Correction d'erreur directe - Forward error correction
Dans les télécommunications , la théorie de l'information et la théorie du codage , la correction d'erreur directe ( FEC ) ou le codage de canal est une technique utilisée pour contrôler les erreurs dans la transmission de données sur des canaux de communication peu fiables ou bruyants . L'idée centrale est que l'expéditeur encode le message de manière redondante , le plus souvent en utilisant un code de correction d'erreur (ECC).
La redondance permet au récepteur de détecter un nombre limité d'erreurs pouvant survenir n'importe où dans le message, et souvent de corriger ces erreurs sans retransmission. La FEC donne au récepteur la capacité de corriger les erreurs sans avoir besoin d'un canal inverse pour demander la retransmission des données, mais au prix d'une bande passante fixe et plus élevée du canal aller. La FEC est donc appliquée dans des situations où les réémissions sont coûteuses ou impossibles, telles que les liaisons de communication unidirectionnelles et lors de la transmission vers plusieurs récepteurs en multidiffusion . Les informations FEC sont généralement ajoutées aux périphériques de stockage de masse (magnétiques, optiques et à semi-conducteurs / flash) pour permettre la récupération des données corrompues, sont largement utilisées dans les modems , sont utilisées sur les systèmes où la mémoire principale est la mémoire ECC et dans les situations de diffusion, où le récepteur n'a pas la capacité de demander une retransmission ou cela induirait une latence importante. Par exemple, dans le cas d'un satellite en orbite autour d' Uranus , une retransmission en raison d'erreurs de décodage peut créer un retard d'au moins 5 heures.
Le traitement FEC dans un récepteur peut être appliqué à un train de bits numérique ou à la démodulation d'une porteuse modulée numériquement. Pour ce dernier, la FEC fait partie intégrante de la conversion analogique-numérique initiale du récepteur. Le décodeur de Viterbi met en œuvre un algorithme de décision douce pour démoduler les données numériques à partir d'un signal analogique corrompu par le bruit. De nombreux codeurs FEC peuvent également générer un signal de taux d'erreur binaire (BER) qui peut être utilisé comme rétroaction pour affiner l'électronique de réception analogique.
La proportion maximale d'erreurs ou de bits manquants qui peuvent être corrigés est déterminée par la conception de l'ECC, de sorte que différents codes de correction d'erreur directe conviennent à différentes conditions. En général, un code plus fort induit une plus grande redondance qui doit être transmise en utilisant la bande passante disponible, ce qui réduit le débit binaire effectif tout en améliorant le rapport signal / bruit effectif reçu. Le théorème de codage à canal bruyant de Claude Shannon répond à la question de savoir combien de bande passante reste pour la communication de données tout en utilisant le code le plus efficace qui ramène la probabilité d'erreur de décodage à zéro. Ceci établit des limites sur le taux de transfert d'information maximal théorique d'un canal avec un certain niveau de bruit de base donné. Sa preuve n'est pas constructive et ne donne donc aucune idée de la façon de construire un code de capacité. Cependant, après des années de recherche, certains systèmes FEC avancés comme le code polaire atteignent la capacité du canal Shannon sous l'hypothèse d'une trame de longueur infinie.