卷积码英文解释翻译、卷积码的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 convolutional code
分词翻译:
卷积的英语翻译:
【计】 convolution
【化】 convolution
码的英语翻译:
code; yard
【计】 ASA code ASA
【经】 code; yard
专业解析
卷积码(Convolutional Code)是一种广泛应用于数字通信中的前向纠错编码技术,其核心原理是通过引入冗余信息提升数据传输的可靠性。作为信道编码的重要分支,卷积码在卫星通信、移动通信和深空探测等领域具有不可替代的作用。
一、技术定义与编码原理
卷积码通过移位寄存器和模2加法器生成编码序列。其编码过程可表示为数学表达式:
$$
cj = sum{k=0}^{m} gk^{(j)} cdot u{i-k}
$$
其中$g_k^{(j)}$为生成多项式系数,$u$为输入比特,$m$为寄存器阶数。这种记忆特性使当前输出不仅取决于当前输入,还与前m个输入相关。
二、结构特征
- 约束长度:定义为寄存器级数加1,直接影响纠错能力
- 码率选择:典型参数包括1/2、2/3、3/4等,通过删余(Puncturing)技术实现速率适配
- 网格图表示:采用状态转移图描述编码过程,为维特比译码算法提供基础
三、性能优势
- 连续编码特性:相比分组码具有更好的突发错误纠正能力
- 软判决译码:通过概率译码可获得约2dB的编码增益
- 级联应用:与RS码组成级联编码系统,广泛应用于卫星电视信号传输
四、演进发展
第三代移动通信(3G)标准采用约束长度9的(2,1,8)卷积码,5G NR标准则在控制信道保留卷积码设计。NASA深空网络采用自适应卷积码实现超过10^−5的误码率控制。
参考来源:
- IEEE Transactions on Information Theory 论文汇编
- 《数字通信基础》John Proakis 著(McGraw-Hill出版社)
- 国际电信联盟ITU-T G.975标准文档
- 清华大学《编码理论》公开课讲义
- NASA-JPL深空通信技术白皮书
网络扩展解释
卷积码是一种信道编码技术,主要用于数字通信中增强数据传输的可靠性,通过引入冗余信息来检测和纠正传输过程中可能出现的错误。以下是关键点解释:
1. 基本概念
- 核心思想:编码时不仅依赖当前输入的信息比特,还结合过去若干比特的“记忆”,形成连续的编码输出。这种记忆特性使编码过程具有时间相关性。
- 生成方式:通过一组生成多项式(如 (g_1 = 101)、(g_2 = 111))定义,每个多项式对应一个输出位的计算规则(模2加)。
2. 关键参数
- 约束长度((K)):决定编码器记忆深度的参数。例如,(K=3) 表示当前输出受当前输入和前两个输入的影响。
- 码率((R)):输入比特数与输出比特数的比例。例如,码率 (R=1/2) 表示每输入1个比特,生成2个输出比特。
3. 编码过程
- 移位寄存器结构:输入比特依次进入移位寄存器,每个时刻通过生成多项式计算输出。
- 示例:若当前输入为 (b0),寄存器存储前两位 (b{-1}) 和 (b_{-2}),输出可能为 (c_0 = b0 oplus b{-2}) 和 (c_1 = b0 oplus b{-1} oplus b_{-2})((oplus) 表示模2加)。
4. 译码方法
- 维特比算法(Viterbi Algorithm):基于动态规划,通过网格图(Trellis Diagram)选择最可能的编码路径,从而纠正错误。
- 路径度量:计算接收序列与候选路径的汉明距离,选择距离最小的路径作为最优解。
5. 与分组码的区别
- 分组码:将数据分成独立块编码,无记忆性(如汉明码、RS码)。
- 卷积码:连续编码,输出依赖连续输入,更适合处理连续错误(如无线信道中的突发错误)。
6. 应用场景
- 无线通信(如GSM、3G/4G)、卫星通信、深空探测(如NASA的深空网络)。
- 常与交织技术结合,分散突发错误以提高纠错能力。
优缺点
- 优点:纠错能力强,尤其适合连续错误;译码复杂度较低(维特比算法)。
- 缺点:码率固定,灵活性不如现代编码(如LDPC、Turbo码)。
如果需要更深入的数学推导或具体实现细节(如生成多项式设计),可以进一步补充说明!
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