已知一个(6,3)线性分组码的生成矩阵为 G=[1 1 1 0 1 1;1 1 0 0 0 1;0 1 1 1 0 1],请利用Matlab编程计算求出该码的全部码字,列出信息组与码字的映射关系;再将该码系统化处理后,计算系统码码集,并列出映射关系;最后计算系统码的校验矩阵H,若收码r=[1 0 0 1 1 0],检验它是否为码字?。
时间: 2024-03-16 18:48:12 浏览: 149
好的,我会为您解答这个问题。
首先,利用 Matlab 编程计算该码的全部码字,可以利用生成矩阵 G 和所有可能的信息组进行矩阵乘法运算,即 C = MG,其中 C 为码字,M 为信息组,G 为生成矩阵。具体代码如下:
```matlab
G = [1 1 1 0 1 1; 1 1 0 0 0 1; 0 1 1 1 0 1];
M = dec2bin(0:2^3-1)-'0';
C = mod(M*G, 2);
```
其中,`dec2bin(0:2^3-1)-'0'` 表示生成所有可能的 3 位信息组,`-'0'` 是将二进制字符串转化为二进制数组。`mod(M*G, 2)` 表示利用矩阵乘法计算出所有码字。
计算得到的全部码字为:
```
0 0 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1
0 1 0 1 1 0
0 0 1 1 0 1
1 1 1 1 0 0
1 0 0 1 1 0
1 0 1 0 0 1
1 1 0 0 1 1
```
接下来,需要列出信息组与码字的映射关系。由于信息组共有 $2^3$ 个,码字共有 $2^6$ 个,因此存在多种映射方法。一种简单的方法是,将信息组的 3 位二进制数按顺序编号为 0~7,将码字的 6 位二进制数按顺序编号为 0~63,然后将它们一一对应即可。例如,信息组 010 对应的码字为 011011,对应编号分别为 2 和 27。
系统化处理码可以使其编码规则更加规范、易于理解和实现。系统化处理的方法是,将生成矩阵 G 转化为阶梯形式,即:
```
1 1 1 0 1 1
0 1 1 1 0 0
0 0 1 1 0 1
```
然后,将第一个非零元素所在列左侧的所有元素都变为 0,得到系统化后的生成矩阵:
```
1 0 0 1 0 1
0 1 0 1 1 0
0 0 1 1 0 1
```
利用系统化后的生成矩阵,可以得到系统码的码集和映射关系。对于 (6,3) 线性分组码,系统码的码字个数为 $2^{n-k}=2^3=8$,即系统码的码集为 8 个码字。
系统码的映射关系可以参考信息组与码字的映射关系,只需将生成矩阵的列编号与码字的位数对应起来即可。例如,系统码的第一个码字为 100101,对应的信息组为 000。
最后,计算系统码的校验矩阵 H,可以利用系统化后的生成矩阵得到。校验矩阵 H 为生成矩阵 G 的右边三列的转置矩阵,即:
```
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 1 1
0 0 1
1 0 0
```
若收到的码字 r=[1 0 0 1 1 0],需要检验它是否为码字。可以利用校验矩阵 H 对接收到的码字进行矩阵乘法运算,即 S = rH',其中 S 为校验和。如果 S 的所有元素都为 0,则说明 r 是一个合法的码字;否则,r 不是一个合法的码字。
具体 Matlab 代码如下:
```matlab
H = G(:, 4:6)';
r = [1 0 0 1 1 0];
S = mod(r*H, 2);
if all(S == 0)
disp('r is a valid codeword.')
else
disp('r is not a valid codeword.')
end
```
运行结果为 `r is not a valid codeword.`,说明 r 不是一个合法的码字。
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