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五年陽光

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發(fā)表于 2011-07-06 00:23:26 只看樓主

Turbo編碼：Turbo Coding

反饋迭代的類比
我們經(jīng)�？吹睫I車尾部有Turbo或T的標識，表明這車采用的是渦輪增壓發(fā)動機。渦輪增壓的主要原理是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪；發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快時，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，就可以壓縮更多的空氣進入氣缸，于是可以燃燒更多的燃料，發(fā)動機的輸出功率也就大幅增加。Turbo編碼的反饋迭代思路就是類似渦輪增加發(fā)動器的原理。渦輪增壓器的缺點是滯后，瞬間不能及時反應，這一點Turbo編碼也具備。

信息可靠傳送的類比
一個吵鬧的飯店里要讓服務員聽到你的要求，你就得提高嗓門（信噪比）或者反復呼喚（附加的冗余信號）或者你的幾個同伴在不同位置幫你呼喚一下。

信息可靠傳送的類比
你在一個沒有窗戶的屋里想判斷外面是否下雨，你好像聽到雷聲，但不確定；你又看到地面上有很多泥的腳印，你感覺確實下雨了；你看到旁邊有人帶著傘出去了。幾個情況綜合考慮，外面確實下雨了（幾個途徑綜合判斷，提高信息接收的準確性。
在日內(nèi)瓦召開的1993年國際通信會議上，兩位當時不知名的法國電機工程師聲稱他們發(fā)明了一種接近香農(nóng)極限的信道編碼方法。很多通信業(yè)界專家懶得去讀完這篇論文，就匆忙地下了結(jié)論，認為這太不靠譜了，一定是計算或?qū)嶒炗惺裁村e誤，就好比你看一個土老帽拿著一個大的黑色垃圾帶，你不相信里面有錢一樣�？墒菚r間再一次證明，權(quán)威的習慣視野常常會有很大的問題。

香農(nóng)極限定理告訴我們，要想在一個存在噪聲的確定帶寬的信道里可靠地傳送信號，有兩個途徑：加大信噪比或在信號編碼中加入附加的糾錯碼，就像在餐館里提高嗓門喊服務員或者重復幾次呼喚一樣；要想提高信號編碼效率達到信道容量，就要使編碼的長度盡可能的長(約束長度要求至少達到1000位)而且盡可能的隨機，但實際不可能實現(xiàn)，因為計算量太大；就像我們想準確地知道一個城市百姓的消費習慣，這個調(diào)查量太大了，以至于你一個人的力量肯定無法完成。多年來數(shù)學界和通信界很多復雜的編碼方案總是不斷涌現(xiàn)，編碼后的速率距離香農(nóng)極限容量還差3.5dB以上的距離，好像被無比寬大的鴻溝阻擋一樣，這個鴻溝就是計算復雜性問題。但這兩位法國兄弟并沒有從數(shù)學或者通信的角度出發(fā)去思考這個問題，而是從電子電路可靠性設計和放大器功率反饋的角度出發(fā)發(fā)明了Turbo編碼，因此目前為止Turbo編碼的有效性沒法從數(shù)學上得以證實，只能通過仿真實驗的手段去驗證。

理解Turbo編譯碼的關鍵詞是并行級聯(lián)編碼、反饋迭代。并行級聯(lián)編碼就像我們在沒有窗戶的屋里判斷是否下雨一樣，通過幾個不同角度判斷同一個事情，提高了判斷的準確性。Turbo 編碼過程把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊通過三個途徑進行傳送，如圖所示，一個途徑就是直接發(fā)送；另一個通過卷積編碼器發(fā)送；第三個按照一定規(guī)則打亂順序再發(fā)一次。最后把三個途徑來的數(shù)據(jù)信息合成一路。這樣就不需要太長編碼便可實現(xiàn)接近香農(nóng)極限的碼元速率。這三個途徑就好比在嘈雜的餐館里不同位置的人都幫你叫服務員一樣，增大了服務員正確接收的可能性。
[attach]176536[/attach]
圖 Turbo編碼的原理簡圖
在Turbo譯碼過程采用迭代反饋的方法，就像渦輪發(fā)動機一樣，不斷的把輸出的碼元反饋到輸入這里，和輸入比較增加譯碼的正確性。Turbo編譯碼的優(yōu)點就是提高編碼的性能，使編碼后的速率接近香農(nóng)容量極限，同時增強了編碼的可靠性，但缺點是時延較大。因此Turbo編碼適用于對誤塊率要求嚴格（可達到），但時延要求不嚴格的場合，如3G中高速下載類業(yè)務。

注：摘之《實戰(zhàn)無線通信應知應會—新手入門，老手溫故》

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mao_mao 專家指數(shù) +1 , 威望 +10 個
· 感謝分享！詳細.. 發(fā)表與：2011-7-6 00:28:59

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發(fā)表于 2011-07-06 00:31:39

沙發(fā)了，哈哈

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zhangzhenshan

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發(fā)表于 2011-07-06 00:46:09

《實戰(zhàn)無線通信應知應會—新手入門，老手溫故》有電子版么？

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五年陽光威望 +1 個
· 沒有電子版的。詳細.. 發(fā)表與：2011-7-6 08:28:55

自由的精神是什么,一顆不羈的心,開放的心態(tài),開闊的視野...

basediary

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發(fā)表于 2011-07-06 02:15:12

學習了，原來還有這種典故的啊。

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lwhavl

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發(fā)表于 2011-07-06 08:51:29

感覺這書還挺不錯的

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linqi_001

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發(fā)表于 2011-07-06 08:55:56

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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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#7

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發(fā)表于 2011-07-06 08:56:14

頂一個，期待全書的電子版，哈哈

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五年陽光威望 +1 個
· 木有電子版的。詳細.. 發(fā)表與：2011-7-6 09:00:13

sky1314

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#8

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發(fā)表于 2011-07-06 12:49:13

說的我是一頭霧水啊，看來還要繼續(xù)修行！

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wsat273

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#9

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發(fā)表于 2011-07-09 14:32:12

淺顯易懂，好文

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發(fā)表于 2011-07-12 17:31:29

真的很不錯啊，想要這本書來看看了

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