多进制编码英文解释翻译、多进制编码的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 multilevel code
分词翻译:
多的英语翻译:
excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
进的英语翻译:
advance; come into; enter; move forward; receive; resent; score a goal
【经】 index numbers of value of imports or exports
制的英语翻译:
make; manufacture; restrict; system; work out
【计】 SYM
【医】 system
编码的英语翻译:
coding
【计】 coding; encipher; encode; encoding
【化】 code; encode
【经】 encode
专业解析
多进制编码(Multilevel Coding, MLC 或Multilevel Modulation)是一种在数字通信和信号处理中使用的编码技术,它超越了传统的二进制(0和1)限制,允许每个符号携带多于一位的信息。其核心思想是利用信号的不同幅度、相位或频率状态来表示多个比特的组合,从而在有限的带宽内实现更高的数据传输速率。
详细解释:
-
基本概念与对比:
- 二进制编码: 每个符号(例如电压电平、光脉冲、电磁波状态)只代表一个比特的信息(0或1)。例如,在二进制振幅键控(ASK)中,高电平代表1,低电平代表0。
- 多进制编码: 每个符号可以代表多个比特的信息。例如,在4进制(Quaternary)编码中,每个符号可以表示4种状态(00, 01, 10, 11),因此每个符号携带2比特信息。常见的多进制调制包括M进制相移键控(M-PSK)、M进制正交幅度调制(M-QAM)、M进制频移键控(M-FSK)等,其中M表示符号的状态数(M>2)。
-
工作原理:
- 在发送端,输入的比特流被分组(例如,每k个比特一组),然后根据映射规则(星座图)将每组比特映射为一个特定的符号(具有特定幅度、相位或频率组合的信号点)。
- 这个符号通过信道传输。
- 在接收端,接收到的信号被采样并与参考星座图进行比较,通过解调判决出最可能的符号,然后根据映射规则将符号还原为对应的比特组。
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关键优势:
- 更高的频谱效率: 这是多进制编码最主要的优点。由于每个符号携带多个比特,在相同的符号速率(波特率)下,多进制编码能实现比二进制编码更高的比特率(bps)。或者说,在相同的比特率下,多进制编码所需的带宽更窄。频谱效率的单位是bps/Hz。
- 在带宽受限信道中的优势: 对于带宽受限的信道(如电话线、无线信道),多进制编码是提高数据速率的关键技术。
-
面临的挑战:
- 对噪声和干扰更敏感: 符号状态越多(M越大),星座图中各信号点之间的距离就越近。这使得接收端更容易在噪声或干扰的影响下发生判决错误(将一个符号误判为相邻的另一个符号)。
- 更高的信噪比(SNR)要求: 为了维持与二进制系统相同的误码率(BER),多进制系统需要更高的信噪比(SNR)。随着M的增加,所需的SNR显著增加。
- 更复杂的收发器设计: 调制和解调过程需要更精确的幅度和相位控制(对于PSK/QAM)或频率控制(对于FSK),以及更复杂的信号检测算法(如最大似然检测)。
-
典型应用:
- 现代调制解调器(Modem): 如V.34及更高标准的电话Modem广泛使用QAM调制(如16-QAM, 64-QAM)。
- 数字电视广播(DVB): 使用QAM(如16-QAM, 64-QAM, 256-QAM)或OFDM(其子载波也常采用QAM/PSK调制)进行高效传输。
- 无线通信系统: 如Wi-Fi(802.11a/g/n/ac/ax使用BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM)、4G LTE(使用QPSK, 16-QAM, 64-QAM)、5G NR(使用更高阶QAM如256-QAM, 1024-QAM)。
- 光纤通信: 采用高阶调制格式(如DP-QPSK, DP-16QAM)以提升单波长传输容量。
汉英词典角度释义:
- 多进制编码: Multilevel Coding (MLC) / Multilevel Modulation
- 多进制: Multilevel / M-ary (e.g., Quaternary (4-ary), Octal (8-ary), Hex (16-ary))
- 编码: Coding / Modulation (在此语境下更常指调制技术)
- 定义: 一种数字调制技术,其中每个传输符号代表多个比特的信息(多于1比特),通过利用信号的不同幅度、相位或频率状态来实现,旨在提高通信系统的频谱效率。每个符号的状态数M大于2(M>2)。
- 核心特点: 频谱效率高,但对信道噪声更敏感,需要更高的信噪比。
- 常见类型: M-PSK (M进制相移键控), M-QAM (M进制正交幅度调制), M-FSK (M进制频移键控)。
参考资料:
- 《数字通信基础》(Proakis & Salehi): 经典教材,系统讲解数字调制解调原理,包括多进制调制技术及其性能分析。
- IEEE Xplore Digital Library: 包含大量关于多进制编码理论、性能和应用的最新研究论文和技术标准文档。例如,搜索关键词 "M-QAM", "M-PSK", "Multilevel Modulation"。
- 《无线通信原理与应用》(Rappaport): 详细阐述无线信道中的调制技术,包括多进制调制在无线系统(如蜂窝网络、Wi-Fi)中的应用和挑战。
- 国际电信联盟(ITU)建议书: 如V系列建议书(V.29, V.32, V.34等)规范了使用多进制调制(主要是QAM)的电话Modem标准。
- 3GPP 规范: 定义了LTE和5G NR等移动通信标准中使用的调制方案(如QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM)。
网络扩展解释
多进制编码是一种数字信号处理技术,其核心在于用多个离散状态表示信息,而非传统二进制仅用0和1两种状态。以下是详细解释:
1. 基本原理
- 进制扩展:将二进制(2种状态)扩展为更高进制(如4进制、8进制、16进制),每个符号可携带更多信息。例如:
- 四进制(4种状态):每个符号可表示2比特信息(00、01、10、11)。
- 十六进制(16种状态):每个符号可表示4比特信息。
- 符号与比特关系:比特率(传输速率)公式为:
$$
text{比特率} = text{符号速率} times log_2(M)
$$
其中 ( M ) 为进制数。进制越高,单位符号传输的比特数越多。
2. 应用场景
- 通信系统:如5G、光纤通信中采用高阶调制(如64-QAM、256-QAM),通过多电平信号提升频谱效率。
- 存储技术:固态硬盘(SSD)中的多级单元(MLC、TLC)存储,通过不同电压等级表示多比特数据。
- 数字电视与广播:通过多进制编码压缩数据量,适应有限带宽。
3. 优缺点
- 优点:
- 高效性:相同符号速率下,传输效率随进制数增加而提升。
- 节省带宽:在带宽受限场景中,多进制比二进制更适合。
- 缺点:
- 抗干扰能力弱:状态数越多,区分难度越大,噪声易导致误码。
- 复杂度高:需要更复杂的调制解调电路和纠错算法(如LDPC码)。
4. 与二进制的对比
特性 |
二进制编码 |
多进制编码 |
状态数 |
2 |
( M geq 4 ) |
符号效率 |
低(1比特/符号) |
高(( log_2(M) )) |
抗噪声能力 |
强 |
弱 |
适用场景 |
高噪声环境 |
高带宽需求环境 |
5. 实例说明
- QPSK(四相移键控):4进制编码,每个符号传输2比特,常用于卫星通信。
- 64-QAM:64种状态,每个符号传输6比特,用于Wi-Fi和5G高速传输。
多进制编码通过权衡效率与可靠性,成为现代通信和存储技术的核心设计之一。实际应用中需结合信道条件(如信噪比)选择合适进制数。
分类
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