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authorJODBaer <JODBaer@github.com>2021-08-07 14:34:58 +0200
committerJODBaer <JODBaer@github.com>2021-08-07 14:34:58 +0200
commit2257ffca3c2ff48af74e5bbfb85b505feef6c1ab (patch)
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index 4552bed..179d90d 100644
--- a/buch/papers/reedsolomon/dtf.tex
+++ b/buch/papers/reedsolomon/dtf.tex
@@ -1,85 +1,125 @@
%
% dtf.tex -- Idee mit DFT
%
-\section{Übertragung mit Hilfe der Diskrten Fourientransformation
+\section{Übertragung mit Hilfe der Diskrten Fourier-Transformation
\label{reedsolomon:section:dtf}}
\rhead{Umwandlung mit DTF}
-Um die Polynominterpolation zu umgehen, gehen wir nun über in die Fourietransformation.
-Dies wird weder eine Erklärung der Forientransorfmation, noch ein genauer gebrauch für den Reed-Solomon-Code.
-Dieser Abschnitt zeigt nur wie die Fourietransformation auf Fehler reagiert.
-Das ganze zeigen wir mit einem Beispiel einer Übertragung von Zahlen mit Hilfe der Fourietransformation.
+Die Grundidee eines fehlerkorrigierenden Code ist, dass Informationen eines Datenpunkt,
+durch die Codierung, auf viele übertragene Werte verteilt werden.
+Die Decodierung ist in der Lage, den ursprünglichen Datenwert zu rekonstruieren,
+sogar wenn einzelne wenige übertragene Werte beschädigt worden sind.
+\par
+Die Fourier-Transformation transformiert einen einzelnen Wert,
+eine Dirac-Funktion, auf ein Spektrum, welches sich über die ganze Frequenzachse erstreckt.
+Aus der Filtertheorie ist bekannt, dass der ursprüngliche Impuls mehr oder weniger rekonstruierbar ist.
+Forausgestzt, es gehen nicht zu viele Frequenzen bei der Übertragung verloren.
+\par
+Es liegt daher nahe zu versuchen, die Fourier-Transformation
+für Codierung und Decodierung zu verwenden.
-\subsection{Diskrete Fourietransformation Zusamenhang
-\label{reedsolomon:subsection:dtfzusamenhang}}
-Mit hilfe der Fourietransformation werden die \textcolor{blue}{blauen Datenpunkte} transformiert,
+\subsection{Beispiel mit Fehlerkorrektur mit Fourier-Transformation
+\label{reedsolomon:subsection:sendbsp}}
+
+Das folgende Beispiel soll zeigen, wie Fehlerkorrektur möglich ist.
+Dieses auf eine Art, die der Funktionsweise des Reed-Solomon-Codes,
+der später erklärt wird, analog ist.
+\par
+Der Auftrag ist nun 64 Daten zu übertragen, 32 Fehler erkennen und 16 Fehler rekonstruieren.
+Mit hilfe der Fourier-Transformation werden die \textcolor{blue}{blauen Datenpunkte} transformiert,
zu den \textcolor{darkgreen}{grünen Übertragungspunkten}.
Durch eine Rücktransformation könnnen die \textcolor{blue}{blauen Datenpunkte} wieder rekonstruiert werden.
-\subsubsection{Beispiel einer Übertragung
-\label{reedsolomon:subsection:Übertragungsabfolge}}
-Der Auftrag ist nun 64 Daten zu übertragen und nach 32 Fehler abzusicheren,
-16 Fehler erkennen und rekonstruieren.
-
-Dieser Auftrag soll mittels Fouriertransformation bewerkstelligt werden.
-In der Abbildung \ref{reedsolomon:subsection:Übertragungsabfolge} sieht man dies Schritt für Schritt,
-und hier werden die einzelne Schritte erklärt:
-\begin{enumerate}[(1)]
- \item Das Signal hat 64 die Daten $k$, hier zufällige Zahlen, welche übertragen werden sollen.
- Zusätzlich soll nach 16 Fehler $t$, die rekonstruierbar sind abgesichert werden.
- Das macht dann insgesamt $k + 2t =
- 64 +2 \cdot 16= 96$ Übertragungszahlen.
- (siehe Abschnitt \externaldocument{papers/reedsolomon/idee}\ref{reedsolomon:section:Fehlerkorrekturstellen})
- Die 32 Fehlerkorrekturstellen werden als Nullzahlen Übertragen.
