多進制編碼英文解釋翻譯、多進制編碼的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 multilevel code
分詞翻譯:
多的英語翻譯:
excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
進的英語翻譯:
advance; come into; enter; move forward; receive; resent; score a goal
【經】 index numbers of value of imports or exports
制的英語翻譯:
make; manufacture; restrict; system; work out
【計】 SYM
【醫】 system
編碼的英語翻譯:
coding
【計】 coding; encipher; encode; encoding
【化】 code; encode
【經】 encode
專業解析
多進制編碼(Multilevel Coding, MLC 或Multilevel Modulation)是一種在數字通信和信號處理中使用的編碼技術,它超越了傳統的二進制(0和1)限制,允許每個符號攜帶多于一位的信息。其核心思想是利用信號的不同幅度、相位或頻率狀态來表示多個比特的組合,從而在有限的帶寬内實現更高的數據傳輸速率。
詳細解釋:
-
基本概念與對比:
- 二進制編碼: 每個符號(例如電壓電平、光脈沖、電磁波狀态)隻代表一個比特的信息(0或1)。例如,在二進制振幅鍵控(ASK)中,高電平代表1,低電平代表0。
- 多進制編碼: 每個符號可以代表多個比特的信息。例如,在4進制(Quaternary)編碼中,每個符號可以表示4種狀态(00, 01, 10, 11),因此每個符號攜帶2比特信息。常見的多進制調制包括M進制相移鍵控(M-PSK)、M進制正交幅度調制(M-QAM)、M進制頻移鍵控(M-FSK)等,其中M表示符號的狀态數(M>2)。
-
工作原理:
- 在發送端,輸入的比特流被分組(例如,每k個比特一組),然後根據映射規則(星座圖)将每組比特映射為一個特定的符號(具有特定幅度、相位或頻率組合的信號點)。
- 這個符號通過信道傳輸。
- 在接收端,接收到的信號被采樣并與參考星座圖進行比較,通過解調判決出最可能的符號,然後根據映射規則将符號還原為對應的比特組。
-
關鍵優勢:
- 更高的頻譜效率: 這是多進制編碼最主要的優點。由于每個符號攜帶多個比特,在相同的符號速率(波特率)下,多進制編碼能實現比二進制編碼更高的比特率(bps)。或者說,在相同的比特率下,多進制編碼所需的帶寬更窄。頻譜效率的單位是bps/Hz。
- 在帶寬受限信道中的優勢: 對于帶寬受限的信道(如電話線、無線信道),多進制編碼是提高數據速率的關鍵技術。
-
面臨的挑戰:
- 對噪聲和幹擾更敏感: 符號狀态越多(M越大),星座圖中各信號點之間的距離就越近。這使得接收端更容易在噪聲或幹擾的影響下發生判決錯誤(将一個符號誤判為相鄰的另一個符號)。
- 更高的信噪比(SNR)要求: 為了維持與二進制系統相同的誤碼率(BER),多進制系統需要更高的信噪比(SNR)。隨着M的增加,所需的SNR顯著增加。
- 更複雜的收發器設計: 調制和解調過程需要更精确的幅度和相位控制(對于PSK/QAM)或頻率控制(對于FSK),以及更複雜的信號檢測算法(如最大似然檢測)。
-
典型應用:
- 現代調制解調器(Modem): 如V.34及更高标準的電話Modem廣泛使用QAM調制(如16-QAM, 64-QAM)。
- 數字電視廣播(DVB): 使用QAM(如16-QAM, 64-QAM, 256-QAM)或OFDM(其子載波也常采用QAM/PSK調制)進行高效傳輸。
- 無線通信系統: 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(使用更高階QAM如256-QAM, 1024-QAM)。
- 光纖通信: 采用高階調制格式(如DP-QPSK, DP-16QAM)以提升單波長傳輸容量。
漢英詞典角度釋義:
