扒一扒无线通信
:香农实际上只是告诉了我们最多能挑选多少个,他没有告诉我们对于不同的系统,具体该挑选哪些数字串。比如上面的例子,香农的理论只是告诉你可以最多挑选2个没有问题的,但他没有明确告诉你该挑选红和蓝(或者红和黄)。这个问题就和我们接下来即将介绍的(信道)编码有关系了。
上面的例子里,我们只能挑选两个数字串,也就是只能传输和呈现两张图片:美女和如花。但是我们手里一共就是有8张图片啦,8张图片对应8个数字串,那就是说8个数字串我们其实都需要啊。然而,我们知道如果8个数字串都挑选,肯定会出问题的: 比如接收端接收到011,接收端是没办法判断到底对方发送的是000,001还是111,都有可能。怎么办?好办,把数字串加长就是了,比如从长度是3加到长度是6。长度为3的数字串共有8个,而长度为6的数字串共有64个(大家可以验算一些,是不是这么多)。加长以后,相当于从64个里挑选8个,跟上面的例子类似,如果香农的公式计算出来的最多能挑选的个数超过8个,那我们是有机会完全正确传输的。
现在问题的关键是,怎么把长度为3的数字串变成长度为6的数字串?也即等价于,怎么把那8个可以保证正确传输的数字串给找出来?如果你变长的方法只是在每个长度为3的数字串后面都加3个0,我估计意义不是很大。其中一个比较直观的指导原则是:把这8个长度为3的数字串变成8个长度为6的数字串时,让这8个长度为6的数字串长得尽量不一样。理由是,如果它们长得很不一样,即使传输过程中发生错误,很大可能错了之后还是很不一样,从而还是有机会判断正确的。举另一个例子,把"化妆"看成对人的面貌产生的干扰。如果是两个双胞胎,都化相同程度的妆之后,估计你还是区分不开谁是谁,因为她们本身长得就像;而如果是前面的美女和如花,都化相同程度的妆后,估计你还是有机会区分开。就这么个原理。
最后说明一下,在开始我们说消息到电磁波信号有可能经历多步处理。之后一点,我们说需要经历两步:图片到数字串,数字串到信号。结合这之后继续讲的内容,图片到数字串本身可能也不是一步完成的。比如,图片可能先对应到长度为3的数字串,接着又被加长到6的数字串,再把长度为6的数字串变成电磁波信号。总之,需要几步处理,就看怎么设计,以及怎么去理解划分了,不必执着。
限于篇幅原因,本篇短文就此打住。给大家致个歉,此文题目为无线通信,但无线通信里最复杂也最精彩的关于无线传播环境,以及多根天线同时工作的内容,这里没有介绍。另外,我和大家正在做的这个事情也是一次某种意义上通信。我是信源,我要传输的消息是一些无线通信相关知识,采用的信号就是本篇文字了,希望我们的这次通信是准确无误的,即我要表达的和大家理解到的是一致的。
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