- \item Nun werden mittels der diskreten Fourietransformation diese 96 codiert, transformiert.
- Das heisst alle Informationen ist in alle Zahlenvorhanden, auch die Fehlerkorrekturstellen Nullzahlen.
- \item Nun kommen drei Fehler dazu an den Übertragungsstellen 7, 21 und 75.
- Die Fehler können auf den ganzen 96 Übertragungswerten liegen, wie die 75 zeigt.
-Zu Beachten ist auch noch, dass der Fehler um das 20- bis 150-Fache kleiner ist.Die Fehlerskala ist rechts.
- \item Dieses wird nun Empfangen, man kann keine Fehler erkennen, da diese soviel kleiner sind.
- Für das Decodieren wird die Inverse Fourietransformation angewendet, und alle Fehler werden mittransformiert.
- \item Nun sieht man die Fehler im decodierten Signal in den Übertragungszahlen.
- Von den Übertragungsstellen 64 bis 96 erkennt man, das diese nicht mehr Null sind.
- \item Diese Fehlerkorrekturstellen 64 bis 96, dies definieren wir als Syndrom.
- In diesem Syndrom ist die Fehlerinformation gespeichert und muss nur noch transformiert werden.
- \item Hier sieht man genau wo die Fehler stattgefunden haben.
- Leider nicht mehr mit der Qualtiätt der Ursprünglichen Fehler, sie sind nur noch 0.6 oder 0.4 gross.
- Obwohl der Fehler um das 20Fache kleiner ist erkennt man im Locator die Fehlerstellen wieder.
- \end{enumerate}
- Nun haben wir mit Hilfe der Fourietransformation die 3 Fehlerstellen durch das Syndrom lokalisiert,
- jetzt gilt es nur noch diese zu korrigieren und wir haben unser originales Signal wieder.
\begin{figure}
\centering
- \resizebox{1.1\textwidth}{!}{
+ \resizebox{\textwidth}{!}{
\includegraphics[width=\textwidth]{papers/reedsolomon/figures/plotfft}
%\input{papers/reedsolomon/tikz/plotfftraw.tex}
}
- \caption{Übertragungsabfolge \ref{reedsolomon:subsection:Übertragungsabfolge}}
+ \caption{Übertragungsabfolge \ref{reedsolomon:subsection:sendbsp}}
\label{fig:sendorder}
\end{figure}
+In der Abbildung \ref{fig:sendorder} wird eine Übertragung Schritt für Schritt illustriert.
+In der folgenden Aufzählung werden diese einzelne Schritte erklärt und erläutert:
+\begin{enumerate}[(1)]
+ \item Das Signal ist mit 64 zufälligrn, ganzzahligen Datenwerten, zwischen 0 und 10.
+ Für die Rekonstruktion werden zusäzlich Datenwert benötigt, wir fügen deshalb 32 Werte hinzu.
+ Diese setzen wir willkürlich auf Null und nennen sie Fehlerkorrekturstellen
+ \externaldocument{papers/reedsolomon/idee}\ref{reedsolomon:section:Fehlerkorrekturstellen}.
+ Wir erhalten so einen erweiterten Signalvektor der länge $N =96$.
+ \item Mit der Fourier-Transformation wird der ganze Signalvektor codiert.
+ Dadurch wird jede Informationseinheit auf alle Punkte des Spektrums verteilt.
+ \item Wir dürfen annehmen, dass bei der Übertragung, nur einzelne übertragene Werte durch Fehler,
+ verändert werden.
+ \par
+ Im Beispiel sind dies die Werte an den Stellen 7, 21 und 75(\textcolor{red}{rote Kurve}),
+ die um einen Betrag verändert werden.
+ Dieser ist bis zu 150-mal kleiner, als die ursprünglichen codierte Werte.
+ Der Empfänger kennt daher im allgemeinen nicht, ob und wo Übertragungsfehler aufgetreten sind.
+ \item Ohne Übertragungsfehler kann der Signalvektor durch Inverse Fourier-Transformation vollständig
+ wiederhergestellt werden.
+ Dazu gehören auch die Nullen an den Fehlerkorrekturstellen 64 - 96.
+ \par
+ Sind Übertragungsfehler aufgetreten, werden an diesen Stellen, Werte abweichend von Null, auftreten.
+ Somit haben wir bereits Fehler erkannt.
+ \item Die Werte an den Fehlerkorrekturstellen 64 - 96, die nicht mehr Null sind, nennenwir das Syndrom.
