部分響應編碼英文解釋翻譯、部分響應編碼的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 partial response code
分詞翻譯:
部分的英語翻譯:
part; section; portion; proportion; sect; segment; share
【計】 division; element
【醫】 binary division; fraction; mero-; pars; part; Partes; portio; portiones
響應的英語翻譯:
answer; in answer to; respond; response
【化】 response
編碼的英語翻譯:
coding
【計】 coding; encipher; encode; encoding
【化】 code; encode
【經】 encode
專業解析
部分響應編碼(Partial Response Coding,PRC)是一種在數字通信系統中用于提高頻譜效率或簡化接收機設計的編碼技術。其核心思想是人為引入受控的碼間幹擾(ISI),通過精心設計的發送脈沖波形,使得接收端能夠以相對簡單的方式檢測信號。
核心概念解釋
-
“部分響應”的含義:
- 在理想的無失真信道中,使用滿足奈奎斯特準則的脈沖(如sinc脈沖)可以實現無碼間幹擾(ISI)的傳輸。然而,sinc脈沖是物理不可實現的(非因果且無限長),且對定時誤差敏感。
- “部分響應”指的是放棄追求完全無ISI,轉而設計一種在相鄰符號間産生确定、已知的ISI的脈沖波形。這種ISI是發送端預先設計好的,是已知且可控的。
- 接收端在檢測當前符號時,部分地依賴于(或響應于)前一個(或前幾個)符號的狀态,故名“部分響應”。
-
“編碼”的含義:
- 這裡并非指傳統意義上的差錯控制編碼(如糾錯碼),而是指對發送的符號序列進行一種特定的映射或預編碼。
- 這種預編碼的目的是為了補償發送端引入的确定性ISI,使得接收端最終的判決能夠基于原始的、未編碼的數據序列進行,或者簡化檢測過程(如避免複雜的均衡)。
- 常見的預編碼方式包括差分編碼或模運算。
工作原理簡述
-
發送端:
- 脈沖成形: 使用特定的脈沖波形(如 duobinary 脈沖、modified duobinary 脈沖等)進行調制。這些波形在采樣時刻會産生特定的、非零的ISI(例如,當前符號值會疊加前一個符號值的某個比例)。
- (可選)預編碼: 在調制之前,對原始二進制數據序列進行預編碼(如模2加)。這一步是為了将發送端引入的确定性ISI轉化為接收端易于處理的邏輯關系(通常是模2關系),使得最終的檢測判決可以直接恢複原始數據。
-
信道: 信號經過可能存在額外(非受控)ISI和噪聲的信道傳輸。
-
接收端:
- 采樣: 在最佳采樣時刻對接收信號進行采樣。
- 檢測: 由于發送端引入了已知的ISI,采樣值通常不再直接對應發送的符號值。檢測算法(通常非常簡單,如門限比較)需要利用這種已知的ISI模式(以及預編碼引入的關系)來恢複原始數據序列。例如,在經典的 duobinary 編碼中,采樣值有三種可能電平(0, ±A),分别對應原始二進制序列中連續兩個比特的組合狀态(00, 01/10, 11)。
主要優點
- 更高的頻譜利用率: 部分響應信號的頻譜在頻域上通常比滿足相同滾降系數的無ISI信號更窄,或者在相同帶寬下具有更陡峭的滾降特性,從而允許更高的符號速率。
- 簡化接收機設計: 相對于需要複雜均衡器來對抗隨機ISI的系統,部分響應系統利用已知的ISI,其檢測算法通常非常簡單(如多電平門限判決)。
- 對定時抖動敏感性降低: 某些部分響應波形(如 duobinary)對采樣定時的微小誤差不如 sinc 脈沖敏感。
主要缺點
- 噪聲增強: 由于引入了相關性,部分響應系統可能比無ISI系統對噪聲更敏感一些(信噪比損失約為3dB)。
- 差錯傳播: 如果接收端發生一個符號的判決錯誤,由于符號間的相關性,這個錯誤可能會傳播到後續的符號判決中(盡管預編碼有助于限制這種傳播)。
典型應用
部分響應編碼(尤其是 duobinary 及其變種)廣泛應用于:
- 高速調制解調器(如早期的電話線Modem)
- 數字磁記錄系統(硬盤驅動器)
- 某些光通信系統
漢英對照關鍵術語
- 部分響應編碼 (Partial Response Coding - PRC)
- 碼間幹擾 (Intersymbol Interference - ISI)
- 預編碼 (Precoding)
- 脈沖成形 (Pulse Shaping)
- 頻譜效率 (Spectral Efficiency)
- 奈奎斯特準則 (Nyquist Criterion)
- 雙二進制 (Duobinary)
- 修正雙二進制 (Modified Duobinary)
- 檢測 (Detection)
- 差錯傳播 (Error Propagation)
權威參考來源
- John G. Proakis, Masoud Salehi. Digital Communications. McGraw-Hill Education. 這是數字通信領域的經典教材,在“帶限信道的信號設計”或“均衡”相關章節中會詳細講解部分響應技術(包括原理、預編碼、頻譜特性、檢測及性能分析)。
- Bernard Sklar. Digital Communications: Fundamentals and Applications. Prentice Hall. 另一本廣泛使用的教材,同樣在讨論帶限信道傳輸時深入介紹部分響應編碼。
- Simon Haykin. Communication Systems. Wiley. 這本教材在介紹數字通信基礎時也會涵蓋部分響應編碼的概念和應用。
- IEEE Xplore Digital Library. 搜索關鍵詞 “Partial Response Coding”, “Duobinary”, “Controlled ISI” 可以找到大量研究論文和技術報告,探讨其理論、性能優化及在各種系統中的應用。
網絡擴展解釋
部分響應編碼是一種在通信系統中通過人為引入可控碼間串擾(ISI)來提升頻帶利用率的技術,其核心思想是通過編碼規則将相鄰碼元信息關聯起來。以下為關鍵要點解析:
一、基本原理
-
人為引入串擾
傳統系統盡量避免碼間串擾,而部分響應編碼主動在相鄰碼元間建立數學關聯,例如當前碼元值由當前輸入與曆史輸入加權組合決定。這種設計能壓縮信號帶寬,提升頻帶利用率。
-
預編碼與相關編碼
- 預編碼:在發送端對原始數據${a_k}$進行模運算(如$b_k = ak oplus b{k-1}$,其中$oplus$表示模2加),消除碼元間直接相關性,避免接收端誤碼擴散。
- 相關編碼:将預編碼後的序列${b_k}$與相鄰碼元按規則疊加(如$c_k = bk + b{k-1}$),形成具有特定頻譜特性的信號。
二、數學表達示例
以第I類部分響應系統為例:
$$
begin{aligned}
text{預編碼:} & quad b_k = ak oplus b{k-1}
text{相關編碼:} & quad c_k = bk + b{k-1}
end{aligned}
$$
其中$b_{k-1}$為前一時刻編碼結果,初始值通常設為0。
三、優缺點
- 優勢:
- 頻帶利用率接近理論極限(2 Baud/Hz)
- 信號波形衰減快,降低定時誤差敏感度
- 缺點:
四、典型應用
主要用于基帶傳輸系統(如數字電話PCM系統)、高速調制解調器等場景,適用于帶寬受限但需高速傳輸的環境。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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