La ahora famosa respuesta a ¿Cómo se relaciona el apilamiento de naranjas en 24 dimensiones con la recepción y decodificación de señales de los Voyagers? Vale la pena detenerse ahora aquí y volver y leer primero.
¡Bienvenido de nuevo! El comentario de @NgPh debajo de la pregunta enlaza con Codificación de canales: El camino hacia la capacidad del canal , que también vale la pena leer. Dice:
E. Implementaciones de código Reed-Solomon
La primera aplicación importante de los códigos RS fue como códigos externos en sistemas de codificación concatenados para comunicaciones en el espacio profundo. Para la misión Voyager de 1977, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) usó un código RS (255, 223, 33) con corrección de 16 errores sobre como un código externo, con un código interno convolucional de tasa 1/2 y 64 estados (consulte también la Sección IV-D). El decodificador RS utilizó hardware de propósito especial para la decodificación y fue capaz de funcionar hasta aproximadamente 1 Mb/s [27]. Este sistema de codificación convolucional/RS concatenado se convirtió en un estándar de la NASA.
1980 vio la primera aplicación comercial importante de códigos RS en el estándar de disco compacto (CD). Este sistema usaba dos códigos RS cortos sobre , a saber (32, 28, 5) y (28, 24, 5) códigos RS, y operados a tasas de bits del orden de 4 Mb/s [28]. Todos los sistemas de almacenamiento magnético de audio y video posteriores han utilizado códigos RS para la corrección de errores, en la actualidad a tasas mucho más altas.
[...] Linkabit Corp. fue fundada por Irwin Jacobs, Len Kleinrock y Andy Viterbi en 1968 como una empresa de consultoría. En 1969, Jerry Heller fue contratado como el primer empleado de tiempo completo de Linkabit. Poco después, Linkabit construyó un prototipo de decodificador de algoritmo Viterbi de 64 estados ("un gran monstruo que llena un rack" [60]), capaz de funcionar a 2 Mb/s [61].
- [27]: RW McEliece y L. Swanson, "Los códigos Reed-Solomon y la exploración del sistema solar", en Códigos Reed-Solomon y sus aplicaciones (SB Wicker y VK Bhargava, eds.), págs. 25–40. Piscataway, Nueva Jersey: IEEE Press, 1994.
- [28]:KAS Immink, “Reed-Solomon codes and the compact disc”, en Reed-Solomon Codes and Their Applications (SB Wicker y VK Bhargava, eds.), págs. 41–59. Piscataway, Nueva Jersey: IEEE Press, 1994.
- [60]:D. Morton, "Andrew Viterbi, ingeniero eléctrico: una historia oral", IEEE History Center, Rutgers U., New Brunswick, NJ, octubre de 1999
- [61]: JA Heller e IM Jacobs, "Descodificación de Viterbi para comunicaciones espaciales y satelitales", IEEE Trans. común Tecnología, vol. COM–19, págs. 835–848, octubre de 1971.
Pregunta: ¿Qué hardware de la nave espacial Voyager realizó la codificación de datos transmitidos de una manera tan complicada? ¿Usó la decodificación terrestre "un gran monstruo llenando un estante"?
Estoy interesado en ver y/o leer sobre el hardware (y el software si es posible) que implementó la codificación a bordo de la nave espacial Voyager y el que implementó la decodificación en tierra. A bordo de los Voyagers, ¿era una computadora diminuta y un buen código, o la codificación se realizó con una implementación de hardware?
Aunque queda por ver qué hay en la Voyager, el Estudio de rendimiento de la decodificación de Viterbi en relación con las comunicaciones espaciales 1 brinda una descripción de dicho sistema implementado en la Tierra para la estación terrestre:
No es el prototipo, es la versión final.
El prototipo puede haber requerido alrededor de 4 a 8 veces el volumen. No es un verdadero monstruo, sino que llena un estante de la mitad a la altura completa. (32 a 64 pulgadas, 0,8 a 1,6 m)
El codificador de la nave espacial Voyager era un circuito digital pequeño y simple, construido con un registro de desplazamiento de 12 bits y algo de lógica.
El registro de desplazamiento de 12 bits se construyó a partir de 3 registros de desplazamiento con 4 bits cada uno que requieren 3 chips DIL con 16 pines.
La lógica se construyó con 6 medios sumadores. Un medio sumador necesita dos puertas AND, una puerta OR y un inversor. Cada puerta con dos entradas. Usando chips con 4 puertas, necesitamos tres chips con puertas Y, dos chips con puertas OR y un chip con seis inversores.
Así que solo obtuvimos nueve chips DIP pequeños para el codificador.
Agregaré un esquema de bloques más tarde.
1 Linkabit Corporation, I. M Jacobs y JA Heller, 31 de agosto de 1971 Informe técnico final sobre el Contrato No. DAAB07-71-C-0148 (AD 738213)
El codificador RS es similar a los codificadores Golay y Hamming (basado en registro de desplazamiento). Por ejemplo, este recurso proporciona un diagrama esquemático.
En principio, es tan "simple" como los codificadores binarios (bits de control calculados a partir de bits de información). La principal diferencia (y complicación) es que las sumas y multiplicaciones ahora operan en bytes (comprobación de bytes calculados a partir de bytes de información), siguiendo reglas especiales en objetos matemáticos exóticos llamados "campos de Galois". El conjunto de 256 bytes forma un "campo", un conjunto finito en el que se pueden realizar todas las operaciones como con los números reales (sumas, multiplicaciones, divisiones, logaritmos,..), excepto que los resultados de estas operaciones se limitan al conjunto finito (Evariste Galois, un brillante matemático francés los introdujo en el siglo XIX. Murió a los 21 años, en un duelo). Con suficiente memoria, todas estas operaciones exóticas podrían calcularse previamente y almacenarse en tablas de consulta.
Los codificadores RS en las naves espaciales Voyager están basados en hardware, ya que las computadoras a bordo en ese momento no podían tener suficiente memoria para las tablas de búsqueda (ver Construyendo el avión en el camino hacia arriba ).
El código RS generalmente se usa en combinación con un Código Convolucional (CC). La combinación es lo que se llama un Código Concatenado. Para obtener más información, CCSDS Telemetry Channel Coding (Histórico) .
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BrendanLuke15
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