+ Im Syndrom steckt nur Information über die Fehler, sie werden durch die Inverse Fourier-Transformation erzeugt.
+ \item Um die Fehler zu rekonstruieren, ann man versuchen, die Information im Syndrom mit Fourier-Transformation zu transformieren.
+ Da das Syndrom nur ein Teil der Fehlerinformation ist, liefert die Fourier-Transformation eine Approximation der Fehler.
+ Diese Approximation der Fehler ist genau genug, um die Fehlerstellen zu localisieren.
+\end{enumerate}
+Im Beispiel haben wir mit dem Syndrom nur etwa ein Drittel der Fehlerinformation, es ist daher zu erwarten,
+dass die Fehlerwerte auch nur ein drittel so gross sind.
+\par
+Damit können die Fehler korrigiert und die Orginaldaten wiederhergestellt werden.
+Der Rekonstruktionsauftrag ist damit erfolgreich ausgeführt.
-Nun zur Definition der Diskrete Fourietransformation, diese ist definiert als
+\subsection{Fourier-Transformation und Polynome\label{reedsolomon:subsection:ftandpolynom}}
+Im Abschnitt \externaldocument{papers/reedsolomon/idee}\ref{reedsolomon:section:polynomansatz}
+wurden Werte eines Polynoms zur Codierung verwendet.
+Die 7 Übertragungspunkte könnten ein Polynom
+\begin{equation}
+ \textcolor{darkgreen}{p(x)}
+ =
+ \textcolor{blue}{a_0} + \textcolor{blue}{a_1}x + \textcolor{blue}{a_2}x^2 +
+ \textcolor{gray}{a_3}x^3 + \textcolor{gray}{a_4}x^4 + \textcolor{gray}{a_5}x^5 +
+ \textcolor{gray}{a_6}x^6
+\label{reedsolomon:equationpoly}
+\end{equation}
+sechsten Grades bestimmen.
+Durch die Wahl von $\textcolor{gray}{a_3=0}$, $\textcolor{gray}{a_4=0}$, $\textcolor{gray}{a_5=0}$, $\textcolor{gray}{a_6=0}$
+erzeugen wir die, für die Fehlerkorrektur,
+nötige Redundanz, ganz analog zum Schritt (1) im Beispiel.
+\par
+Die Analogie geht aber noch weiter.
+ Schreibt man
+ \( w =
+ e^{-\frac{2\pi j}{N} k}\)
+ \label{reedsolomon:DFT_summand}, damit wird aus der Formel
\begin{equation}
\hat{c}_{k}
= \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1}
- {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn}.
+ {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn}
,\label{reedsolomon:DFT}
\end{equation}
- Wenn man nun
+ für die Diskrte-Fourier-Transformation das Polynom
\begin{equation}
- w =
- e^{-\frac{2\pi j}{N} k}
- \label{reedsolomon:DFT_summand}
+ q(w)=
+ \frac{{f}_0}{N} + \frac{{f}_1}{N} w^1 + \frac{{f}_2}{N} w^2 + \dots + \frac{{f}_{N-1}}{N} w^{N-1}
+ \label{reedsolomon:DFT_polynom}
\end{equation}
- ersetzte, und $N$ konstantbleibt, erhält man
+ Im Beispiel werden aber Werte des des Polynoms $q(w)$ für verschieden
+ \( w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k}, k=1, \dots , k=N-1\) übermittelt.
\begin{equation}
- \hat{c}_{k}=
- \frac{1}{N}( {f}_0 w^0 + {f}_1 w^1 + {f}_2 w^2 + \dots + {f}_{N-1} w^N)
- \label{reedsolomon:DFT_polynom}
+ \textcolor{darkgreen}{q(w)}=
+ \frac{\textcolor{blue}{{f}_0}}{N} + \frac{\textcolor{blue}{{f}_1}}{N} w^1 + \frac{\textcolor{blue}{{f}_2}}{N} w^2 + \dots +
+ \frac{\textcolor{blue}{{f}_{63}}}{N} w^{63} + \frac{\textcolor{gray}{{f}_{64}}}{N} w^{64} + \textcolor{gray}{\dots} + \frac{\textcolor{gray}{{f}_{N-1}}}{N} w^{N-1}
+ \label{reedsolomon:DFT_polynom2}
\end{equation}
- was überaust ähnlich zu unserem Polynomidee ist.
