Bittivirheiden

Bittivirheitä kuvaa tilanne, jossa lähetettyjen bittien arvo poikkeaa vastaanotetusta. Tällaiset virheet voivat koskea yksittäisiä bittejä tai useita peräkkäisiä bittejä ja heikentävät datan eheyttä. Bittivirheen yleisyyttä mitataan bitin virheasteella (BER, bit error rate), joka on virheellisten bittien määrä jaettuna lähetettyjen bittien kokonaismäärällä. BER riippuu kanavasta, häiriöistä sekä käytetystä modulaatiosta.

Lähteitä bittivirheille ovat sähköiset häiriöt, signaalin heikkeneminen sekä synkronointiongelmat. Virheet voivat olla satunnaisia (yksittäiset bitit virheellistyvät erillisinä tapahtumina) tai purkautuneita (burst-virheitä), joissa useita peräkkäisiä bittejä muuttuu.

Kanavamalleissa bittivirheitä voidaan kuvata esimerkiksi Binary Symmetric Channelilla (BSC), jossa jokaisella bitillä on tietty virheprosentti. BER riippuu signaali-kohinasuhteesta (SNR) sekä käytetystä modulaatiosta ja kanavan tilasta, kuten AWGN- tai fading-kanavien vaikutuksista. Teoreettiset BER-laskelmat ja kokeelliset mittaukset antavat käsityksen viestin luotettavuudesta.

Virheiden havaitsemiseen ja korjaamiseen käytetään erilaisia menetelmiä. Pariteettitarkistus ja CRC mahdollistavat virheiden havaitsemisen, kun taas Hamming-koodit, Reed–Solomon -koodit ja muut FEC-tekniikat mahdollistavat virheiden korjaamisen. Interleaving sekä vahvemmat modulaatiot auttavat erityisesti burst-virhetilanteissa.

Sovellukset kattavat tietoliikenneverkot, langattoman viestinnän sekä optisen kuidun järjestelmät, joissa bittivirheiden hallinta on olennaista datan eheyden takaamiseksi. Suunnittelussa pyritään saavuttamaan riittävä tiedonsiirtonopeus yhdessä sopivan virheenkestävyyden kanssa.