Kódování: decibely za bity
Předchozí kapitola dala mez a ukázala, že skutečná schémata k ní mají osm až devět decibelů. Ty decibely jde nakoupit dvěma způsoby: výkonem (drahé, a předpis ho stejně omezuje) nebo redundancí — poslat víc bitů, než je nutné, a z těch navíc chybu opravit.
Co který kód umí
| kód | poměr | zisk | kde se potká |
|---|---|---|---|
| Hamming (7,4) | 0,57 | ~2 dB | paměti, jednoduchá telemetrie |
| konvoluční 1/2, K=7 | 0,50 | ~5 dB | GPS, starší Wi-Fi, satelity |
| konvoluční 3/4 | 0,75 | ~3,5 dB | Wi-Fi ve vyšších rychlostech |
| LDPC 1/2 | 0,50 | ~8 dB | Wi-Fi 5/6, 5G, DVB-S2 |
| LDPC 5/6 | 0,83 | ~6 dB | tam, kde je signálu dost a chce se rychlost |
Ty zisky nejsou odvozené, jsou měřené, a tahle labka to říká nahlas: kódový poměr je aritmetika, ale kolik decibelů konkrétní dekodér doopravdy vytáhne, závisí na jeho konstrukci a zjišťuje se simulací. Čísla výše jsou typické publikované hodnoty pro jmenované rodiny při chybovosti 10⁻⁶.
Ten obchod v jedné větě
Kód s poměrem 1/2 a ziskem 5 dB znamená: poloviční rychlost za pětinásobný dosah v ploše (pět decibelů je 3,16× výkon, tedy 1,78× vzdálenost, tedy 3,16× plocha). Pro robota v hale je to skoro vždycky dobrý obchod — pokud tedy nepotřebuje ta data hned.
Proč se to v regulační smyčce nedělá
Silné kódy pracují s dlouhými bloky. LDPC v Wi-Fi kóduje bloky po 648 až 1944 bitech a dekodér s nimi několikrát iteruje. To přidá zpoždění — jednotky až desítky mikrosekund u Wi-Fi, u dlouhých bloků na pomalém spoji i milisekundy. Pro smyčku, která běží na kilohertzu, je milisekunda celý cyklus.
Proto se rozdělují role: telemetrie a video jedou se silným kódem a je jim jedno, že dorazí o dvě milisekundy později; povel a stavové slovo jedou krátkým rámcem se slabším kódem, protože pozdní zpráva je pro regulátor horší než žádná. Tuhle větu si RoboLinkLab vezme za základ.
Kód není detekce. CRC z LinkLabu umí poznat, že je paket vadný — a pak ho zahodit. Kód v téhle kapitole ho umí opravit, aniž by se o cokoli žádalo znovu. V bezdrátu, kde je opakování drahé a zpoždění kritické, je to zásadní rozdíl; proto tam „dopředná oprava chyb“ (FEC) není luxus, ale výchozí volba.