-Die Polynominterpolation und die Fourietransformation rechnen beide mit reelen Zahlen.
-Wenn die Fehlerabweichung sehr sehr klein ist, erkennt man diese irgendwann nicht mehr.
-Zusätzlich muss mann immer Grenzen bestimmen auf wieviel Stellen gerechnet wird und wie die Fehler erkannt werden im Locator.
-Deshalb haben Mathematiker einen neuen Körper gesucht und ihn in der Endlichkeit gefunden,
+Das syndrom entstand durch die Wahl ${f_{64}}=0$ bis ${f}_{N-1}=0$.(graue koeffizenten)
+\par
+Die Polynominterpolation und die Fourier-Transformation rechnen beide mit reelen Zahlen.
+Wenn die Approximation nicht mehr genügend gut ist um die Fehler zu erkennen und rekonstruieren,
+dann müssen wir von den Reelen-Zahlen weg und zum endlichen Körpern, oder auch Galios-Körper genannt.
+Deshalb haben die Mathematiker einen neuen Körper gesucht und ihn in der Endlichkeit gefunden,
dies wird nun im nächsten Abschnitt genauer erklärt.
diff --git a/buch/papers/reedsolomon/einleitung.tex b/buch/papers/reedsolomon/einleitung.tex
index 074df05..ca4f398 100644
--- a/buch/papers/reedsolomon/einleitung.tex
+++ b/buch/papers/reedsolomon/einleitung.tex
@@ -6,8 +6,8 @@
\section{Einleitung
\label{reedsolomon:section:einleitung}}
\rhead{Einleitung}
-Der Reed-Solomon-Code ist entstanden um,
-das Problem der Fehler bei der Datenübertragung, zu lösen.
+Der Reed-Solomon-Code wurde von den beiden Mathematiker Irving S.Reed und Gustave Solomon, im Jahre 1960, entwickelt.
+Dabei haben sie das Problem der Fehler bei der Datenübertragung gelöst.
In diesem Abschnitt wird möglichst verständlich die mathematische Abfolge,
Funktion oder Algorithmus des Reed-Solomon-Code erklärt.
Es wird jedoch nicht auf die technische Umsetzung oder Implementierung eingegangen.
diff --git a/buch/papers/reedsolomon/figures/plotfft.pdf b/buch/papers/reedsolomon/figures/plotfft.pdf
index 80d17d2..b455da5 100644
--- a/buch/papers/reedsolomon/figures/plotfft.pdf
+++ b/buch/papers/reedsolomon/figures/plotfft.pdf
Binary files differ
diff --git a/buch/papers/reedsolomon/idee.tex b/buch/papers/reedsolomon/idee.tex
index 41e0d4c..2142f88 100644
--- a/buch/papers/reedsolomon/idee.tex
+++ b/buch/papers/reedsolomon/idee.tex
@@ -4,61 +4,69 @@
\section{Idee
\label{reedsolomon:section:idee}}
\rhead{Problemstellung}
-Um beim Datenübertragen Fehler zu erkennen, könnte man die Daten jeweils doppelt senden,
-und so jeweilige Fehler zu erkennen.
+Um Fehler in einer Datenübertragung zu erkennen, könnte man die Daten jeweils doppelt senden,
+ also immer zwei gleich Werte miteinander und so jeweilige einzelne Fehler erkennen.
+Wenn jedoch mehr als nur ein Fehler erkennt werden soll und sogar noch das orginal rekonstruiert werden soll,
+dann werden die Daten drei oder vierfach versendet.
Doch nur schon um Fehler zu erkennen werden überproportional viele Daten doppelt und dreifach gesendet.
-Der Reed-Solomon-Code macht dies auf eine andere, clevere Weise.
Das Problem liegt darin Informationen, Zahlen,
-zu Übertragen und Fehler zu erkennen.
-Speziell beim Reed-Solomon-Code kann man nicht nur Fehler erkennen,
-man kann sogar einige Fehler korrigieren.
+ zu Übertragen und Fehler zu erkennen und zu korrigieren.
Der Unterschied des Fehler erkennen und korrigiren, ist das beim Erkennen nur die Frage beantwortet wird: Ist die Übertragung fehlerhaft oder nicht?
Beim Korrigieren werden Fehler erkannt und dann zusätzlich noch den original Wert rekonstruieren.
