学通信|生活中的信道编码

学通信 , 要从娃娃抓起
这不 , 那年夏天 , 我带着儿子到一家清吧喝酒 。
“老板 , 两杯德国生啤 , 加点冰 , 谢谢!”
由于酒吧人声嘈杂 , 我直接被无视中 。。。
一脸黑线的我看着儿子 , 顺势提了一个问题 ,
“娃啊 , 你能想出几种方法将我们的需求信息准确高效地传递给酒吧老板?”稚凤初啼
我家娃从小是读文档部通信图文长大的 , 耳濡目染下 , 这个可难不倒他 ,
只见他摸出一支笔 , 写下一个公式 。
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笼统地说 , 我们可以把此酒吧信息传递场景看做无线天线传输场景 , 把老板耳朵比作接收天线 , 因为受制耳朵材料和空气传播声音的物理规律 , Gt , Gr , 波长λ , 都不可能提升 。
因此 , 有且只有两种方法:
增加发射功率Pt(也就是嗓门大有理)
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减少收发间距离(山不来就我 , 我去就山)
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分析完后 , 我家上进的娃昂着头等待表扬 。。。 娃不琢 , 不成器
“嗯嗯 , 还不错 , 这是两个可行的法子 。 ”
“但是 , 你并没有考虑周围噪音干扰的情况 , 同时也没有考虑信道带宽和传输速率的问题 。
毕竟我们是在酒吧这种非常嘈杂环境 , 如果再加大我们所要传递的信息量 , 信息在传递过程中就会严重失真 。 这个时候你该怎么办?”
举个加大难度的例子 ,
现在 , 粑粑前面的德国生啤不要了 ,
嗯 ,
我要一杯亨德里克martini , 手敲冰 , 加冻味美思 , 要够干 , 要摇匀 , 不要搅拌 , 蘸一点柠檬 , 撕两瓣橄榄 。 然后再点一杯冰块百利甜 , 微糖三分甜 。
然后再给你设定几个前提:
你在变声 , 声音没法再大了 。
你和酒吧老板距离没法再近了 。
酒吧噪音很大 , 非常大 。
娃:“……” , “老爸 , 还是您亲自出手吧…”姜当然是老的辣
娃啊 , 你仔细看着 , 粑粑出手了哈 。
“啊 , 这是?……灭霸之响指?
不要啊 , 老爸 , 喝杯酒罢了 , 别随随便便就灭世啊 。。。 ”
“……”“臭小子 , 仔细看着 。 ”
儿子:“……”
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“看明白了吗 , 这不是一般的响指 ,
这是刚才那段信息所传递的每一句话 , 粑粑都给加入了手势或者手语 。 ”
这就是今天我们要讲的重点——信道编码 。
信道编码 , 也叫差错控制编码 , 在发送端对原数据添加冗余信息 , 这些冗余信息是和原数据相关的 , 再在接收端根据这种相关性来检测和纠正传输过程产生的差错 。
这些添加的冗余信息就是纠错码 , 用它们来对抗传输过程的干扰 , 极大地避免信息传送中误码的发生 。
信道编码的本质是增加通信的可靠性 , 但因为增加了冗余信息 , 在带宽固定的信道中 , 总的传送码率也是固定的 , 这样就使得信息传送中有用的信息数据减少了 。
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就算噪音干扰较大 , 就算在传输过程中某些信号有失真 , 通过这些和原信息相关的冗余信息 , 酒吧老板也能领悟出我的意思 。