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C贸digos Reed-Solomon y Aplicaciones

Sep 23, 2024

Sistemas Polinomiales de Reed-Solomon

Introducci贸n

  • Reed-Solomon es un c贸digo c铆clico no binario.
  • Pertenece a la categor铆a FEC (Forward Error Correction).
  • Protege contra errores en datos transmitidos y permite su correcci贸n en el receptor mediante bits adicionales.
  • Usos actuales: dispositivos de almacenamiento (cintas, CDs, DVDs), c贸digos de barras, comunicaciones inal谩mbricas/m贸viles, enlaces de microondas y modem de alta velocidad.

Ejemplo de Aplicaci贸n

  • M茅todo para enviar mensajes con im谩genes:
    • La imagen es dividida, y bloques de correcci贸n son aplicados para recuperar el contenido original.

C贸digos de Bloque

  • Transforman un conjunto de datos binarios (n) en uno m谩s largo (k) con bits adicionales para redundancia.
  • Redundancia: m = k - n, donde m son los d铆gitos a帽adidos.

Propiedades de los C贸digos Reed-Solomon

  • Especificaci贸n: RS(n, k) con s铆mbolos de S-bits.
    • El codificador toma k s铆mbolos de S-bits y a帽ade paridad para formar una palabra de c贸digo de N s铆mbolos.
    • N-K son s铆mbolos de paridad.
    • Un decodificador puede corregir hasta T s铆mbolos err贸neos, donde 2T = N - K.

Ejemplo

  • RS(255, 223):
    • Palabra de c贸digo: 255 bytes, 223 datos, 32 paridad.
    • N = 255, K = 223, S = 8, 2T = 32, T = 16.
    • Corrige hasta 16 errores de s铆mbolos en la palabra de c贸digo.

M茅todo de Codificaci贸n de Mensaje

  • Datos se organizan en una matriz.
  • Ejemplo: "estoy estudiando" ajustado a matriz 4x4.
  • Algoritmo multiplica matriz de datos por matriz de codificaci贸n, creando datos codificados con filas de paridad.
  • Ejemplos de n煤meros de paridad (hexadecimales convertidos a decimales):
    • 12 (hex) = 18 (dec), con f贸rmula de ajuste.
    • 14 (hex) = 20 (dec).
    • 1B (hex) = 27 (dec).
    • 1C (hex) = 28 (dec).

M茅todo para Decodificar Mensaje

  • Cada fila de la matriz de codificaci贸n produce resultados independientes.
  • Filas pueden ser eliminadas si fallan, mientras la matriz de la izquierda sea invertible.
  • Multiplicaci贸n de matrices involucra:
    • Matriz inversa por matriz codificada para obtener la original.
    • Permite recuperaci贸n m谩s r谩pida y eficiente.

Recomendaciones

  • Se presentan sitios web para aprender m谩s sobre la implementaci贸n de c贸digos Reed-Solomon en programaci贸n.