-Auch eine Variante wäre die Daten nach einer Fehlerhaften sendung, nochmals zum senden auffordern(auch hier wird doppelt und dreifach gesendung),
-was bei Reed-Solomon-Code-Anwendungen nicht immer sinnvoll ist.
-Anwendungen finden sind im Abchnitt \externaldocument{papers/reedsolomon/anwendungen}
-\ref{reedsolomon:section:anwendung} beschrieben.
+Eine weitere Möglichkeit wäre, dass der Empfänger nach einer fehlerhaften Übertragung die selben Daten nochmals auffordert.
+Dies führt wieder zu unerwünschten mehrfach Übertragung.
+In Anwendungen des Reed-Soöomon-Code \externaldocument{papers/reedsolomon/anwendungen} \ref{reedsolomon:section:anwendung}
+ist dies vom Empfänger gesteuerte erneute Übertragen meistens nicht sinnvoll oder sogar unmöglich.
+Der Reed-Solomon-Code macht dies Übertragung auf eine andere, clevere Weise.
\subsection{Polynom-Ansatz
\label{reedsolomon:section:polynomansatz}}
\rhead{Polynom-Ansatz}
-Eine Idee ist, aus den Daten ein Polynom zu bilden.
-Diese Polynomfunktion bei bestimmten Werten errechnet und diese Punkte dann überträgt.
+Eine zentrale Idee des Reed-Solomon-Code ist, aus den Daten ein Polynom zu bilden.
+Von dieser Polynomfunktion wird dann eine Anzahl Werte übertragen.
\begin{beispiel} Nehmen wir die Zahlen \textcolor{blue}{2}, \textcolor{blue}{1}, \textcolor{blue}{5},
-welche uns dann das Polynom
+ welche übertragen werden sollen. Daraus bilden wir das Polynom
\begin{equation}
p(x)
=
\textcolor{blue}{2}x^2 + \textcolor{blue}{1}x + \textcolor{blue}{5}
\label{reedsolomon:equation1}
-\end{equation}
-ergeben.
+\end{equation}.
+\par
+Ein Polynome zweiten Grades ist durch drei Punkte eindeutig bestimmbar.
+Bei einer fehlerlosen Übertragung, können wir mit 3 übertragene Werte,
+ das Polynom durch Polynominterpolation volständig rekonstruieren.
+Weder erkläre noch erläutere ich die Polynominterpolation,
+ wir brauchen sie als Funktion, die von Punktn ein Polynom errechnet.
+Die koeffizente, des rekonstruierten Polynoms, sind dann unsere gesendten Zahlen \textcolor{blue}{2}, \textcolor{blue}{1}, \textcolor{blue}{5}.
+Wie können wir nun Fehler erkennen oder sogar korrigieren?
+Versuchen wir doch mehr Werte zu Übertragen, wir nehmen im Beispiel 7 Werte.
Übertragen werden nun die \textcolor{darkgreen}{grünen Werte}
-dieses \textcolor{blue}{blauen Polynomes} an den Stellen 1, 2, 3\dots 7 dieses Polynomes.
-Grafisch sieht man dies dann in Abbildung \ref{fig:polynom},
-mit den Punkten, $p(1),p(2),...,p(7) = (\textcolor{darkgreen}{8},
-\textcolor{darkgreen}{15}, \textcolor{darkgreen}{26},
-\textcolor{darkgreen}{41}, \textcolor{darkgreen}{60},
-\textcolor{darkgreen}{83}, \textcolor{darkgreen}{110})$
-Wenn ein Fehler sich in die Übertragung eingeschlichen hat, muss der Leser/Empfänger diesen erkennen und das Polynom rekonstruieren.
-Der Leser/Empfänger weiss, den Grad des Polynoms und dessen \textcolor{darkgreen}{Werte} übermittelt wurden.
-Die Farbe blau brauchen wir für die \textcolor{blue}{Daten} welche wir mit der Farbe grün \textcolor{darkgreen}{Übermitteln}.
-\end{beispiel}
-
-\begin{beispiel}
-Ein Polynome zweiten Grades ist durch drei Punkte eindeutig bestimmbar.
-Hat es Fehler in der Übertragunge gegeben,in der Abbilbung \ref{fig:polynom} die \textcolor{red}{roten Punkte}).
-Erkennt man diese Fehler, da alle korrekten Punkte auf der Parabel liegen müssen.
-Die \textcolor{darkgreen}{grünen Punkte} bestimmen die Parabel, und die Fehler können zu den
-\textcolor{gray}{Orginalpunkte} rekonstruiert werden.
