【信息通讯】微信传输的文字为什么不会出错

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精华笔记

信息通讯背后的基础科学是信息学。

一、信息的传输

1. 信息传输的基本过程分为五个环节：

    a. 信息源：信息产生的源头；

    b. 发送机：将原始信息转换为二进制信号；

    c. 噪声源：信息传播过程中经历的衰减和丢失；

    d. 接收机：接收二进制信号并解码还原；

    e. 接收者：接收经过解码后的还原信号；

2. 以电话通信为例：

    a. 信息源：你对电话听筒说的话；

    b. 发送机：将你说的话的声学信号转化成电信号发送出去的电话机；

    c. 噪声源：电信号传递过程中的衰减和丢失；

    d. 接收机：对方电话机；

    e. 接收者：对方的耳朵；

3. 以微信为例：

    a. 信息源：你打的字或者语音；

    b. 发送机：你的手机；

    c. 噪声源：电磁波信号传递过程中的损耗；

    d. 接收机：对方手机；

    e. 接收者：对方的眼睛或耳朵。

二、信息熵

1. 对于接收者来说，发送者会发什么信息完全是随机的。如果不是的话，就表示接受者已经知道了发送者要发的信息，就不需要信息发送了；

2. 对于接收者来说，信息的传输通道越宽，它可能同时接受的信息量就越大，随机性也越高，接收者可能接收到的信息就越混乱，这种信道的随机性就是信息熵；

3. 信息熵借用统计物理学中熵的概念。熵表征一个系统的混乱、无序程度，它的大小正比于系统可能处在的微观态数，可能的微观态数越多则系统的熵越大。同理，信道中可能的信息数量越多，则信道越混乱，信息熵越高；

4. 除了信号源对于接收者来说是随机的，噪声源的噪声分布也是随机，接收者最终收到的信息是发射源的随机信息与噪声源的随机信息的混合。两个随机变量随机结合之后，会更加混乱；

5. 信息学的鼻祖是香农。香农定律是说，在给定信道带宽和噪声源混乱等级的情况下，可以计算出信息传输速率的最大可能数值，此数值叫做香农极限。

三、信息编码

1. 由于有噪声源的存在，不能保证所有的信息都能精确地传输。所以要发明一套传输规则，使得在有噪声影响的情况，牺牲传输速率来保证信息传输的准确性；

2. 一个简单的案例：比如规定传递的信息中不会有连续的0出现，此时只要对方收到了连续的0，就可以判定信息传输出错，可以要求对方再次发送信息；

3. 5G的铺设过程中，有Turbo码和极化码之争，不同的编码在不同传输环境下有不同的优势。极化码的优势是在给定噪声源的情况下，可以使传输速度无限接近香农极限；

4. 多人共享Wi-Fi时，网速会下降，因为对于每一个使用者来说，其他使用者的信息其实是噪声源。使用者增多会使噪声源变大，单个使用者的网速必然会下降。