
【計】 generated matrix; generator matrix
生成矩陣(Generator Matrix)是線性代數與編碼理論中的核心概念,在信息傳輸和糾錯編碼領域具有關鍵作用。以下從漢英詞典視角詳細解析其定義與應用:
1. 數學定義與英文對照 生成矩陣(Generator Matrix)指線上性分組碼(Linear Block Code)中,通過矩陣乘法将信息向量轉換為碼向量的工具。其标準英文定義為:
A generator matrix ( G ) is a matrix whose rows form a basis for a linear code. Any codeword can be generated by multiplying the information vector ( mathbf{u} ) with ( G ):
$$ mathbf{c} = mathbf{u} cdot G $$
2. 編碼過程的核心作用 在通信系統中,生成矩陣将k位信息字(Information Word)映射為n位碼字(Codeword),其中矩陣維度為 ( k times n )(k < n)。例如在漢明碼(Hamming Code)中,典型生成矩陣形式為: $$ G = [ I_k | P ] $$ 其中 ( I_k ) 是k階單位矩陣,( P ) 是校驗位生成子矩陣。
3. 系統形式與校驗關系 系統形式的生成矩陣直接包含信息位和校驗位,對應的校驗矩陣(Parity-check Matrix) ( H ) 滿足: $$ G cdot H^T = 0 $$ 該關系式是檢驗傳輸錯誤的數學基礎。
4. 工程應用實例 在4G/5G通信标準中,生成矩陣被用于極化碼(Polar Code)設計,通過信道組合實現可靠傳輸。國際電信聯盟(ITU)文檔中明确規定了特定生成矩陣的結構參數。
5. 權威參考來源
生成矩陣在不同學科中有不同的定義和應用場景,以下是綜合解釋:
線上性分組碼(一種糾錯編碼技術)中,生成矩陣是核心工具:
在數學計算或編程領域(如MATLAB),生成矩陣指創建特定結構矩陣的方法:
A = [1 2; 3 4]
),或通過函數生成特殊矩陣,如全零矩陣zeros()
、全1矩陣ones()
、單位矩陣eye()
等。rand()
用于初始化神經網絡參數。如需了解具體領域(如通信編碼或編程實現)的擴展内容,可參考相關文獻或工具文檔。
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