-Ab wie vielen Fehler ist das Polynom nicht mehr erkennbar beim Übertragen von 7 Punkten?
-Bei 2 Fehlern kann man noch eindeutig bestimmen, dass das Polynom mit 4 Punkten,
-gegenüber dem mit 5 Punkten falsch liegt. \ref{fig:polynom}
-Werden es mehr Fehler kann nur erkannt werden, dass das Polynom nicht stimmt.
-Das orginale Polynom kann aber nicht mehr gefunden werden.
-Da andere Polynome oder das Konkurrenzpolynom, grau gestrichelt in Abbildung \ref{fig:polynom}, das orginal fehlleitet.
-Um das Konkurrenzpolynom auszuschliessen, währen mehr \textcolor{darkgreen}{Übertragungspunkte} nötig.
-\end{beispiel}
+ dieses 7 Werte \textcolor{blue}{blauen Polynomes} an den Stellen 1, 2, 3\dots 7 .
+In Abbildung \ref{fig:polynom} ist das zu den \textcolor{blue}{Datenpunkten} gehörige Polynom blau dargestellt,
+die \textcolor{darkgreen}{übertragene Werte} des Polynoms sind grün.
+Die grünen Punkte bestimmen die Parabel.
+Damit können die Fehler erkannt werden, weil die empfangenen Punktenicht auf der Parabel liegen.
+Somit könnendie grauen Punkte auf der Parabel ersetzt werden und sind damit korrigiert.
+bis zu wivielen Fehler können wir nun korrigieren im Beispiel korrigieren?
+Wir erhöhen nun die Fehleranzahl Schritt für Schritt:
+\begin{itemize}
+ \item Bei \textit{1 Fehler} können konkurenzierende Polynome, zusammen mit zwei originalen Punkten fehlleiten.
+ Dabei kann aber maximal 3 Punkte auf diesem Konkurrenzpolynom sein.
+ Da 6 übereinstimende grössser als 3 ist haben wir unser original Polynom gefunden.
+ \item Bei \textit{2 Fehler} kann ein Fehler mit zwei originalen Punkten ein fehlleitendes Konkurrenzpolynom bilden.
+ Da der zweite Fehler frei wählbar ist, kann dieser auch auf dem Konkurrenzpolynom liegen, wie in der Abbilbung \ref{fig:polynom}.
+ Nun haben wir, ein originles Polynom mit 5 übereinstimmenden und eine konkurrenzierendes mit 4 Punkten.
+ Da 5 noch grösser als 4 ist, können wir sagen, welches das original Polynom ist.
+ \item Bei \textit{3 Fehler} kann genau wie bei 2 Fehler, ein Fehler ein fehlleitendes Polynom mit 2 original Punkten bestimmen werden.
+ Auch hier sind die anderen Fehler frei wählbar und liegen auf dem Konkurrenzpolynom.
+ Nun ist es so das 5 Punkte auf diesem konkurenzierenden Polynom und 4 Punkte auf dem Originalen.
+ Das Original Polynom kann nicht mehr gefunden werden.
+ \item Bei \textit{4 Fehler} Es kann noch erkennt weden das Fehler statt gefunden haben, da 3 orginale Punkte das ursprüngliche Polynom ergeben.
+ Somit haben wir mindestens 2 verschieden Polynome, dass bedeutet Fehler sind entstanden.
+ \item Bei \textit{5 Fehler} Mit den 2 originalen Punkte kann das Originale Polynom nicht mehr erkannt werden und
+ somit auch keine Aussgae gemacht werden ob Fehler statt gefunden haben oder nicht.
+\end{itemize}
\begin{figure}%[!ht]
\centering
@@ -67,27 +75,16 @@ Um das Konkurrenzpolynom auszuschliessen, währen mehr \textcolor{darkgreen}{Üb
\caption{Polynom $p(x)$ von der Gleichung\eqref{reedsolomon:equation1}}
\label{fig:polynom}
\end{figure}
-
-\section{Fehlerkorekturstellen bestimmen
-\label{reedsolomon:section:Fehlerkorrekturstellen}}
-Um zu bestimmen wieviel zusätzliche \textcolor{darkgreen}{Übertragungspunkte} notwendig sind, um die Fehler zu korrigieren,
-muss man zuerst wissen, wieviel \textcolor{blue}{Daten} gesendet und wieviel \textcolor{red}{Fehler} erkennt werden sollen.
