奇偶检验矩阵
在编码理论里,线性区块码 C 的奇偶检验矩阵(英语:parity-check matrix)是描述码字的成分间必须满足的线性关系的一个矩阵。它可以用来决定一个特定向量是否为码字,也用在译码算法中。
定义
形式上,线性码 C 的奇偶检验矩阵 H 是对偶码 C⊥ 的生成矩阵。这就意味着当且仅当矩阵-向量乘积 Hc⊤ = 0(一些作者[1]会写成其等价形式cH⊤ = 0)时,码字 c 才会在 C 中。
奇偶检验矩阵的行是奇偶检验方程的系数。[2] 也就是说,它们表示每个码字中的某些数字(成分)如何线性组合可以等于零。例如,奇偶检验矩阵
- ,
紧凑表示了向量 要成为 C 的码字必须满足的奇偶检验方程,
- .
根据定义,奇偶检验矩阵直接遵循该码的最小距离为,使得奇偶检验矩阵 H 的任意 d - 1 列都线性无关并且存在 d 列线性相关的最小数 d。
创建奇偶检验矩阵
某一给定码的奇偶校验矩阵可以从其生成矩阵导出(反之亦然)。[3] 若一 [n,k] 码的生成矩阵是标准形式
- ,
则奇偶检验矩阵为
- ,
因为
- .
取反是在有限域 Fq 内进行的。注意如果所处的域的特征为 2(即在这个域中 1 + 1 = 0),如在二元码中一样,因此 -P = P,所以取反是不需要的。
例如,如果一个二元码的生成矩阵
- ,
则其奇偶检验矩阵就是
- .
伴随式
对向量空间环境中的任意(行)向量 x,s = Hx⊤ 称为 x 的伴随式。当且仅当 s = 0 时向量 x 为码字。计算伴随式是伴随式译码算法的基础。[4]
参见
注释
- ^ 比如Roman 1992,p. 200
- ^ Roman 1992,p. 201
- ^ Pless 1998,p. 9
- ^ Pless 1998,p. 20
参考文献
- Hill, Raymond. A first course in coding theory. Oxford Applied Mathematics and Computing Science Series. Oxford University Press. 1986: 69. ISBN 0-19-853803-0.
- Pless, Vera, Introduction to the Theory of Error-Correcting Codes 3rd, Wiley Interscience, 1998, ISBN 0-471-19047-0
- Roman, Steven, Coding and Information Theory, GTM 134, Springer-Verlag, 1992, ISBN 0-387-97812-7
- J.H. van Lint. Introduction to Coding Theory. GTM 86 2nd. Springer-Verlag. 1992: 34. ISBN 3-540-54894-7.