概率译码英文解释翻译、概率译码的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 probabilistic decoding; probability decoding; probatilistic decoding
分词翻译:
概率的英语翻译:
probability
【化】 probability
【医】 probability
【经】 probability
译码的英语翻译:
coding; decipher; decode
【计】 decode; decrypt; decyphering; transcode
【经】 encode; interpretation
专业解析
概率译码(Probabilistic Decoding)详解(汉英词典视角)
定义(Definition)
概率译码(Probabilistic Decoding)是一种在数字通信与信息论中广泛应用的译码方法。其核心思想是利用接收信号的统计特性(如信道噪声的概率分布)和编码结构的先验知识,通过概率计算(如贝叶斯定理)来估计最可能被发送的原始信息序列。它区别于传统的硬判决译码(Hard Decision Decoding),后者仅依赖接收信号的离散化电平进行判断。概率译码通过软信息处理,能更充分地利用信道输出信息,显著提升译码性能,尤其在低信噪比环境下。
核心原理(Core Principle)
- 软信息处理(Soft Information Processing):概率译码的关键输入是“软信息”(Soft Information),通常表示为接收信号的条件概率或对数似然比(LLR, Log-Likelihood Ratio)。例如,对于二进制信道,LLR量化了接收信号对应比特为0或为1的相对可能性。
- 概率计算框架(Probabilistic Framework):译码过程基于概率模型进行。常用方法包括:
- 最大后验概率译码(MAP Decoding):寻找使后验概率 $P(mathbf{u}|mathbf{y})$ 最大的信息序列 $mathbf{u}$,其中 $mathbf{y}$ 是接收序列。计算常使用BCJR算法(应用于卷积码)或和积算法(应用于LDPC码、Turbo码)。
- 最大似然译码(ML Decoding):在无先验信息假设下,寻找使似然函数 $P(mathbf{y}|mathbf{u})$ 最大的 $mathbf{u}$。维特比算法(Viterbi Algorithm)是卷积码ML译码的经典实现。
- 迭代译码(Iterative Decoding):现代概率译码(如Turbo码、LDPC码的译码)常采用迭代方式。不同译码器(或组件)交换软信息(外信息),通过多次迭代逐步提高译码可靠性,逼近香农极限。
应用与优势(Applications and Advantages)
- 信道编码(Channel Coding):概率译码是现代高性能信道编码方案(如Turbo码、LDPC码、Polar码)的核心译码技术,是5G等无线通信标准的基础。
- 性能提升(Performance Gain):相较于硬判决译码,概率译码(尤其是软判决迭代译码)能带来显著的编码增益(通常数dB),大幅降低达到相同误码率所需的信噪比。
- 适应性(Adaptability):能有效应对信道的不确定性和噪声的统计特性变化。
学术参考(Academic References)
- Gallager, R. G. (1963). Low-Density Parity-Check Codes. MIT Press. (LDPC码概率译码的奠基性著作)
- Bahl, L. R., Cocke, J., Jelinek, F., & Raviv, J. (1974). Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate. IEEE Transactions on Information Theory, 20(2), 284-287. (BCJR算法,MAP译码)
- Berrou, C., Glavieux, A., & Thitimajshima, P. (1993). Near Shannon limit error-correcting coding and decoding: Turbo-codes. Proceedings of ICC '93. (Turbo码及迭代概率译码)
- Viterbi, A. J. (1967). Error bounds for convolutional codes and an asymptotically optimum decoding algorithm. IEEE Transactions on Information Theory, 13(2), 260-269. (维特比算法,ML译码)
- Richardson, T., & Urbanke, R. (2008). Modern Coding Theory. Cambridge University Press. (现代编码理论,涵盖LDPC/Polar码的概率译码分析)
网络扩展解释
概率译码是一种在通信系统中用于对抗信道噪声的关键技术,其核心思想是利用概率模型和统计推断方法,在接收端估算出发送端最可能传输的原始信息序列。以下是其核心要点:
-
基本原理
通过建立信道传输的数学模型(如二进制对称信道、高斯白噪声信道等),计算接收信号条件下所有可能码字的后验概率。译码器选择具有最大后验概率的码字作为译码结果,即最大后验概率(MAP)准则。
-
典型算法
- 维特比算法:针对卷积码的动态规划算法,通过网格图搜索最小路径度量(相当于最大化路径概率)
- BCJR算法:基于马尔可夫链的逐符号概率译码,可输出软信息
- 置信传播算法:用于LDPC码的迭代译码,通过节点间的概率信息传递逼近最优解
-
关键技术特征
- 软判决译码:利用信道输出的模拟量(如电压值)而非硬判决的0/1,可提升3dB左右编码增益
- 迭代译码:如Turbo码通过两个译码器交换外信息进行多次迭代,逼近香农极限
- 概率传播:通过因子图模型实现复杂编码结构的概率计算分解
-
数学表达
对于接收序列$mathbf{y}$,最优译码可表示为:
$$
hat{mathbf{x}} = argmax{mathbf{x}} P(mathbf{x}|mathbf{y}) = argmax{mathbf{x}} P(mathbf{y}|mathbf{x})P(mathbf{x})
$$
其中$P(mathbf{x})$为码字的先验概率,$P(mathbf{y}|mathbf{x})$为信道转移概率。
该技术使现代通信系统(如5G、卫星通信)在极低信噪比条件下仍能可靠工作,典型应用包括:
- 移动通信中的Turbo码/LDPC码
- 深空通信中的级联码
- 存储系统中的迭代检测译码
- 量子纠错编码解码
分类
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