-Die Anzahl \textcolor{blue}{Daten} (ab hier verwenden wir das Wort Nutzlast), die als Polynomkoeffizente $k$ übergeben werden,
-brauchen die gleiche Anzahl an Polynomkoeffizententräger, beginnend bei Grad 0 somit ergibt sich der Polynomgrad mit $k-1$.
-Für die Anzahl der Fehler $t$, welche korrigiert werden können, gehen wir zum Beispiel.
-\begin{beispiel} von den Polynom \ref{reedsolomon:equation1} in, welchem wir \textcolor{darkgreen}{7 Übertragungspunkte} senden.
-Durch 3 Punkte wird das Polyom eindeutig bestimmt, nun haben wir mehrere Konkurrenzpolynome, doch mit maximal 2 Fehler liegen auf einem Konkurrenzpolynom,
-maximal 4 Punkte und auf unserem orginal 5 Punkte. Ansonsten hatt es mehr Fehler oder unser Konkurrenzpolynom ist das gleiche wie das Original.
-Somit können wir nun bestimmen, dass von den \textcolor{darkgreen}{7 Übertragungspunkten$u$} bis zu 2 Fehler korrigiert werden können und 4 Übertragungspunkte zusätzlich gesendet werden müssen.
\end{beispiel}
-Man könnte auch dies in der Tabelle \ref{tab:fehlerkorrekturstellen} erkennen, doch mit dieser Gleichung
-\begin{equation}
- \frac{\textcolor{darkgreen}{u}-\textcolor{blue}{k}}{\textcolor{red}{t}}
- =2
- \label{reedsolomon:equation2}
-\end{equation}
-zeigt sich, dass es $k+2t$ Übertragungspunkte braucht.
+\section{Anzahl Übertragungswerte bestimmen
+\label{reedsolomon:section:Fehlerkorrekturstellen}}
+Um zu bestimmen, wieviel zusätzliche \textcolor{darkgreen}{Übertragungspunkte} notwendig sind, um die Fehler zu korrigieren,
+ muss man zuerst wissen, wieviel \textcolor{blue}{Datenwerte} gesendet und wieviel \textcolor{red}{Fehler} erkennt werden sollen.
+Die Anzahl \textcolor{blue}{Datenwerte}, ergeben die anzahl Polynomkoeffizente $k$ und somit den Grad $k-1$.
+Die Bestimmung der Anzahl der Fehler $t$, welche korrigiert werden können, brauchen redundanz.
+Gehen wir die Fehleranzahl mit verschiedenen Übertragungsanzahlen durch,
+ erkennt man almählich ein Muster.
\begin{table}
\centering
\begin{tabular}{ c c | c}
@@ -104,8 +101,17 @@ zeigt sich, dass es $k+2t$ Übertragungspunkte braucht.
\caption{ Fehlerkorrekturstellen Bestimmung.}
\label{tab:fehlerkorrekturstellen}
\end{table}
+Es müssen mehr Punkte auf dem \textcolor{blue}{originalen Polynom} liegen, als auf dem Konkurenzierenden.
+Somit braucht man für die Übertragung pro Fehler 2 übertragungspunkte mehr.
+Wie in der Tabelle ergibt sich diese Übertragungsanzahl
+\begin{equation}
+ \textcolor{darkgreen}{u}=
+ \textcolor{blue}{k}+2\textcolor{red}{t}
+ \label{reedsolomon:equation2}
+\end{equation}.
-Ein Nebeneffekt ist, dass dadurch auch $2t$ Fehler erkannt werden können, nicht aber korrigiert.
-Um aus den übertragenen Zahlen wieder die Nutzlastzahlen zu bekommen könnte man eine Polynominterpolation anwenden,
-doch die Punkte mit Polynominterpolation zu einem Polynom zu rekonstruieren ist schwierig und fehleranfällig.
+Ein Nebeneffekt ist, dass auch $2t$ Fehler erkannt werden können, nicht aber korrigiert.
+Nun haben wir für jede rekonstruktion des Polynoms, die Polynominterpolation gebraucht.
+Diese Polynoiminterpolation ist leider schwierig und fehleranfällig.
