(维密 = 维特比解码器的秘密)
Viterbi解码器是每一个通信人在幼儿园阶段的必修课。卷积编码解码长度可以无限长，工作到宇宙末日。但实际网络数据包长度都是有限的，比如小于1500字节。虽然解码一时爽，一直解码一直爽，但如果不能在正确的时刻停止解码，很可能产生错误bit。对于一个数据包，哪怕只有1bit错误，也会全部丢掉。那么WiFi接收机里的Viterbi解码器如何知道正确的解码停止时刻呢？从802.11a/g/n直到802.11ax（WiFi6），采用了不同方法获得正确解码长度。我们以此一窥当今WiFi标准复杂度的提升。
基本概念：编码器的任务是添加冗余，以备（干扰、噪声等影响）发生错误时在接收机解码器那里纠正。比如每发送1bit信息，复制2次后变成3bit，我们说这是一个1/3编码器（1 --> 3bit变换）。这样接收机解码器可以每收到三个bit进行大数判决纠错。所以解码器的任务就是根据接收到的编码后bit猜测编码前的信息bit。
WiFi中的卷积编码器：
每输入1bit信息，编码器输出2bit，这2bit不但和目前输入的这1bit有关，也和内部状态即历史上所有输入的bit有关（状态转移是所有历史bit驱动的结果），即所谓卷积。接收机解码器的任务就是不断观察经过信道后的一系列的2bit，来猜测输入的一系列1bit。
所谓“有因必有果，有果必有因”。理论上，编码器的任何一个时刻的输入和输出，都和历史和未来的所有输入输出有关。也就是解码器对于第X个输入bit的猜测，只有等观测到了第X+M个信道输出后，综合考量第X个输出前后各M个观测结果，才能比较可靠。
问题就出现在如果这第X bit是最后一个bit（或者接近数据包结束的那些bit），它们仅与之前（历史上）的bit相关联，而他们之后已没有新的bit了（数据包1500字节都被编码器编完了），所以最后这些bit在接收机解码器的观测窗口长度几乎减半（2M --> M），对他们的猜测结果就不如之前的bit（既有历史，又有未来）来的可靠。减半的接收机解码器观测窗口示意如下图。
为了解决最后这些bit解码不可靠的问题，WiFi标准中规定，在将N个要编码的信息bit输入到编码器后，还要再接着输入6个0到编码器。由于编码器内部实际上是6单元的移位寄存器，这最后的6个0将会驱动编码器最终回到确定性状态--即全0状态。当然这6个0的输入也会驱动编码器继续输出6个2bit即12bit，但这12bit一般并不是零（想想这是为什么？）。
利用上面的编码方法，N个信息bit最终会被编码为2(N+6)个编码bit。好处是接收机viterbi解码器无需猜测便能预先知道编码器最终回到了0状态，至此便是历史的终结，可靠的终结。利用这些预先设定的信息，解码器对于最后几个bit的猜测变得更加准确。
如果解码器读入了从信道来的2(N+6)个bit之后，并没有终止解码，而是继续把后续的信道输出的噪声/随机bit当做编码器的输出去闷头继续解码，就会出问题。因为这些后续的随机bit并非编码器产生（编码器已经在输入最后6个0后停止工作），它们和之前的2(N+6)个bit并没有内在的编码关系，而viterbi解码器是串流工作状态，如果它没有停下来而是继续工作，它就会把后面的非编码器产生的bit误认为也是编码器产生，“强行”和之前真正编码器输出bit关联起来，从而可能把之前已经猜对的信息bit更新为错误结果。因为那些bit本就没有后续bit，解码器的持续工作就相当于他们有了错误的后续bit去误导解码器的猜测。
把N（即数据包内有效bit数）放在包头告诉接收机不就得了？从而接收机内的解码器可在观察到信道输出2(N+6)个bit之后及时停止解码。这的确是让解码器在正确时刻停机的思路，而早期的WiFi标准802.11a/g/n（WiFi4）也正是这么做的。但事情到了802.11ax（WiFi6），接收机已经没有那么直接的方法去知道N，而是变得复杂起来。
让解码器及时停止，除了有利于解码正确外，另一个好处是：越早解码结束，芯片就有更多的时间来及时完成后续的工作。比如准备接收下一个包，或者解析当前包的内容之后，及时生成正确的反馈包（ACK）并发射给对方（这个一般需要在SIFS，即10us或16us内完成。时间相当紧）。
接下来的几篇文章将会从解码器如何及时和正确停止的角度，聊聊早期WiFi标准和最近的WiFi6中做法的异同，一窥WiFi标准复杂度急剧提升的来龙去脉。
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作者： 纸飞机
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