- 多進制編碼: Multilevel Coding (MLC) / Multilevel Modulation
- 多進制: Multilevel / M-ary (e.g., Quaternary (4-ary), Octal (8-ary), Hex (16-ary))
- 編碼: Coding / Modulation (在此語境下更常指調制技術)
- 定義: 一種數字調制技術,其中每個傳輸符號代表多個比特的信息(多于1比特),通過利用信號的不同幅度、相位或頻率狀态來實現,旨在提高通信系統的頻譜效率。每個符號的狀态數M大于2(M>2)。
- 核心特點: 頻譜效率高,但對信道噪聲更敏感,需要更高的信噪比。
- 常見類型: M-PSK (M進制相移鍵控), M-QAM (M進制正交幅度調制), M-FSK (M進制頻移鍵控)。
參考資料:
- 《數字通信基礎》(Proakis & Salehi): 經典教材,系統講解數字調制解調原理,包括多進制調制技術及其性能分析。
- IEEE Xplore Digital Library: 包含大量關于多進制編碼理論、性能和應用的最新研究論文和技術标準文檔。例如,搜索關鍵詞 "M-QAM", "M-PSK", "Multilevel Modulation"。
- 《無線通信原理與應用》(Rappaport): 詳細闡述無線信道中的調制技術,包括多進制調制在無線系統(如蜂窩網絡、Wi-Fi)中的應用和挑戰。
- 國際電信聯盟(ITU)建議書: 如V系列建議書(V.29, V.32, V.34等)規範了使用多進制調制(主要是QAM)的電話Modem标準。
- 3GPP 規範: 定義了LTE和5G NR等移動通信标準中使用的調制方案(如QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM)。
網絡擴展解釋
多進制編碼是一種數字信號處理技術,其核心在于用多個離散狀态表示信息,而非傳統二進制僅用0和1兩種狀态。以下是詳細解釋:
1. 基本原理
- 進制擴展:将二進制(2種狀态)擴展為更高進制(如4進制、8進制、16進制),每個符號可攜帶更多信息。例如:
- 四進制(4種狀态):每個符號可表示2比特信息(00、01、10、11)。
- 十六進制(16種狀态):每個符號可表示4比特信息。
- 符號與比特關系:比特率(傳輸速率)公式為:
$$
text{比特率} = text{符號速率} times log_2(M)
$$
其中 ( M ) 為進制數。進制越高,單位符號傳輸的比特數越多。
2. 應用場景
- 通信系統:如5G、光纖通信中采用高階調制(如64-QAM、256-QAM),通過多電平信號提升頻譜效率。
- 存儲技術:固态硬盤(SSD)中的多級單元(MLC、TLC)存儲,通過不同電壓等級表示多比特數據。
- 數字電視與廣播:通過多進制編碼壓縮數據量,適應有限帶寬。
3. 優缺點
- 優點:
- 高效性:相同符號速率下,傳輸效率隨進制數增加而提升。
- 節省帶寬:在帶寬受限場景中,多進制比二進制更適合。
- 缺點:
- 抗幹擾能力弱:狀态數越多,區分難度越大,噪聲易導緻誤碼。
- 複雜度高:需要更複雜的調制解調電路和糾錯算法(如LDPC碼)。
4. 與二進制的對比
特性 |
二進制編碼 |
多進制編碼 |
狀态數 |
2 |
( M geq 4 ) |
符號效率 |
低(1比特/符號) |
高(( log_2(M) )) |
抗噪聲能力 |
強 |
弱 |
適用場景 |
高噪聲環境 |
高帶寬需求環境 |
5. 實例說明
- QPSK(四相移鍵控):4進制編碼,每個符號傳輸2比特,常用于衛星通信。
- 64-QAM:64種狀态,每個符號傳輸6比特,用于Wi-Fi和5G高速傳輸。
多進制編碼通過權衡效率與可靠性,成為現代通信和存儲技術的核心設計之一。實際應用中需結合信道條件(如信噪比)選擇合適進制數。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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