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 [每日一知] 7月5日：卷積編碼——九宮格填數(shù)游戲
五年陽光
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鎵嬫満鍙風(fēng)爜宸查獙璇? style=


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發(fā)表于 2011-07-05 00:02:34  只看樓主 
卷積編碼：Convolutional Coding

原理類比：
小的時(shí)候很多人玩過九宮格填數(shù)游戲，游戲的規(guī)則(類似于編碼規(guī)則)是保證每行，每列和每個(gè)三元格（九宮格）中的數(shù)字都是1-9，不能有重復(fù)。也就是說，各個(gè)位置之間的數(shù)字是相互關(guān)系的，假若缺少其中的一些數(shù)據(jù)，如表 1，按照數(shù)字之間的規(guī)則就可以填出這些數(shù)據(jù)來，如表2、表1
九宮格游戲填表

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表 2
九宮格游戲完整表


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現(xiàn)在我們從數(shù)據(jù)傳送可靠性的角度使用一下這個(gè)例子。假若我們收到發(fā)射端來的數(shù)據(jù)如表 3，我們能否按照上面的規(guī)則把第二個(gè)三元格的數(shù)據(jù)恢復(fù)出來？答案是否定的，因?yàn)榭崭裉帟?huì)有很多解。
表 3
殘缺的九宮格
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我們把要傳送的數(shù)據(jù)構(gòu)造成如表 4所示的九宮格，然后傳送出去，在接收端收到有一定殘缺的九宮格，如表 5所示。由于接收端知道發(fā)送端的編碼規(guī)則，這樣就可以把丟失的數(shù)據(jù)恢復(fù)出來了。

[attach]176330[/attach]

卷積碼就是為了抵抗干擾對數(shù)據(jù)比特進(jìn)行編碼的一種方法，在數(shù)據(jù)恢復(fù)糾錯(cuò)原理方面就像九宮格填數(shù)游戲一樣，可以把傳送過程中的丟失的信息通過冗余信息找回來，也就是說通過傳輸數(shù)據(jù)的冗余度和時(shí)延性換取了數(shù)據(jù)傳輸可靠性。但規(guī)則和九宮格的有所不同。

通常用（n，k，N-1）表示卷積編碼器，含義是假若一段時(shí)間內(nèi)輸入k個(gè)信息比特位，通過編碼輸出n個(gè)符號， 。這輸出的n個(gè)符號，不僅和這k個(gè)信息比特位有關(guān)，而且和前面N-1時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的信息位有關(guān)，也就是說卷積編碼器至少需要記憶前面N-1個(gè)時(shí)間段內(nèi)的信息，N個(gè)時(shí)間段產(chǎn)生的符號總數(shù)應(yīng)該是 ，這就是卷積碼的約束長度。卷積碼的糾錯(cuò)抗干擾能力隨著約束長度的增加而增大，但產(chǎn)生的時(shí)延也隨著增大。

我們舉個(gè)最簡單的卷積編碼例子說明這個(gè)規(guī)則，當(dāng)然實(shí)際應(yīng)用沒有這么簡單。假若一個(gè)時(shí)間段k=1個(gè)信息比特，考慮前面1個(gè)時(shí)間段參與冗余編碼，則需要1個(gè)移位寄存器保存上一個(gè)時(shí)間段的信息比特，即N-1=1，每次輸出符號數(shù)n=2.即卷積編碼器為（2，1，1），如圖所示：
[attach]176331[/attach]
卷積編碼器原理圖
假若輸入的信息比特流為1001，為了所有信息比特完全通過卷積編碼器，后面補(bǔ)2個(gè)0，輸入的信息比特流稱為100100。
[attach]176332[/attach]

...............

卷積編碼輸入輸出序列


時(shí)間序列
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1
2
3
4
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輸入信息
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0
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1
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b2
0
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輸出C1C2
00
1 1
0 1
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11
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00
卷積編碼一般應(yīng)用于傳輸誤碼率要求不高于 的語音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，常用的編碼效率為 1/2。

注：摘之《實(shí)戰(zhàn)無線通信應(yīng)知應(yīng)會(huì)—新手入門，老手溫故》
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    南宮二狗
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    發(fā)表于 2011-07-05 00:24:40  QQ
    第一次離樓主這么近

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    姚鄴
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    發(fā)表于 2011-07-05 00:30:47  QQ
    要不再近點(diǎn)��！
    陽光辛苦你了，我支持你！！講的挺不錯(cuò)的！

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    前方的路，還有許多我不知道的知識(shí)。困難只不過是學(xué)習(xí)中攜帶一點(diǎn)點(diǎn)困惑。學(xué)海無涯，好好利用時(shí)間好好學(xué)習(xí)。
     
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    yamigxk
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    發(fā)表于 2011-07-05 08:56:34 
    陽光辛苦你了好東西哦!

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    真正的愛一個(gè)人，
    就會(huì)淡然貧賤，安然進(jìn)退；
    就會(huì)和他用一個(gè)頻率呼吸，用一個(gè)節(jié)奏心跳；
    就會(huì)用自己的寂寞驅(qū)趕他的寂寞，用自己的孤獨(dú)溫暖他的孤獨(dú)。
     
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    發(fā)表于 2011-07-05 14:17:18 
    餓 不錯(cuò)的東西 不過對于我這種智商的人太難了

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    讀萬卷書不如行千里路，行千里路不如閱人無數(shù)，閱人無數(shù)不如名師指路。經(jīng)師易得，人師難求。
     
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