什么是信道编码？(channel coding?)
信道编码是数字通信中使用的一种技术，用于确保接收到的传输误差最小或没有误差。可采用的各种编码方法是通过将额外的二进制数字交织到传输中来实现的。当在接收端解码时，可以检查传输中可能发生的错误，并且在许多情况下可以修复这些错误。其他时候，接收者只是再次请求传输。
信道编码背后的思想是由于在任何给定类型的通信信道上不可避免地存在错误而发展起来的。无线电波、电信号，甚至光纤通道上的光波，都会在介质上产生一定量的噪声，并且会在一定距离内发生信号退化。作为通信中的一个常见问题，在信息论和编码理论等应用数学分支下，已经发展出了许多处理该问题的理论。
一种常用的方法称为自动重发请求（ARQ），它只涉及接收者检查传输错误，并在发生错误时请求重新传输。这有时被称为向后误差校正。另一方面，信道编码是一种前向纠错（FEC）技术。发送方使用一种称为纠错码的特殊算法为传输准备比特，然后在接收端解码。这两种方法也经常以混合方式使用，允许使用信道码修复传输中的小错误，而重大错误需要完全重新传输。
第一种信道编码技术是由一位名叫理查德·哈明的数学家发明的，他发明了被称为哈明码的东西。这是第一个前向纠错码，需要在传输中包含额外的二进制数字，称为奇偶校验位。对传输接收端奇偶校验位的巧妙计算将揭示传输中是否发生任何错误，它们在位串中的位置，以及如何修复它们以恢复原始传输。
汉明码属于称为分组码的信道编码方法家族，其中许多方法是多年来发展起来的。块码通常涉及将位收集到固定长度的块中，这些块被称为码字。每个码字都有适当的校验位，以便接收者解码。由于码字中增加了比特，分组码方法往往会增加传输的大小，这可能会对信道的带宽产生影响。
另一种信道编码方法称为卷积码。这些方法速度更快，可以对任意长度的比特流进行编码。这种类型的一种常用代码称为维特比代码，由意大利数学家安德鲁·维特比创建。这种方法的缺点是，随着卷积码长度的增加，解码时的复杂度也随之增加。在许多情况下，卷积码与分组码结合使用，称为级联纠错码。
- 发表于 2021-12-12 20:55
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