterstützt werden:
Der Gray-Code z.B. ist ein binärer Code, der sich dadurch auszeichnet, dass sich benachbarte Codewörter nur in einem einzigen Bit unterscheiden. Wenn ein Bit in einem Gray-Code-Wort falsch übertragen oder gespeichert wird, kann ein Fehler leicht erkannt werden, da sich das resultierende Codewort von keinem anderen gültigen Codewort unterscheidet.
Einsatzbereiche für Codes:
1. Fehlerkorrektur: (FEC Codes)
Digitale Signale können durch Rauschen und Interferenzen gestört werden. Codes können verwendet werden, um Fehler in den Daten zu erkennen und zu korrigieren, wodurch die Signalqualität und -zuverlässigkeit verbessert werden.
2. Datenkompression:
Codes können verwendet werden, um Daten zu komprimieren, wodurch der Speicherplatz und die Bandbreite reduziert werden, die zur Speicherung und Übertragung der Daten benötigt werden.
3. Modulation:
Codes können verwendet werden, um digitale Signale in analoge Signale zu modulieren, die dann über ein Übertragungsmedium wie Funk oder Kabel übertragen werden können.
4. Synchronisation:
Codes können verwendet werden, um verschiedene Systeme zu synchronisieren, die an der Verarbeitung eines digitalen Signals beteiligt sind.
5. Kryptographie:
Codes können verwendet werden, um digitale Daten zu verschlüsseln, um sie vor unbefugtem Zugriff zu schützen.
6. Leistungssteigerung:
Die Verwendung von Codes kann die Leistung von DSP-Algorithmen verbessern, indem sie die Anzahl der Berechnungen reduzieren, die erforderlich sind.
7. Implementierung komplexer Algorithmen:
Codes können verwendet werden, um komplexe DSP-Algorithmen zu implementieren, die ansonsten schwierig oder unmöglich zu realisieren wären.
Verschiedene Codes
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Gold Code
Der Goldcode (oder Gold-Sequence) ist eine spezielle Art von Pseudozufallsfolgen, die in der Datenübertragung verwendet wird. Technisch betrachtet basiert der Goldcode auf der Kombination zweier maximaler lineare Rückkopplungs-Register (Linear Feedback Shift Registers, LFSR). Ein Goldcode besteht aus einer Folge binärer Werte (0 und 1), die fast zufällig erscheinen, aber dennoch deterministisch und reproduzierbar sind. Die…
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Gray Code
Der Gray Code ist ein Code, der beim Übergang von einer Information zu einer anderen nur ein einziges Bit ändert
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Hamming Code
Der Hamming-Code gehört zu der Gruppe der fehlerkorrigierenden Codes. Er wird eingesetzt, um Daten vor Übertragungsfehlern zu schützen. Er wurde von Richard Hamming im Jahr 1950 entwickelt und ist nach ihm benannt. Um Fehler erkennen zu können, müssen zusätzliche Bits (Redundanzbits) in den Code eingefügt werden. Die führt zu einer Erhöhung der Redundanz. Aufbau: Fehlerkorrektur:…
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Manchester Code
Der Manchester-Code ist eine digitale Leitungscodierung, bei der die Information in Form von Flankenwechseln des Signals übertragen wird. Im Gegensatz zu anderen Codes wie NRZ (Non-Return to Zero) oder RZ (Return to Zero), bei denen der Pegel des Signals einen bestimmten Wert für ein Bit repräsentiert, ist die Bedeutung der Bits im Manchester-Code an die…
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Phase Shift Keying
Phase Shift Keying (PSK) ist ein digitales Modulationsverfahren, bei dem die Phase eines Trägersignals verwendet wird, um digitale Daten zu übertragen. Bei PSK wird die Phase des Trägersignals je nach den zu übertragenden Daten verändert. Die Idee ist, dass verschiedene Phasenlagen des Signals bestimmten Datenwerten (Bitmustern) entsprechen, sodass die Information durch die Phasenänderungen kodiert wird.…