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Redundanzcodes

Redundanzcodes bezeichnet eine Klasse digitaler Kodierungssysteme, die zusätzlich zu den eigentlichen Nutzdaten redundante Informationen verwenden, um die Zuverlässigkeit von Kommunikation und Speicherung zu erhöhen. Ziel ist es, Fehler zu erkennen und gegebenenfalls zu korrigieren, die durch Störungen, Leitungsrauschen oder Speicherschäden entstehen können. Die Redundanz erhöht den Overhead, verbessert aber die Fehlertoleranz und die Integrität der Daten.

Zu den häufigsten Typen gehören Paritätscodes, die einzelne Bitfehler erkennen; Hamming-Codes, die sowohl Fehler erkennen als

Ein Code besitzt eine Redundanzquote und eine minimale Distanz, die bestimmt, wie viele Fehler erkannt oder

Anwendungsbereiche umfassen Telekommunikation (Mobilfunk, WLAN), Datentransferprotokolle (CRC in Ethernet, TCP/IP), Datenspeicherung (RAID, SSD/HDD-Controller), optische Medien (CD/DVD/Blu-ray)

Historisch entstanden Redundanzcodes aus der Informationstheorie von Claude Shannon, der die theoretischen Grenzen der Fehlerkorrektur zeigte.

auch
korrigieren
können;
Reed-Solomon-Codes,
die
gut
mit
Burst-Fehlern
umgehen
und
in
CDs,
DVDs,
QR-Codes
sowie
in
vielen
Speichersystemen
eingesetzt
werden.
CRCs
(zyklische
Prüfsummen)
bieten
robuste
Fehlererkennung
in
Kommunikationsprotokollen.
Weitere
Klassen
umfassen
Checksummen,
konvolutionale
Codes,
Turbo-,
LDPC-
und
Polar-Codes,
die
in
modernen
digitalen
Übertragungssystemen
eine
wichtige
Rolle
spielen.
korrigiert
werden
können.
Es
besteht
ein
Trade-off
zwischen
zusätzlichen
Bits,
Dekodierkomplexität,
Latenz
und
Durchsatz.
Die
Kodierung
erfolgt
typischerweise
in
Blöcken
oder
per
Sequenz,
wobei
der
Dekoder
die
redundanten
Informationen
verwendet,
um
den
ursprünglichen
Nachrichtentext
zu
rekonstruieren.
und
Barcodes
wie
QR-Codes.
Frühe
Paritätsprüfungen
wurden
in
der
Telegrafie
eingeführt;
seit
den
1950er
Jahren
entwickelte
sich
eine
Vielzahl
von
Codes
für
unterschiedliche
Anforderungen.
Heute
sind
Redundanzcodes
integraler
Bestandteil
moderner
Kommunikations-
und
Speichersysteme.