+Deshalb finden wir eine alternative im nächsten Abschnitt.
diff --git a/buch/papers/reedsolomon/standalone/standalone.pdf b/buch/papers/reedsolomon/standalone/standalone.pdf
index 4a44333..dc34b2d 100644
--- a/buch/papers/reedsolomon/standalone/standalone.pdf
+++ b/buch/papers/reedsolomon/standalone/standalone.pdf
Binary files differ
diff --git a/buch/papers/reedsolomon/tikz/plotfft.tex b/buch/papers/reedsolomon/tikz/plotfft.tex
index bb74dfb..77c4dc3 100644
--- a/buch/papers/reedsolomon/tikz/plotfft.tex
+++ b/buch/papers/reedsolomon/tikz/plotfft.tex
@@ -10,6 +10,7 @@
\usepackage{filecontents}
+
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[]
@@ -28,12 +29,13 @@
\node(codiert) [] {
\begin{tikzpicture}[]
- \begin{axis}[ title = {\Large {Codiert \space + \space Fehler}},
- xtick={0,40,60,100}, axis y line*=left]
- \addplot[green] table[col sep=comma] {tikz/codiert.txt};
+ % Beschriftung Rechts
+ \begin{axis}[axis x line= none, axis y line*=right,ytick={0}]
+ \addplot[color=white] {0};
\end{axis}
- \begin{axis}[xtick={7,21,75}, axis y line*=right]
- \addplot[red] table[col sep=comma] {tikz/fehler.txt};
+
+ \begin{axis}[ title = {\Large {Codiert}}, axis y line*=left]
+ \addplot[color=black!60!green] table[col sep=comma] {tikz/codiert.txt};
\end{axis}
\end{tikzpicture}}; \\
@@ -46,8 +48,12 @@
\node(empfangen) [] {
\begin{tikzpicture}
- \begin{axis}[title = {\Large {Empfangen}}]
- \addplot[green] table[col sep=comma] {tikz/empfangen.txt};
+ \begin{axis}[title = {\Large {Empfangen \space + \space Fehler}},
+ xtick={0,40,60,100}, axis y line*=left]
+ \addplot[color=black!60!green] table[col sep=comma] {tikz/empfangen.txt};
+ \end{axis}
+ \begin{axis}[xtick={7,21,75}, axis y line*=right]
+ \addplot[red] table[col sep=comma] {tikz/fehler.txt};
\end{axis}
\end{tikzpicture}};\\
@@ -60,7 +66,12 @@
\node(locator) [] {
\begin{tikzpicture}
- \begin{axis}[title = {\Large {Locator}}]
+ % Beschriftung Rechts
+ \begin{axis}[axis x line= none, axis y line*=right, ytick={0.3}];
+ \addplot[color=black!60] {0.3};
+ \end{axis}
+
+ \begin{axis}[title = {\Large {Locator}},axis y line*=left]
\addplot[gray] table[col sep=comma] {tikz/locator.txt};
\end{axis}
\end{tikzpicture}};\\
@@ -74,7 +85,6 @@
\node(FFT) [scale=0.9, above of=IFFT] {FFT};
\draw[-stealth](FFT.north west)--(FFT.north east);
- \draw[thick, ->,] (codiert)++(-1,0) +(0.05,0.5) -- +(-0.1,-0.1) -- +(0.1,0.1) -- +(0,-0.5);
%Arrows
\draw[thick, ->] (signal.east) to (codiert.west);
\draw[thick, ->] (codiert.south) to (empfangen.north);
@@ -85,10 +95,10 @@
%item
\node[circle, draw, fill =lightgray] at (signal.north west) {1};
- \node[circle, draw, fill =lightgray] at (codiert.north west) {2+3};
- \node[circle, draw, fill =lightgray] at (empfangen.north west) {4};
- \node[circle, draw, fill =lightgray] at (decodiert.north west) {5};
- \node[circle, draw, fill =lightgray] at (syndrom.north west) {6};
- \node[circle, draw, fill =lightgray] at (locator.north west) {7};
+ \node[circle, draw, fill =lightgray] at (codiert.north west) {2};
+ \node[circle, draw, fill =lightgray] at (empfangen.north west) {3};
+ \node[circle, draw, fill =lightgray] at (decodiert.north west) {4};
+ \node[circle, draw, fill =lightgray] at (syndrom.north west) {5};
+ \node[circle, draw, fill =lightgray] at (locator.north west) {6};
\end{tikzpicture}
\end{document} \ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/reedsolomon/tikz/plotfftraw.tex b/buch/papers/reedsolomon/tikz/plotfftraw.tex
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+
\begin{tikzpicture}[]
%---------------------------------------------------------------
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